CN114231885B - 一种外壳及其加工方法、穿戴类产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种外壳及其加工方法、穿戴类产品，所述外壳用于穿戴类产品，所述外壳包括金属基材和陶瓷涂层，所述陶瓷涂层设于所述金属基材的一侧。本发明提供的外壳，通过在金属基材的一侧设置陶瓷涂层，金属基材有利于降低外壳成本，陶瓷涂层有利于提高外壳的质感、手感和硬度，如此，使得到的外壳质感好、手感佳、硬度高和成本低。
Description
技术领域
本发明涉及穿戴类产品加工技术领域，特别涉及一种外壳及其加工方法、穿戴类产品。
背景技术
现有穿戴类产品，常用的外壳材料主要为金属材料和陶瓷材料，金属外壳具有成本低的优点，但其硬度低、外观质感、手感差，而陶瓷外壳具有质感好、手感佳和硬度高的优点，但其成本高，因此，如何生产出质感好、手感佳、硬度高和成本低的穿戴类产品外壳是急需解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种外壳及其加工方法、穿戴类产品，旨在提供一种质感好、手感佳、硬度高和成本低的外壳。
为实现上述目的，本发明提出一种外壳，用于穿戴类产品，所述外壳包括金属基材和陶瓷涂层，所述陶瓷涂层设于所述金属基材的一侧。
可选地，所述陶瓷涂层的材质包括氧化锆陶瓷涂料；和/或，
所述陶瓷涂层的厚度为0.3～0.9mm；和/或，
所述金属基材的材质包括铝材、不锈钢或钛合金。
本发明还提出一种外壳的加工方法，包括以下步骤：
在金属基材的一侧形成陶瓷涂层，得到外壳。
可选地，所述在金属基材的一侧形成陶瓷涂层，得到外壳的步骤包括：
利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层；
将所述陶瓷涂层抛光后，得到外壳。
可选地，所述利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层的步骤之前，还包括：
在50～100V电压和60～1000A电流的条件下将氩气和氢气的混合气体加热电离，得到等离子热源。
可选地，所述在50～100V电压和60～1000A电流的条件下将氩气和氢气的混合气体加热电离，得到等离子热源的步骤中，所述氩气的流量为100～200L/min，所述氢气的流量为3～17L/min。
可选地，所述利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层的步骤在小于65％的湿度条件下进行；和/或，
所述利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层的步骤在16～24℃的温度条件下进行；和/或，
所述利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层的步骤中，控制所述金属基材温度小于500℃。
可选地，所述将所述陶瓷涂层抛光后，得到外壳的步骤包括：
以钻石膏作为抛光剂，先采用聚乙烯抛光轮对所述陶瓷涂层开粗，再采用毛轮对所述陶瓷涂层中抛，然后将所述陶瓷涂层浸泡于二氧化硅抛光液中进行精抛，得到外壳。
可选地，所述在金属基材的一侧形成陶瓷涂层，得到外壳的步骤之前，还包括：
在3.6～4.0kg/cm2的压力条件下，以白刚玉砂为喷料，对金属材料的一侧进行喷砂，得到金属基材。
本发明还提出一种穿戴类产品，包括如上所述的外壳。
本发明的技术方案中，通过在金属基材的一侧设置陶瓷涂层，金属基材有利于降低外壳成本，陶瓷涂层有利于提高外壳的质感、手感和硬度，如此，使得到的外壳质感好、手感佳、硬度高和成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明外壳的加工方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明外壳的加工方法第二实施例的流程示意图；
图3为本发明外壳的加工方法第三实施例的流程示意图；
图4为本发明外壳的加工方法第四实施例的流程示意图；
图5为本发明外壳的加工方法第五实施例的流程示意图；
图6为本发明外壳的加工方法第六实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
金属外壳具有成本低的优点，但其硬度低、外观质感、手感差，而陶瓷外壳具有质感好、手感佳和硬度高的优点，但其成本高，因此，如何生产出质感好、手感佳、硬度高和成本低的穿戴类产品外壳是急需解决的问题。
鉴于此，本发明提出一种外壳，用于穿戴类产品，所述外壳包括金属基材和陶瓷涂层，所述陶瓷涂层设于所述金属基材的一侧。
本发明的技术方案中，通过在金属基材的一侧设置陶瓷涂层，金属基材有利于降低外壳成本，陶瓷涂层有利于提高外壳的质感、手感和硬度，如此，使得到的外壳质感好、手感佳、硬度高和成本低。
进一步地，所述陶瓷涂层的材质包括氧化锆陶瓷涂料，陶瓷涂层需要通过陶瓷涂料制作得到，在面临陶瓷涂料的选用时，优选氧化锆陶瓷涂料，氧化锆陶瓷涂料作为一种纳米级涂料，形成的陶瓷涂层具有较好的力学性能和耐磨性能。
由于陶瓷涂层是附着在金属基材一侧，陶瓷涂层的厚度不宜过厚，过厚会降低陶瓷涂层在金属基材一侧的附着力，陶瓷涂层的厚度不宜过薄，过薄会使陶瓷涂层发生开裂，因此，所述陶瓷涂层的厚度为0.3～0.9mm，比如，陶瓷涂层的厚度为0.3mm、0.5mm、0.7mm或0.9mm。
此外，本发明不对所述金属基材的具体材质加以限制，所述金属基材的材质包括铝材、不锈钢或钛合金，金属基材的材质可以是铝材，也可以是不锈钢，还可以是钛合金，在本发明实施例中优选铝材作为金属基材，铝材质量轻、加工性能好、成本相对便宜，有助于降低外壳的成本和质量，且易于加工。
本发明还提出一种外壳的加工方法，请参照图1至图6，图1至图6为本发明外壳的加工方法的实施例。
参照图1，在本发明外壳的加工方法的第一实施例中，外壳的加工方法包括以下步骤：
步骤S10、在金属基材的一侧形成陶瓷涂层，得到外壳。
将金属和陶瓷结合，以利用两者共同的优点，得到一种金属基材一侧制作有陶瓷涂层的穿戴类产品外壳，该外壳质感好、手感佳、硬度高且成本低。
进一步地，请参照图2，在本发明外壳的加工方法的第二实施例中，步骤S10包括：
步骤S11、利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层。
步骤S11在小于65％的湿度条件下进行，在湿度大于65％时，会引起陶瓷涂层泛白，并降低陶瓷涂层与金属基材一侧的结合力，选用小于65％的湿度条件，比如，湿度条件可以是65％、60％和55％等，使得喷涂效果更好。
步骤S11在16～24℃的温度条件下进行，外界温度过高或过低都会影响陶瓷涂层的冷却凝固过程，在16～24℃的温度条件进行，比如16℃、18℃、20℃、22℃和24℃等，进一步保证喷涂效果。
进一步地，步骤S10中，控制所述金属基材温度小于500℃，在金属基材温度小于500℃时，有利于陶瓷涂料与金属基材的一侧的结合。
步骤S12、将所述陶瓷涂层抛光后，得到外壳。
成型陶瓷涂层后，能够大大改善外壳的一侧硬度，但是该陶瓷涂层初步成型时还比较粗糙，需要进行抛光加工，使外壳一侧更加光滑并达到纯陶瓷的外观效果，以提高质感和手感。需要说明的是，在进行抛光过程中还可穿插进行铣削、清洗等处理，并且铣削加工时，优选CNC(Computer Numerical Control)加工，铣削精度高。
进一步地，如图3所示，在本发明外壳的加工方法的第三实施例中，步骤S11之前，还包括：
步骤S101、在50～100V电压和60～1000A电流的条件下将氩气和氢气的混合气体加热电离，得到等离子热源。
具体地，对混合气体进行电离时可在等离子喷枪中进行，喷枪的喷嘴和电极接电源的正、负极，在喷嘴和电极之间通入氩气和氢气，并保证电压在50～100V，电流在60～1000A，以使得氩气和氢气在该环境下被有效电离成等离子体，并被喷嘴以高速射流的方式喷出，该高速等离子射流会携带后续加入的陶瓷涂料粉末喷射到金属基材的一侧以实现喷涂。
并且，在步骤S01中，所述氩气的流量为100～200L/min，所述氢气的流量为3～17L/min，等离子喷涂过程中，氩气作为主气，氢气作为次级气，主气流量过大会使得陶瓷涂层致密度降低，而氢气过量又会使陶瓷涂料过融，因此，本发明实施例中优选所述氩气的流量为100～200L/min，所述氢气的流量为3～17L/min，该流量搭配合理，使得陶瓷涂层的喷涂效果更好，其中，所述氩气的流量可以是100L/min、130L/min、150L/min、180L/min和200L/min等，所述氢气的流量可以是3L/min、8L/min、10L/min、13L/min和17L/min等。
进一步地，如图4所示，在本发明外壳的加工方法的第四实施例中，步骤S11之前，还包括：
步骤S102、将陶瓷粉末球磨后，筛分出粒度3～8μm的粉体，得到陶瓷涂料。
具体地，将陶瓷粉末置于球磨机中球磨以对陶瓷粉末进一步研磨成型，然后过筛，筛分选出粒度3～8μm的粉体，该粉体粒度小，有利于提高陶瓷涂层的致密性，进而提高外壳的质感和手感。
进一步地，如图5所示，在本发明外壳的加工方法的第五实施例中，步骤S10之前，还包括：
步骤S103、在3.6～4.0kg/cm2的压力条件下，以白刚玉砂为喷料，对金属材料的一侧进行喷砂，得到金属基材。
具体地，该金属材料包括铝材、不锈钢或钛合金等。压力条件在3.6～4.0kg/cm2范围内选择，如3.6kg/cm2、3.8kg/cm2和4.0kg/cm2等，优选地，以3.8kg/cm2的压力对金属基材喷砂。并且所述喷砂的喷料为白刚玉砂，通过喷砂处理能够提高金属基材一侧的粗糙度，从而增加陶瓷涂层与金属基材一侧之间的附着力。需要说明的是，在对金属材料的一侧喷砂前，还需对金属材料进行铣削加工和清洗处理，铣削加工能够使得金属材料得到接近外壳的形状，清洗处理能够去除金属材料经铣削后一侧残留的毛刺、毛边等。并且铣削加工时，优选CNC加工，铣削精度高。
进一步地，如图6所示，在本发明外壳的加工方法的第六实施例中，步骤12包括：
步骤121、以钻石膏作为抛光剂，先采用聚乙烯抛光轮对所述陶瓷涂层开粗，再采用毛轮对所述陶瓷涂层中抛，然后将所述陶瓷涂层浸泡于二氧化硅抛光液中进行精抛，得到外壳。
经过开粗、中抛和精抛后，使外壳一侧更加光亮、平整，保证外壳的质感和手感。需要说明的是，开粗、中抛和精抛并不能得到最终所需的外壳外形，抛光过程中还需进行铣削加工，具体地，步骤121可按以下步骤进行：将所述陶瓷涂层第一次抛光处理(开粗和中抛)后，清洗，铣削，清洗，第二抛光处理(精抛)，清洗，得到外壳。并且铣削加工时，优选CNC加工，铣削精度高。
以下给出本发明提出的外壳的加工方法的一实施例：
(1)在3.6～4.0kg/cm2的压力条件下，以白刚玉砂为喷料，对金属材料的一侧进行喷砂，得到金属基材。
(2)将陶瓷粉末球磨后，筛分出粒度3～8μm的粉体，得到陶瓷涂料。
(3)在50～100V电压和60～1000A电流的条件下将氩气(流量为100～200L/min)和氢气(流量为3～17L/min)的混合气体加热电离，得到等离子热源。
(4)利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层，其中，湿度小于65％，温度16～24℃，金属基材温度小于500℃。
(5)以钻石膏作为抛光剂，先采用聚乙烯抛光轮对所述陶瓷涂层开粗，再采用毛轮对所述陶瓷涂层中抛，然后将所述陶瓷涂层浸泡于二氧化硅抛光液中进行精抛，得到外壳。
此外，本发明还提出一种穿戴类产品，穿戴类产品包括上述的外壳。因此，所述穿戴类产品具备了上述外壳的全部有益效果，在此不再一一赘述。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
(1)在3.6～4.0kg/cm2的压力条件下，以白刚玉砂为喷料，对金属材料的一侧进行喷砂，得到金属基材。
(2)将陶瓷粉末球磨后，筛分出粒度5.5μm的粉体，得到陶瓷涂料。
(3)在50V电压和1000A电流的条件下将氩气(流量为150L/min)和氢气(流量为10L/min)的混合气体加热电离，得到等离子热源。
(4)利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层，其中，湿度55％，温度20℃，金属基材温度450℃。
(5)以钻石膏作为抛光剂，先采用聚乙烯抛光轮对所述陶瓷涂层开粗，再采用毛轮对所述陶瓷涂层中抛，然后将所述陶瓷涂层浸泡于二氧化硅抛光液中进行精抛，得到外壳。
实施例2
与实施例1的区别在于:(1)中压力为3.6kg/cm2：(2)中粒度为8μm；(3)中电压为75V，电流为530A，氩气流量为100L/min，氢气流量为17L/min；(4)中湿度65％，温度16℃，金属基材温度500℃。
实施例3
与实施例1的区别在于:(1)中压力为4.0kg/cm2：(2)中粒度为3μm；(3)中电压为70V，电流为525A，氩气流量为155L/min，氢气流量为8L/min；(4)中湿度65％，温度22℃，金属基材温度500℃。
实施例4
与实施例1的区别在于:(1)中压力为3.81kg/cm2：(2)中粒度为6μm；(3)中电压为80V，电流为535A，氩气流量为145L/min，氢气流量为3L/min；(4)中湿度60％，温度18℃，金属基材温度400℃。
实施例5
与实施例1的区别在于:(1)中压力为3.82kg/cm2：(2)中粒度为5μm；(3)中电压为100V，电流为60A，氩气流量为200L/min，氢气流量为12L/min；(4)中湿度60％，温度24℃，金属基材温度400℃。
通过肉眼观察及触摸实施例1至5所得的外壳的外表，得到结果如下表1所示。由表1可知，实施例1至5加工得到外壳的外观富有光泽，质感好；外表摸起来光滑，手感佳。
表1实施例1至5所得的外壳的外表情况
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 外观 | 富有光泽 | 富有光泽 | 富有光泽 | 富有光泽 | 富有光泽 |
| 手感 | 光滑 | 光滑 | 光滑 | 光滑 | 光滑 |
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种外壳的加工方法，其特征在于，所述外壳用于穿戴类产品，所述外壳包括金属基材和陶瓷涂层，所述陶瓷涂层设于所述金属基材的一侧，所述外壳的加工方法包括以下步骤：
在金属基材的一侧形成陶瓷涂层，得到外壳；
所述在金属基材的一侧形成陶瓷涂层，得到外壳的步骤包括：
利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层；
将所述陶瓷涂层抛光后，得到外壳；
其中，所述利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层的步骤在大于等于55%、小于等于60%的湿度条件下进行；
其中，所述在金属基材的一侧形成陶瓷涂层，得到外壳的步骤之前，还包括：
在3.6~4.0 kg/cm2的压力条件下，以白刚玉砂为喷料，对金属材料的一侧进行喷砂，得到金属基材；
所述利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层的步骤在16~24℃的温度条件下进行。
2.如权利要求1所述的外壳的加工方法，其特征在于，所述陶瓷涂层的材质包括氧化锆陶瓷涂料；和/或，
所述陶瓷涂层的厚度为0.3~0.9mm；和/或，
所述金属基材的材质包括铝材、不锈钢或钛合金。
3.如权利要求1所述的外壳的加工方法，其特征在于，所述利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层的步骤之前，还包括：
在50~100V电压和60~1000A电流的条件下将氩气和氢气的混合气体加热电离，得到等离子热源。
4.如权利要求3所述的外壳的加工方法，其特征在于，所述在50~100V电压和60~1000A电流的条件下将氩气和氢气的混合气体加热电离，得到等离子热源的步骤中，所述氩气的流量为100~200L/min，所述氢气的流量为3~17L/min。
5.如权利要求1所述的外壳的加工方法，其特征在于，所述利用等离子热源将陶瓷涂料融化并喷涂至金属基材的一侧，形成陶瓷涂层的步骤中，控制所述金属基材温度小于500℃。
6.如权利要求1所述的外壳的加工方法，其特征在于，所述将所述陶瓷涂层抛光后，得到外壳的步骤包括：
以钻石膏作为抛光剂，先采用聚乙烯抛光轮对所述陶瓷涂层开粗，再采用毛轮对所述陶瓷涂层中抛，然后将所述陶瓷涂层浸泡于二氧化硅抛光液中进行精抛，得到外壳。
7.一种穿戴类产品，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所述的外壳的加工方法所得到的所述外壳。
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|---|---|---|---|
| CN202111515269.XA CN114231885B (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种外壳及其加工方法、穿戴类产品 |
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|---|
| 伍先明等.《塑料模具设计指导》.机械工业出版社,2020,(第1版),第252-253页. * |
| 王海军.《热喷涂工程师指南》.国防工业出版社,2010,(第1版),第28页. * |
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