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CN105792578B - 壳体的表面加工方法及电子设备 - Google Patents

壳体的表面加工方法及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种壳体的表面加工方法，所述壳体的材料包括铝或铝合金，该加工方法包括：控制海绵轮以不定向的打磨路线将所述壳体的表面抛光至镜面效果，将第一磨料喷射于所述壳体的表面，将第二磨料喷射于所述壳体的表面，将所述壳体作为阳极置于电解质溶液中进行通电处理，使所述壳体的表面形成阳极氧化层。本发明实施例还提供一种相应的电子设备。本发明实施例提供的壳体的表面加工方法及电子设备，用以解决现有技术中壳体表面的喷砂颗粒比较粗大且浮在外表面，影响用户视觉感受和触觉感受的问题。

Description

壳体的表面加工方法及电子设备
技术领域
本发明涉及材料加工领域，尤其是一种壳体的表面加工方法及电子设备。
背景技术
随着消费类电子产品的日新月异，各品牌的产品竞争激烈，消费者对于消费类电子产品的要求也越来越高，除了电子产品的硬件规格(例如处理器、屏幕尺寸与像素、网络制式、相机像素等)外，消费者也非常看重电子产品的外观设计。
现有技术中，通常对电子产品的外壳进行阳极氧化或其他表面处理方法达到一定的外观效果。但由于在阳极氧化之前的表面处理较为简单，往往会出现喷砂颗粒比较粗大且浮在外表面的现象，如图2(a)所示，影响用户视觉感受和触觉感受，其精致美观的程度已经不能满足用户的审美要求。
发明内容
本发明实施例提供一种壳体的表面加工方法及电子设备，用以解决现有技术中壳体表面的喷砂颗粒比较粗大且浮在外表面，影响用户视觉感受和触觉感受的问题。
本发明实施例提供的一种壳体的表面加工方法，所述壳体的材料包括铝或铝合金，该加工方法包括：
控制海绵轮以不定向的打磨路线将所述壳体的表面抛光至镜面效果；
将第一磨料喷射于所述壳体的表面；
将第二磨料喷射于所述壳体的表面；
将所述壳体作为阳极置于电解质溶液中进行通电处理，使所述壳体的表面形成阳极氧化层。
本发明实施例还提供了相应的电子设备，包括壳体，该壳体由上述加工方法制备而成。
本发明实施例提供的壳体的表面加工方法，通过控制海绵轮以不定向的打磨路线将所述壳体的表面抛光至镜面效果，将第一磨料喷射于所述壳体的表面，将第二磨料喷射于所述壳体的表面，将所述壳体作为阳极置于电解质溶液中进行通电处理，使所述壳体的表面形成阳极氧化层，实现了提高壳体表面砂粒的立体感和饱满感，使壳体表面更加精致细腻，改善了壳体表面的视觉感受和触觉感受，提升了用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例的附图，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的附图。
图1是本发明的壳体表面加工方法的第一实施例流程示意图；
图2(a)是现有技术中电子产品的外壳进行阳极氧化处理后的表面效果示意图；
图2(b)是外壳采用本发明实施例的表面加工方法所得到的表面效果示意图；
图3是本发明的壳体表面加工方法的第二实施例流程示意图；
图4是本发明的壳体的表面加工方法的抛光设备的局部结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
参见图1，其为本发明的壳体表面加工方法的第一实施例流程示意图。本实施例中壳体的表面加工方法包括步骤101-104，具体如下：
步骤101，控制海绵轮以不定向的打磨路线将壳体的表面抛光至镜面效果。
本发明实施例中，该壳体的材料包括可以进行阳极氧化的铝合金材料，优选为纯铝、6061铝合金、6063铝合金。
本步骤中，带有伺服系统的抛光设备控制海绵轮对壳体的表面以不定向的打磨路线进行抛光，保证壳体表面的每个点受抛均匀，进而达到镜面效果。现有技术一般采用路径固定的定向抛光或使用仿形刀加工壳体表面，但是定向抛光会在壳体上产生其抛光路径的纹路，而仿形刀加工则无法达到镜面效果。本发明实施例使用不定向的打磨路线则不会在壳体表面产生抛光纹路，并且能够使壳体表面达到理想的镜面效果。
步骤102，将第一磨料喷射于壳体的表面。
本步骤中，将第一磨料喷射于经抛光处理后的壳体表面，不但可以去除其表面的瑕疵，还能调节其表面粗糙度，为后续的表面处理作准备。
步骤103，将第二磨料喷射于壳体的表面。
本实施例中，第二磨料与第一磨料具有不同形状的外形，在喷射第一磨料后再喷射第二磨料，一方面能进一步调节壳体表面粗糙度，还能提高砂粒的立体感和饱满感。
其中，第一磨料呈棱锥形，第二磨料呈球形。当以棱锥形的第一磨料喷射在壳体表面后，壳体表面由于棱锥形磨料的附着并折射光线而显得立体；此时用富有弹性的球形的第二磨料喷射在壳体表面，使壳体表面又产生一种饱满的质感。
步骤104，将经过上述两次喷砂处理后的壳体作为阳极置于电解质溶液中进行通电处理，利用电解作用在壳体的表面形成阳极氧化层。
本步骤中，通过阳极氧化作用在壳体表面形成阳极氧化层。其中，阳极氧化层一方面能明显改善壳体表面的机械性能，如耐蚀性、耐磨性；另一方面，还可以经适当着色显著提高壳体表面的装饰性。
参见图2(a)，其为现有技术中电子产品的外壳进行阳极氧化处理后的表面效果示意图，而图2(b)则是外壳采用本发明实施例的表面加工方法所得到的表面效果示意图。从图2(a)和图2(b)的对比可以看出，本发明的表面加工方法所得到的表面效果相比现有技术的表面效果，显得更加细腻、温润和饱满。
本发明实施例提供的壳体的表面加工方法，通过控制海绵轮以不定向的打磨路线将壳体的表面抛光至镜面效果，将第一磨料喷射于壳体的表面，将第二磨料喷射于壳体的表面，将壳体作为阳极置于电解质溶液中进行通电处理，使壳体的表面形成阳极氧化层，实现了提高壳体表面砂粒的立体感和饱满感，使壳体表面更加精致细腻，改善了壳体表面的视觉感受和触觉感受，提升了用户体验。
参见图3，其为本发明的壳体表面加工方法的第二实施例流程示意图。该方法包括步骤201-212，如下：
步骤201，在海绵轮中注入抛光液，抛光液包括氧化铝。
在该步骤中，本发明实施例采用湿抛式抛光代替现有技术常用的干抛式抛光，避免产生粉尘以及消除引起爆炸的隐患。其中，使用了氧化铝作为抛光液，并将抛光液注入到与壳体表面接触的海绵轮中。
步骤202，控制海绵轮和壳体作相对转动和相对移动，相对移动的路线为不定向的打磨路线。
参见图4，其为本发明的壳体表面加工抛光设备的局部结构示意图。如图4所示，壳体1在抛光设备的控制下作顺时针转动，而海绵轮2受控作逆时针转动；同时，壳体1和海绵轮2还受控作相对移动，其相对移动的路线为不定向的打磨路线。其中，相对移动的方式不但包括平移，还包括相对倾斜的移动，以便打磨到壳体的侧面部分。
步骤203，通过海绵轮与壳体的相对运动，抛光液中的氧化铝颗粒与壳体的表面发生摩擦，使壳体的表面粗糙度(Ra)达到0.05mm。
本步骤中，通过海绵轮和壳体的相对运动，使抛光液中的氧化铝壳体摩擦壳体表面，以其摩擦的切削力完成抛光，使壳体表面的粗糙度(Ra)达到0.05mm，实现壳体表面呈现镜面效果。
步骤204，将第一磨料以0.6kg/cm2～1.0kg/cm2的喷砂压力喷射于壳体的表面，喷枪距离为15～20cm，摇摆频率为40Hz～50Hz，走速频率为8m/min～12m/min；优选地，本步骤中的喷砂压力为0.8kg/cm2，摇摆频率为45Hz，走速频率为10m/min。
本发明的优选实施例中，上述第一磨料包括铝砂，优选180号铝砂，该180号铝砂的外形呈棱锥形。本步骤中，将180号锆砂低压(例如喷砂压力为0.7kg/cm2)喷射于壳体的表面，可以使砂粒在壳体表面显得更加细腻。
步骤205，将第二磨料以0.8～1.2kg/cm2的喷砂压力喷射于壳体的表面，喷枪距离为15～20cm，摇摆频率为40Hz～50Hz，走速频率为8～12m/min。；优选地，本步骤中的喷砂压力为1kg/cm2，摇摆频率为45Hz，走速频率为10m/min。
本发明的优选实施例中，上述第二磨料包括205号锆砂，该205号锆砂优选外形呈球形。本步骤中，进行第二道喷射工序，并使用不同形状的205号的锆砂低压(例如喷砂压力为0.9kg/cm2)喷射于壳体的表面，能提高砂粒在壳体表面的立体感和饱满感。
步骤206，利用水解反应去除壳体表面的油污。
本步骤中，去除油污的槽液由除油剂构成。其中，除油剂主要成分是碳酸钠，碳酸钠溶于水后，即发生水解反应，生成的氢氧化钠与油脂发生皂化反应以除去壳体表面的油污。
本发明实施例中，完成水解反应后，还应使用水洗液除蜡，同时去除壳体表面的脏污和残留的碳酸钠溶液。
步骤207，利用化学抛光工艺处理壳体的表面。
本步骤中，通过化学抛光进一步处理该壳体以获得光亮、平整的表面，并且可以去掉某些合金表面的铜成分。具体地，本步骤使用的化学抛光混合溶液含有硫酸、磷酸，或者含有硫酸、硝酸，在80～90℃的条件下对壳体进行抛光，抛光时间为45～55s；优选地，本步骤的化学抛光在85℃的条件下对壳体进行抛光，抛光时间为50s。本步骤207的化学抛光处理采用低温方法，可以增加壳体表面的颗粒细腻度；避免现有技术通常采取的高温方法，节约生产成本。
本发明实施例中，完成化学抛光后，还应使用水洗液去除壳体表面的脏污和残留的化抛溶液。
步骤208，利用酸性溶液去除壳体表面的杂质。
本步骤中，使用硝酸溶液将壳体浸泡3～7秒钟，优选使用5％硝酸液将壳体浸泡5秒钟，以去除壳体表面的Fe，Si等杂质，达到除灰的目的。
步骤209，利用电解作用，于壳体表面形成阳极氧化层。
本发明实施例中，阳极氧化层的厚度为9～13μm。
本步骤中，将壳体置于氧化槽液中反应25～35min,反应温度为17～23℃，电压为10～14V；其中，氧化槽液包括硫酸H2SO4和硫酸铝Al2(SO4)3。优选地，将壳体置于氧化槽液中反应30min,反应温度为20℃，电压为12V，得到厚度为11μm的阳极氧化层。
本发明实施例中，于壳体表面形成阳极氧化层后，还应使用水洗液去除壳体表面的脏污和残留的氧化槽液。
步骤210，以有机染料作用于阳极氧化层，使阳极氧化层着色。
本发明实施例中，将形成阳极氧化层的外壳浸泡于槽液中进行，槽液的主要成分是有机染料，在常温下使用有机染料作用于阳极氧化层，使染料分子沉积于阳极氧化层的微孔内，着色时间为1～3min。进一步地，有机染料包括酸性染料、金属错塩型酸性染料和酸性媒染染料。具体地，上述酸性染料优选为酸性橙20号(型号为C.I.Acid Orange 20，分子结构为
)，金属错塩型酸性染料优选为酸性紫58号(型号为C.I.AcidViolet 58，分子结构为)，酸性媒染染料为媒介红3号(C.I.MordantRed 3,分子结构为)。
本发明实施例中，以上三种染料按照不同的配比使用，可以在壳体表面产生不同的颜色。例如，酸性染料、金属错塩型酸性染料和酸性媒染染料的三者配比为3:2：5，或者为5:2:3，或者为2:5:3，等等。
本发明实施例中，壳体的氧化层着色后，还应使用水洗液去除壳体表面的脏污和残留的溶液。
步骤211，封住阳极氧化层的微孔，使有机染料固定于阳极氧化层内。
本步骤中，封住阳极氧化层微孔，使有机染料固定于阳极氧化层内以达到固色效果。另外，当壳体采用铝或铝合金材料时，铝氧化膜是多孔性膜，无论有没有着色处理，在投入使用前都要进行封闭处理，这样才能提高其耐蚀性和耐候性。本发明实施例中，使用醋酸镍溶液，加温到98℃完成封孔，从而增加产品耐盐雾和耐磨性能，并增强产品的触摸手感。
步骤212，烘干壳体。
本步骤中，以80℃烘烤封孔后的壳体，烘烤时间可以是10分钟。
本发明实施例通过湿抛式不定向抛光打磨壳体的表面以达到理想的镜面效果，利用双重低压喷砂提高壳体表面砂粒的立体感、饱满感和细腻度；再经过低温的化学抛光进一步提高壳体表面的光泽度并提高砂感的润泽度，避免显现料纹；然后对该壳体表面进行阳极氧化和着色处理，使壳体表面产生阳极氧化层，在实现良好的机械性能的同时，该壳体表面具有细腻、光滑、立体柔润的视觉效果和丝滑的触觉效果，提高了用户的审美感受和使用体验。
上文对本发明的壳体的表面加工方法的实施例作了详细介绍。下面将相应于上述电子设备作进一步阐述。
本发明实施例的电子设备包括手机、导航仪、平板电脑、照相机、手提电脑、智能穿戴设备、电子书中的至少一种，该电子设备的壳体由上述方法实施例的表面加工方法制备而成。
优选地，壳体表面设有阳极氧化层。铝或铝合金表面的阳极氧化层可以实现良好的机械性能和装饰性。
本发明实施例的电子设备，通过控制海绵轮以不定向的打磨路线将壳体的表面抛光至镜面效果，将第一磨料喷射于壳体的表面，将第二磨料喷射于壳体的表面，将壳体作为阳极置于电解质溶液中进行通电处理，利用电解作用使壳体的表面形成阳极氧化层，实现了提高壳体表面砂粒的立体感和饱满感，使壳体表面更加精致细腻，改善了壳体表面的视觉感受和触觉感受，提升了电子设备整体的用户体验。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种壳体的表面加工方法，所述壳体的材料包括铝或铝合金，其特征在于，包括：
控制海绵轮以不定向的打磨路线将所述壳体的表面抛光至镜面效果；
将第一磨料喷射于所述壳体的表面，所述第一磨料呈棱锥形，将所述第一磨料以0.6kg/cm2～1.0kg/cm2的喷砂压力喷射于所述壳体的表面，喷枪距离为15～20cm，摇摆频率为40Hz～50Hz，走速频率为8m/min～12m/min；
将第二磨料喷射于所述壳体的表面，所述第二磨料呈球形，所述第二磨料包括锆砂，将所述第二磨料以0.8～1.2kg/cm2的喷砂压力喷射于所述壳体的表面，喷枪距离为15～20cm，摇摆频率为40Hz～50Hz，走速频率为8～12m/min；
将所述壳体作为阳极置于电解质溶液中进行通电处理，使所述壳体的表面形成阳极氧化层；
其中，所述控制海绵轮以不定向的打磨路线将所述壳体的表面抛光至镜面效果的步骤，包括：
在所述海绵轮中注入抛光液，所述抛光液包括氧化铝；
控制所述海绵轮和所述壳体作相对转动和相对移动，所述相对移动的路线为所述不定向的打磨路线；
其中，所述将所述壳体作为阳极置于电解质溶液中进行通电处理，使所述壳体的表面形成阳极氧化层的步骤，包括：
利用水解反应去除所述壳体表面的油污；
利用化学抛光处理所述壳体的表面；
利用酸性溶液去除所述壳体表面的杂质；
利用电解作用，于所述壳体表面形成阳极氧化层；
以有机染料作用于所述阳极氧化层，使所述阳极氧化层着色；
封住所述阳极氧化层的微孔，使所述有机染料固定于所述阳极氧化层内；
烘干所述壳体；
其中，所述有机染料包括酸性染料、金属错塩型酸性染料和酸性媒染染料；所述酸性染料、金属错塩型酸性染料和酸性媒染染料的三者配比为3:2：5，或者为5:2:3，或者为2:5:3；
所述以有机染料作用于所述阳极氧化层，使所述阳极氧化层着色的步骤，包括：
在常温下使用有机染料作用于所述阳极氧化层，使染料分子沉积于所述阳极氧化层的微孔内，着色时间为1～3min。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述控制海绵轮以不定向的打磨路线将所述壳体的表面抛光至镜面效果的步骤，还包括：
通过所述海绵轮与所述壳体的相对运动，所述抛光液中的氧化铝颗粒与所述壳体的表面发生摩擦，使所述壳体的表面粗糙度达到0.05mm。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述采用化学抛光处理所述壳体的表面的步骤，包括：
使用含有硫酸和磷酸的混合溶液在80～90℃的条件下对所述壳体进行抛光，抛光时间为45～55s。
4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述阳极氧化层的厚度为9～13μm；所述利用电解作用，于所述壳体表面形成阳极氧化层的步骤，包括：
将所述壳体置于氧化槽液中反应25～35min,反应温度为17～23℃，电压为10～14V，所述氧化槽液包括硫酸和硫酸铝。
5.一种电子设备，所述电子设备包括手机、导航仪、平板电脑、照相机、手提电脑、智能穿戴设备、电子书中的至少一种，其特征在于，所述电子设备的壳体由权利要求1-4中任一项所述的加工方法制备而成。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述壳体表面设有阳极氧化层。
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