TW201339368A - 基體表面圖案製作方法及其製品 - Google Patents

基體表面圖案製作方法及其製品 Download PDF

Info

Publication number
TW201339368A
TW201339368A TW101111604A TW101111604A TW201339368A TW 201339368 A TW201339368 A TW 201339368A TW 101111604 A TW101111604 A TW 101111604A TW 101111604 A TW101111604 A TW 101111604A TW 201339368 A TW201339368 A TW 201339368A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
metal substrate
amorphous
substrate
pattern
fabricating
Prior art date
Application number
TW101111604A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI513857B (zh
Inventor
Quan Zhou
Xin-Wu Guan
Po-Feng Ho
Original Assignee
Fih Hong Kong Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fih Hong Kong Ltd filed Critical Fih Hong Kong Ltd
Publication of TW201339368A publication Critical patent/TW201339368A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI513857B publication Critical patent/TWI513857B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/22—Removing surface-material, e.g. by engraving, by etching
    • B44C1/227—Removing surface-material, e.g. by engraving, by etching by etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/22—Removing surface-material, e.g. by engraving, by etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12389—All metal or with adjacent metals having variation in thickness
    • Y10T428/12396—Discontinuous surface component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12486—Laterally noncoextensive components [e.g., embedded, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12993—Surface feature [e.g., rough, mirror]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

一種基體表面圖案製作方法，其包括如下步驟：提供一金屬基體；對該金屬基體進行鐳射非晶化處理，於金屬基體表面形成一非晶圖案層；對該金屬基體進行蝕刻處理，於金屬基體未形成非晶圖案層的表面形成蝕刻區。本發明還提供一種經上述基體表面圖案製作方法製得的製品。

Description

基體表面圖案製作方法及其製品
本發明涉及一種基體表面圖案製作方法及其製品。
不銹鋼由於其具有良好的耐磨性、穩定性、耐衝擊性及較高的硬度等特性，被廣泛應用於電子裝置（如手機）、汽車零部件及建築裝飾件等領域。目前一般採用遮蔽與蝕刻相結合的方法在不銹鋼基體表面形成凹凸的立體圖紋，以使不銹鋼基體獲得較好的外觀效果。然而，習知的遮蔽方式主要為油墨遮蔽和菲林遮蔽，這兩種方法均存在工藝複雜及易於造成環境污染的缺點。
鑒於此，有必要提供一種工藝簡單、環保的基體表面圖案製作方法。
另外，還提供一種經上述基體表面圖案製作方法製得的製品。
一種基體表面圖案製作方法，其包括如下步驟：
提供一金屬基體；
對該金屬基體進行鐳射非晶化處理，於金屬基體表面形成一非晶圖案層；
對該金屬基體進行蝕刻處理，於金屬基體未形成非晶圖案層的表面形成蝕刻區。
一種製品，其包括金屬基體、形成於金屬基體表面的非晶圖案層及蝕刻區，所述非晶圖案層與蝕刻區形成凹凸結構，該非晶圖案層具有非晶態微觀結構，所述非晶態為金屬基體材質的非晶態。
所述形成圖案的方法，藉由鐳射非晶化處理代替習知的遮蔽處理，再結合化學蝕刻處理，最終在金屬基體表面獲得凹凸的立體圖案，該方法工藝簡單且環保。另外，由於所述非晶圖案層為非晶化結構，使該非晶圖案層具有優異的耐磨性，如此，可使該製品長期使用後仍具有良好的裝飾性外觀。
請參閱圖1及圖2，本發明一較佳實施例的基體表面圖案製作方法主要包括如下步驟：
S101：提供一金屬基體11。
該金屬基體11的材質為不銹鋼、普通碳鋼、模具鋼或鎳鉻合金等。對金屬基體11表面進行脫脂除油、烘乾等常規處理。
S102：對該金屬基體11進行鐳射非晶化處理，於金屬基體11表面形成一非晶圖案層13。具體操作方法如下：
提供一鐳射雕刻機（未圖示），將一預計形成於金屬基體11表面的範本圖案導入該鐳射雕刻機的雕刻專用操作軟體中，該雕刻專用操作軟體藉由識別所導入的範本圖案對金屬基體11表面進行鐳射掃描處理，該鐳射掃描的軌跡構成預形成於金屬基體11的圖案。該鐳射掃描過程中，鐳射功率為4~5kW，鐳射功率密度為107~108W‧cm-2，鐳射掃描速率為50~100mm/s，光斑直徑為10~20mm。當鐳射將金屬基體11表面加熱至其相變溫度與熔點之間時，停止鐳射掃描，並採用液氮或高壓氮氣對金屬基體11表面進行快速冷卻處理，使晶粒來不及成核便已凝固而形成非晶態結構，如此在金屬基體11表面形成非晶圖案層13（參見圖3）。該快速冷卻處理還可防止金屬基體11在冷卻過程中被氧化。該非晶圖案層13的厚度可為0.01~0.05mm。由於非晶態結構具有短程有序，長程無序的結構特徵，因此該非晶圖案層13在宏觀上表現出優異的機械性能（如硬度，耐磨性等）及化學穩定性（如耐蝕性）。
在該鐳射非晶化處理過程中，確保鐳射功率密度為107~108W‧cm-2、金屬基體11的冷卻速率為107~1010℃/秒，使被掃描的金屬基體11表面形成非晶態結構，而非僅僅達到金屬表面鐳射強化的效果。可以理解的，在實際生產過程中，根據金屬基體11的熔點，改變鐳射功率、鐳射掃描速率及光斑直徑等參數，獲得所需厚度的非晶圖案層13。
S103：對該金屬基體11進行蝕刻處理，於金屬基體11表面形成蝕刻區15。
本實施例中，以含80~180g/L三氯化鐵和0.5~5.0mol/L鹽酸的水溶液為蝕刻液，蝕刻液溫度為35~40℃，蝕刻時間為2~4min。蝕刻過程中，該蝕刻液藉由噴嘴噴淋至金屬基體11的表面，該噴嘴的壓力為1~2Pa。該化學蝕刻的深度小於非晶圖案層13的厚度。優選地，為了減少蝕刻液停留在金屬基體11的表面而發生側蝕或/和水池效應，可採用倒噴的方式對金屬基體11進行蝕刻，如此可提高預計形成於金屬基體11表面圖案的精度。
請參見圖4，在該蝕刻過程中，由於非晶圖案層13具有優異的耐蝕性而無法被蝕刻液腐蝕。金屬基體11未被非晶化的區域被蝕刻液蝕刻而形成蝕刻區15。該蝕刻區15的粗糙度Ra為0.3~0.4μm，該蝕刻區15的粗糙度Rz為0.4~0.6μm。
S104：採用清水對金屬基體11進行沖洗，以去除金屬基體11表面的殘留的蝕刻液。
所述形成圖案的方法，藉由鐳射非晶化處理代替習知的遮蔽處理，再結合化學蝕刻處理，最終在金屬基體11表面獲得凹凸的立體圖案，該方法工藝簡單且環保。
由上述基體表面圖案製作方法製得的製品10，其包括一金屬基體11、形成於金屬基體11上的非晶圖案層13及蝕刻區15。所述非晶圖案層13與蝕刻區15形成凹凸結構。
所述製品10可為電子裝置外殼，亦可為鐘錶外殼、金屬衛浴件及建築用件。
該金屬基體11的材質為不銹鋼、普通碳鋼、模具鋼或鎳鉻合金等。
該非晶圖案層13形成為預設的裝飾性圖案、文字或商標。該非晶圖案層13藉由鐳射非晶化處理的方式獲得。該非晶圖案層13具有非晶態微觀結構，所述非晶態為金屬基體11材質的非晶態。該非晶圖案層13的厚度可為0.01~0.05mm。
該蝕刻區15藉由蝕刻的方式形成。該蝕刻區15的粗糙度Ra為0.3~0.4μm，該蝕刻區15的粗糙度Rz為0.4~0.6μm。
由於所述非晶圖案層13為非晶化結構，使該非晶圖案層13具有優異的耐磨性，如此，可使該製品10長期使用後仍具有良好的裝飾性外觀。
10．．．製品
11．．．金屬基體
13．．．非晶圖案層
15．．．蝕刻區
圖1係本發明一較佳實施例基體表面圖案製作方法的流程圖。
圖2係本發明一較佳實施例製品的前視圖。
圖3係本發明一較佳實施例形成有非晶圖案層的金屬基體的剖視圖。
圖4係圖2所示製品沿III-III線的剖視圖。
10．．．製品
11．．．金屬基體
13．．．非晶圖案層
15．．．蝕刻區

Claims (10)

  1. 一種基體表面圖案製作方法，其包括如下步驟：
    提供一金屬基體；
    對該金屬基體進行鐳射非晶化處理，於金屬基體表面形成一非晶圖案層；
    對該金屬基體進行蝕刻處理，於金屬基體未形成非晶圖案層的表面形成蝕刻區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基體表面圖案製作方法，其中：該金屬基體的材質為不銹鋼、普通碳鋼、模具鋼或鎳鉻合金。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基體表面圖案製作方法，其中：該鐳射非晶化處理的方法為：對金屬基體的部分表面進行鐳射掃描；當鐳射將金屬基體表面加熱至相變溫度與熔點之間時，停止鐳射掃描；對金屬基體表面進行快速冷卻處理，於金屬基體表面形成非晶圖案層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之基體表面圖案製作方法，其中：鐳射掃描的具體工藝參數為：鐳射功率為4~5kW，鐳射掃描速率為50~100mm/s，光斑直徑為10~20mm，鐳射功率密度為107~108W‧cm-2。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之基體表面圖案製作方法，其中：該金屬基體的冷卻速率為107~1010℃/秒。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之基體表面圖案製作方法，其中：採用液氮或高壓氮氣對金屬基體表面進行快速冷卻處理。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之基體表面圖案製作方法，其中：該蝕刻處理的方法為：以含80~180g/L三氯化鐵和0.5~5.0mol/L鹽酸的水溶液為蝕刻液，蝕刻液溫度為35~40℃，蝕刻時間為2~4min；該蝕刻液藉由噴嘴噴淋至金屬基體的表面，該噴嘴的壓力為1~2Pa。
  8. 一種製品，其包括金屬基體，其改良在於：該製品還包括形成於金屬基體表面的非晶圖案層及蝕刻區，所述非晶圖案層與蝕刻區形成凹凸結構，該非晶圖案層具有非晶態微觀結構，所述非晶態為金屬基體材質的非晶態。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之製品，其中：該非晶圖案層的厚度為0.01~0.05mm。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之製品，其中：該蝕刻區的粗糙度Ra為0.3~0.4μm。
TW101111604A 2012-03-23 2012-03-30 基體表面圖案製作方法及其製品 TWI513857B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210079151.1A CN103317932B (zh) 2012-03-23 2012-03-23 基体表面图案制作方法及其制品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201339368A true TW201339368A (zh) 2013-10-01
TWI513857B TWI513857B (zh) 2015-12-21

Family

ID=49187108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101111604A TWI513857B (zh) 2012-03-23 2012-03-30 基體表面圖案製作方法及其製品

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8911876B2 (zh)
CN (1) CN103317932B (zh)
TW (1) TWI513857B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103182683B (zh) * 2011-12-30 2017-03-08 广州江瑞机电设备有限公司 于金属外壳上制作图案的方法及由该方法制得的金属外壳
US10290414B2 (en) * 2015-08-31 2019-05-14 Qualcomm Incorporated Substrate comprising an embedded inductor and a thin film magnetic core
CN106423788B (zh) * 2016-10-11 2019-10-01 青岛理工大学 一种中碳钢基体的刻蚀方法、减摩耐磨复合润滑膜及其制备方法
CN108436276B (zh) * 2018-06-25 2020-11-13 广东工业大学 一种激光冲击压印方法及装置
CN109435567A (zh) * 2018-11-20 2019-03-08 葛建国 一种不锈钢薄板加工的方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5453625A (en) * 1977-10-07 1979-04-27 Toshiba Corp Corrosion resistant protector
US4310381A (en) * 1980-04-04 1982-01-12 Allied Corporation Method for improving magnetic properties of metallic glass ribbon
CH658018A5 (de) * 1980-08-28 1986-10-15 Wisconsin Alumni Res Found Oberflaechen-musterstrukturen aus amorphen metallen.
JPS61120316A (ja) * 1984-11-15 1986-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜磁気ヘツドの製造方法
JPS61150337A (ja) * 1984-12-25 1986-07-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JPH07122145B2 (ja) * 1986-07-25 1995-12-25 トツパン・ム−ア株式会社 エツチング加工方法
JPS6473089A (en) * 1987-09-11 1989-03-17 Mitsui Shipbuilding Eng Method for decorating member surface
US4888758A (en) * 1987-11-23 1989-12-19 Scruggs David M Data storage using amorphous metallic storage medium
US6030556A (en) * 1997-07-08 2000-02-29 Imation Corp. Optical disc stampers and methods/systems for manufacturing the same
CN1115183C (zh) * 2000-05-30 2003-07-23 叶红兵 不锈钢板过滤网的制备工艺
KR100464648B1 (ko) * 2002-03-13 2005-01-03 주식회사 하이닉스반도체 캐패시터 형성 방법
US20040084408A1 (en) * 2002-10-31 2004-05-06 Nptest, Inc. Method for surface preparation to enable uniform etching of polycrystalline materials
US7235910B2 (en) * 2003-04-25 2007-06-26 Metglas, Inc. Selective etching process for cutting amorphous metal shapes and components made thereof
EP1738359A1 (en) * 2004-04-15 2007-01-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical master substrate with mask layer and method to manufacture high-density relief structure
JP2009507316A (ja) * 2005-09-02 2009-02-19 モーザー ベイアー インディア リミテッド 高密度凹凸構造を複製するスタンパの製造方法
US8641839B2 (en) * 2007-02-13 2014-02-04 Yale University Method for imprinting and erasing amorphous metal alloys
CN101662907B (zh) * 2008-08-29 2012-03-28 比亚迪股份有限公司 一种装饰有图案的金属板
US9793481B2 (en) * 2008-10-01 2017-10-17 The Regents Of The University Of Michigan Patterning by stamped metal resist
CN102234806B (zh) * 2010-04-23 2013-05-08 比亚迪股份有限公司 一种不锈钢蚀刻液及蚀刻方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI513857B (zh) 2015-12-21
CN103317932A (zh) 2013-09-25
US8911876B2 (en) 2014-12-16
CN103317932B (zh) 2018-03-06
US20130248057A1 (en) 2013-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI513857B (zh) 基體表面圖案製作方法及其製品
WO2012048870A3 (en) Process for producing highly ordered nanopillar or nanohole structures on large areas
TWI438172B (zh) 殼體及其製備方法
CN103255416B (zh) 一种蚀刻方法及其所用蚀刻抛光液
JP2011036913A (ja) 金属高温成型金型及びその製造方法
MX2010006654A (es) Metodo para producir piezas altamente sometidas a esfuerzo mecanicamente y especialmente herramientas de ceramicas de bajo costo o polimeros, como concreto, mediante moldeo de la forma deseada y luego recubrimiento con una capa metalica o capa de cer
TWI577837B (zh) 鋁或鋁合金的表面處理方法及其製品
ATE437254T1 (de) Verfahren zur beschichtung von blech
CN104550959A (zh) 一种金属复合材料零件的成形方法
JP2009083429A (ja) 温度調節部材を有する金型殻の製造方法
JP2004298954A (ja) プレス成形用金型
CN106702439A (zh) 一种金属微型管材定向电铸法
TW201806890A (zh) 3d玻璃製造方法
JP2010240736A (ja) 加熱を利用した刻印により金属面に模様を形成する方法
Huang et al. A novel method for fabricating micro-dimple arrays with good surface quality on metallic glass substrate by combining laser irradiation and mechanical polishing under wax sealing
CN103173767B (zh) 一种蚀刻方法
CN101380663A (zh) 消失模空壳精密铸造的方法
CN103182683A (zh) 于金属外壳上制作图案的方法及由该方法制得的金属外壳
JP2014218709A (ja) 導電パターン付き立体成型品及びその製造方法
JPWO2015045693A1 (ja) パターン付ロール及びその製造方法
JP2015136819A (ja) 樹脂成形用金型及びその製造方法
RU2007135677A (ru) Способ изготовления остряков стрелочных переводов
JP2016052966A (ja) 成形用ロール、及び板ガラスの製造方法
JP2015104817A (ja) 樹脂成形金型の加工方法
CN105506691A (zh) 一种不锈钢的表面处理方法、不锈钢外壳和移动终端

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees