TWI554183B - 金屬殼體成型方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種殼體成型方法，尤其涉及一種採用攪拌摩擦焊之金屬殼體成型方法。
鋁、鋅、鎂合金以及鋁合金等金屬材料由於密度小、導熱能力強以及力學性能優異等原因，開始被用於製造電子產品之殼體。一些金屬殼體常由焊接方法將二或複數金屬件接合成一整體式結構，然後，採用陽極氧化工藝對其進行處理以防止金屬材料被氧化腐蝕。然，該類金屬殼體於经由陽極氧化處理後會於金屬殼體表面之焊接處產生明顯之腐蝕線，且焊接區之顏色與其他區域具有一定之色差，進而影響金屬殼體之外觀。
有鑒於此，有必要提供一種能改善殼體外觀之金屬殼體成型方法。
一種金屬殼體成型方法，其包括以下步驟：對金屬件進行攪拌摩擦焊以形成金屬殼體；對該金屬殼體進行鹼咬處理以消除其表面殘留物；對該金屬殼體進行剝黑膜處理，以去除鹼咬過程中形成之黑膜；對該金屬殼體進行電拋處理以改善殼體外觀；對該金屬殼體進行陽極氧化處理；對該金屬殼體進行封孔及烘乾處理。
該金屬殼體成型方法採用攪拌摩擦焊形成，大大減少了對金屬殼
體焊接處材料組織之破壞，且於電拋處理過程中使金屬殼體外表面發生化學反應並於其表面發生不同程度之溶解，從而進一步改善了焊接處材料之均勻性，使焊接區域顏色與其他區域保持較好之一致性。另，於電拋過程中，直流電能夠抑制電解液與焊接處之雜質發生氧化還原反應，進而可避免焊接處之雜質材料經由陽極氧化處理後產生腐蝕線，有效地改善了金屬殼體之外觀。
圖1係本發明實施方式之金屬殼體成型方法之流程圖。
請參閱圖1，以下將本發明實施方式之金屬殼體成型方法進行詳細描述。
於步驟S101中，對金屬件進行攪拌摩擦焊以形成金屬殼體。於本實施方式中，該金屬殼體為一體式電腦外殼，其由牌號為5052之鋁合金材料製成。
於步驟S102中，清洗金屬殼體之外表面。
於步驟S103中，對金屬殼體外表面進行噴砂處理。
於步驟S104中，對金屬殼體進行脫脂處理以除去其表面油污；於本實施方式中，將金屬殼體浸入高溫之鹼性溶液如NaOH、Na2CO3、Na3PO4溶液中，使沾染於金屬殼體上之油脂與該類鹼性溶液發生化學反應形成可溶性鹽而除去。
於步驟S105中，對金屬殼體進行鹼咬處理以消除其表面殘留物。具體而言，將金屬殼體浸入鹼性溶液中一段時間，金屬殼體之外表面與鹼性溶液發生化學反應以調整金屬殼體表面材質之粗細、
均勻、亮暗之程度，以利於後續金屬殼體之陽極氧化處理。於本實施方式中，該鹼咬過程中，金屬殼體之表面會產生一層NaAlO2材料，該NaAlO2材料是一種黑色之可溶解性鹽，即黑膜。
於步驟106中，對金屬殼體進行剝黑膜處理，以去除鹼咬過程中形成之黑膜。
於步驟S107中，對金屬殼體進行電拋處理以改善金屬殼體外觀，即採用電解液使金屬殼體表面凹凸部分發生不同程度之溶解，最終使金屬殼體表面變得光滑且有光澤，同時採用直流電抑制電解液與焊接處之雜質發生氧化還原反應。具體而言，該電拋處理藉由以下步驟來完成：首先，將金屬殼體浸入電解液中，以金屬殼體作為陽極，以不溶性金屬作陰極。陰極材料可為鉛或者不銹鋼。於本實施方式中，陰極材料優選為不銹鋼。電解液之成分包括硫酸、磷酸以及鋁離子。磷酸、硫酸之體積分數比為2.5~4，其中以3±0.3較佳。鋁離子濃度範圍為10~20克/升(g/L)，其中優選為15g/L。電解液溫度值為70~82攝氏度(℃)，其中以77±2℃較佳；其次，接通直流電對殼體進行電拋。直流電之電流值(安培)取殼體之外表面積(平方分米)之1.0~1.5倍。以本實施方式而言，金屬殼體之外表面積為70平方分米，該直流電之電流值可為70~105安培(A)，其中優選為100±20A。金屬殼體之電拋時間範圍為12~38秒(S)，較佳地電拋時間選擇為20±2S。於電拋過程中，直流電能夠抑制電解液與焊接處之雜質發生氧化還原反應，進而可避免焊接處之雜質材料經由陽極氧化處理後產生具有一定深度之腐蝕線。該電拋過程中，金屬殼體之表面凹凸部分發生不同程度之溶解，最終使金屬殼體表面材料結構均勻，變得光滑又有光
澤。電拋後金屬殼體外表面之光澤度在33~45範圍內。
於步驟S108中，取出金屬殼體並將其晾乾。具體而言，將金屬殼體從電解液中取出，懸置於空氣中一段時間。於本實施方式中，金屬殼體之懸置時間為12S。可理解，金屬殼體之懸置時間可根據其表面積等參數進行相應之調整。
於步驟S109中，對金屬殼體進行陽極氧化處理。於本實施方式中，陽極氧化處理之電壓為12.5伏特(V)，氧化溫度為12℃~23℃，氧化時間為21~23分鐘(min)。
於步驟S110中，對金屬殼體進行封孔及烘乾處理。
該金屬殼體成型方法採用攪拌摩擦焊形成，大大減少了對金屬殼體焊接處材料組織之破壞，且於電拋處理過程中使金屬殼體外表面發生化學反應並於其表面發生不同程度之溶解，從而進一步改善了焊接處材料之均勻性，使焊接區域顏色與其他區域保持較好之一致性。另，於電拋過程中，直流電能夠抑制電解液與焊接處之雜質發生氧化還原反應，進而可避免焊接處之雜質材料被腐蝕，避免其經由陽極氧化處理後產生腐蝕線，有效地改善了金屬殼體之外觀。
可理解，當金屬殼體足夠乾淨且無需噴砂效果時，步驟S102、S103、S104可省略。
可理解，當金屬殼體之表面積根據產品需要改變時，電拋採用之電流值須相應地改變。
可理解，金屬殼體亦可為其他牌號之鋁合金材料及其他能夠進行陽極氧化處理之輕金屬材料。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
Claims (10)
- 一種金屬殼體成型方法，其包括以下步驟：(1)對金屬件進行攪拌摩擦焊以形成金屬殼體；(2)對該金屬殼體進行鹼咬處理以消除其表面殘留物；(3)對該金屬殼體進行剝黑膜處理，以去除鹼咬過程中形成之黑膜；(4)對該金屬殼體進行電拋處理以改善金屬殼體外觀；(5)對該金屬殼體進行陽極氧化處理；以及(6)對該金屬殼體進行封孔及烘乾處理。
- 如申請專利範圍第1項所述之金屬殼體成型方法，其中在對金屬件進行攪拌摩擦焊以形成金屬殼體之步驟之後還包括清洗該金屬殼體之外表面，以及對金屬殼體進行脫脂處理以除去其表面油污之步驟。
- 如申請專利範圍第2項所述之金屬殼體成型方法，其中在清洗金屬殼體及對金屬殼體進行脫脂處理之步驟之間還包括對金屬殼體外表面進行噴砂處理之步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之金屬殼體成型方法，其中該電拋步驟包括將該金屬殼體浸入電解液中，以該金屬殼體作為陽極，以不溶性金屬作陰極組成電迴路；接通直流電對該金屬殼體進行電拋處理。
- 如申請專利範圍第4項所述之金屬殼體成型方法，其中該電解液之成分包括硫酸、磷酸以及鋁離子，磷酸、硫酸之體積分數比為2.5~4，鋁離子濃度範圍為10~20克/升。
- 如申請專利範圍第5項所述之金屬殼體成型方法，其中該電解液中磷酸、硫酸之體積分數比為3±0.3，該鋁離子之質量分數為15克/升。
- 如申請專利範圍第4項所述之金屬殼體成型方法，其中該電解液溫度為 70~82攝氏度，該直流電之電流值(安培)為該金屬殼體外表面積數值(平方分米)之1.0~1.5倍。
- 如申請專利範圍第7項所述之金屬殼體成型方法，其中該電解液之溫度中為77±2攝氏度，電拋時間範圍為12~38秒。
- 如申請專利範圍第8項所述之金屬殼體成型方法，其中該金屬殼體之表面積為70平方分米，其電流值為70~105安培，電拋時間範圍為20±2秒。
- 如申請專利範圍第9項所述之金屬殼體成型方法，其中該陽極氧化處理之電壓為12.5伏特，氧化溫度為12~23攝氏度，氧化時間為21~23分鐘。
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