CN110257879A - 用于移动终端的金属工件及其制备方法和移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于移动终端的金属工件及其制备方法和移动终端。该方法包括：对金属基体进行瓷质阳极氧化；将经过所述瓷质阳极氧化的金属基体进行抛光，得到所述金属工件。发明人发现，在金属基体上先通过瓷质阳极氧化形成一层氧化膜层，之后再对氧化膜层进行抛光，得到的金属工件光泽度更高，表面粗糙度更小，亮面效果更佳，与陶瓷相似度更高，且工艺简单，成本不高。
Description
技术领域
本发明涉及移动终端技术领域，具体的，涉及用于移动终端的金属工件及其制备方法和移动终端。
背景技术
随着智能手机的普及和发展，消费者对产品的外观效果和质感要求也越来越高，目前普通铝合金阳极氧化工艺在手机外观工件上广泛应用，造成手机产品的外观效果同质化。陶瓷材料凭借着其自身高硬度、高光泽度、温润如玉的美感及极致细腻的握感深受消费者的喜爱，但陶瓷电池盖(或中框)生产成本高、良率低，大大制约了陶瓷材料的在手机外观工件上广泛应用，所以行业内开始研发仿陶瓷效果的工艺，目前主要的技术有：1.采用普通阳极氧化仿陶瓷效果；2.采用不锈钢材料进行镜面抛光，然后在表面上着色并实现仿陶瓷效果。但是，上述两种方法具有不足之处。
因此，关于制备用于移动终端的金属工件的方法有待深入研究。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有光泽度高、表面粗糙度小、亮面效果佳、无橘纹、制备工艺简单、工件更轻便或成本低等优点的用于移动终端的金属工件及其制备方法。
本发明是发明人是基于以下的认识和发现获得的：
发明人发现，采用普通的硫酸阳极氧化制备仿陶瓷效果的工艺存在以下不足之处：普通阳极氧化膜膜层是透明的，最后得到的高亮效果与陶瓷外观相差较大，此外该工艺无法做出白色或其他浅色效果；普通的硫酸阳极氧化的氧化膜膜层硬度较低，在后续工艺中容易受到损伤；若采用不锈钢材料进行镜面抛光，然后在表面上着色并实现仿陶瓷效果的工艺，则会受到不锈钢硬度高，外形机加工成本高，以及不锈钢密度较高，做出的产品太重的约束。基于上述问题，发明人对制备用于移动终端的金属工件的方法进行了大量研究，发现若采用先对金属基体进行瓷质阳极氧化，再进行抛光的工艺，得到的金属工件具有光泽度高、表面粗糙度小、亮面效果佳、无橘纹、制备工艺简单、工件更轻或成本低等优点，进而克服现有技术方案的缺陷。
有鉴于此，在本发明的一方面，本发明提供了一种制备用于移动终端的金属工件的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：对金属基体进行瓷质阳极氧化；将经过所述瓷质阳极氧化的金属基体进行抛光，得到所述金属工件。发明人发现，通过瓷质阳极氧化，可以在金属基体上形成光滑、类似瓷釉的不透明氧化膜，与陶瓷外观效果极其相似，且由于瓷质阳极氧化后的膜层微观呈微孔状，本发明先在金属基体上先通过瓷质阳极氧化形成一层氧化膜层，之后再对氧化膜层进行抛光，得到的金属工件相比于先抛光后瓷质阳极氧化获得的金属工件光泽度更高，表面粗糙度更小，亮面效果更佳，与陶瓷相似度更高，且工艺简单，成本不高。
根据本发明的实施例，形成所述金属基体的材料包括铝、铝合金中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述瓷质阳极氧化满足以下条件的至少之一：电解液包括铬酐40g/L，草酸6-10g/L，硼酸3-6g/L；氧化温度为50-55℃；氧化电压25-35V；氧化时间40-70min。
根据本发明的实施例，在进行所述瓷质阳极氧化之前，进一步包括对所述金属基体进行预处理，所述预处理包括清洁和打磨中的至少一种。
根据本发明的实施例，进行所述瓷质阳极氧化之后、进行所述抛光之前，进一步包括对经过所述瓷质阳极氧化的金属基体进行染色。
根据本发明的实施例，所述抛光为镜面抛光。
根据本发明的实施例，在进行所述抛光之后，进一步包括对经过所述抛光的金属基体进行镀膜。
根据本发明的实施例，所述镀膜是通过物理气相沉积方法进行的。
根据本发明的实施例，形成所述镀膜的材料包括铬系镀膜材料(如CrN、Cr3C2)、钛系镀膜材料(如TiN、TiC、TiCN)及钨系镀膜材料(如WC)中的至少一种。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种金属工件。根据本发明的实施例，该金属工件是通过前面所述的方法制备获得的。由此，该金属工件光泽度高，表面粗糙度小，亮面效果佳，与陶瓷相似度高，市场竞争力强。
根据本发明的实施例，所述金属工件为用于移动终端的壳体或中框。
在本发明的又一方面，本发明提供了一种移动终端。根据本发明的实施例，该移动终端包括前面所述的金属工件。由此，该移动终端的外观更亮丽、光滑、细腻，硬度高，不易受损，提高其市场竞争力。
附图说明
图1是本发明一个实施例中制备用于移动终端的金属工件的方法流程图。
图2是本发明另一个实施例中制备用于移动终端的金属工件的方法流程图。
图3是本发明又一个实施例中制备用于移动终端的金属工件的方法流程图。
图4是本发明又一个实施例中制备用于移动终端的金属工件的方法流程图。
图5是本发明又一个实施例中手机的结构示意图。
附图标记：1-手机 10-金属工件
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一方面，本发明提供了一种制备用于移动终端的金属工件的方法。根据本发明的实施例，参照图1-图4，该方法包括：
S100：对金属基体进行瓷质阳极氧化。
根据本发明的实施例，形成金属基体的具体材料没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择本领域中可适用的任一种金属基体。在本发明的实施例中，为使得金属工件具有较好的强度和硬度，形成金属基体的材料包括铝、铝合金中的至少一种。由此，金属基体不仅具有较佳的强度和硬度，还可提高最终制备的金属工件与陶瓷材料的相似度。
根据本发明的实施例，金属基体的结构、形状、厚度、加工方法等也没有限制要求，本领域技术人员根据金属工件的应用和具体工艺参数灵活设计即可，在此不作限制要求。例如，在本发明的一些实施例中，金属基体可以为常规的移动终端壳体或中框的结构，其加工方法可以为常用的机加工(如数控车床加工等等)等方式。
根据本发明的实施例，为了获得硬度较好的氧化膜层，瓷质阳极氧化满足以下条件的至少之一：电解液包括铬酐40g/L，草酸6-10g/L，硼酸3-6g/L；氧化温度为50-55℃；氧化电压25-35V；氧化时间40-70min。由此，相比于现有技术中普通的硫酸阳极氧化，通过上述电解液以及电解条件可以获得不透明的氧化膜层，瓷釉效果更佳，与陶瓷相似度更高，而且该氧化膜层的硬度也较高，使其在后续工艺处理中不会出现橘纹的不良现象，进而提高金属工件的光泽度和亮面效果，此外，相对于其他成分和配比的电解液和瓷质阳极氧化参数，采用上述电解液中各组分的用量以及氧化条件的具体参数可获得性能及效果最佳的氧化膜层。
根据本发明的实施例，为了保证后续工艺的顺利进行，并提高最终获得的金属工件的光泽度等效果，参照图2，在进行瓷质阳极氧化之前，进一步包括对金属基体进行预处理的步骤S300。根据本发明的实施例，预处理的具体步骤没有限制要求，本领域技术人员可根据对金属工件的实际需求灵活设计。在本发明的一些实施例中，预处理包括清洁和打磨中的至少一种。由此，可以将金属基体表面的污渍以及油脂等污垢清除干净，提高产品良率。
根据本发明的实施例，清洁和打磨的具体要求和工艺没有特殊要求，只要可以将金属基体清洁干净，满足使用要求即可。比如若采用清洁的方法，可将金属基体浸入含脱脂剂的溶液(比如稀硫酸)一段时间，之后再用清水洗净即可，由此便可达到清除金属基体表面的污渍以及油脂的效果。打磨可以采用常用的打磨设备(如砂纸、打磨机械手等)等进行，具体的打磨参数可以需要的表面粗糙度、瓷质阳极氧化的表面要求等进行选择。由此，可以改善金属基体的表面物理性能，提高瓷质阳极氧化的效果，增强氧化膜层的结合力、致密性和外观效果，提高产品良率。
S200：将经过瓷质阳极氧化的金属基体进行抛光，得到金属工件。
根据本发明的实施例，抛光的具体方法没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择本领域中任一种适用的抛光工艺。在本发明的实施例中，抛光为镜面抛光，比如机械镜面抛光和化学溶液镜面抛光。由此，工艺成熟，易于实施，抛光效果佳，得到的金属工件镜面效果更佳，无橘皮纹，瓷釉效果更好，能够获得更好的仿陶瓷效果，提高用户体验。
根据本发明的实施例，为了得到各种不同色彩的金属工件，满足用户对产品不同色彩的追求，制备金属工件的工艺中可进一步包括对金属工件的上色工艺，其中，上色工艺的具体方法没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择。在本发明的实施例中，为了提高上色效果，提高金属工件色彩的多样化，本发明提出了以下两种方法：
在本发明的一些实施例，参照图3，进行瓷质阳极氧化之后、进行抛光之前，进一步包括对经过瓷质阳极氧化的金属基体进行染色的步骤S400。由此，可以根据对金属工件不同色彩的需求，进行染色，实现金属工件的色彩多样化，满足不同用户对不同色彩的需求。
根据本发明的实施例，在实际生产时，经过瓷质阳极氧化后的金属基体先染色后抛光，则会导致最终获得的金属工件颜色相比于染色后抛光前的颜色会变淡，所以染色时，对金属基体的染色深度和色相有要求，具体的，需先对抛光前后的颜色明度、色相进行对比总结出褪色规律，然后根据该规律从最后所需要的镜面颜色反推，得到染色时需对金属基体的染色深度和色相。由此，才可达到对金属工件最终色彩的要求。
根据本发明的实施例，染色的具体工艺没有限制要求，本领域技术人员根据对金属工件颜色的需求选择本领域中常规的染色方法即可，在此不作限制要求。
在本发明的另一些实施例，无需采用染色的方法对金属工件上色，参照图4，可在进行抛光之后，进一步包括对经过抛光的金属基体进行镀膜的步骤S500，进而得到金属工件。由此，通过调整镀层的材料和参数可以得到不同的颜色，实现对金属基体的上色，进而实现仿陶瓷的效果，而且该方法还可增强反光，提高金属工件的光泽度和亮面效果；此外，相比于现有技术中采用不锈钢材料进行镜面抛光，然后着色来实现仿陶瓷效果的工艺，本发明的上述方法制备得到的金属工件更轻便，工艺也更简单，成本也较低，还可获得更多样化的色彩效果。
根据本发明的实施例，镀膜的具体方法没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择本领域中可适用的任一种镀膜工艺。在本发明的实施例中，镀膜是通过物理气相沉积方法进行的。由此，方法简单、成熟，易于工业化生产。
根据本发明的实施例，形成镀膜的材料也没有限制要求，本领域技术人员可根据对金属工件的具体要求灵活选择。在本发明的实施例中，形成镀膜的材料包括铬系镀膜材料(如CrN、Cr3C2)、钛系镀膜材料(如TiN、TiC、TiCN)及钨系镀膜材料(如WC)中的至少一种。由此，材料来源广泛，成本较低，且能够容易的实现对金属基体的不同颜色的上色，实现仿陶瓷的效果，表现更加美观的外观，提高用户体验。
发明人发现，本发明的上述方法由于先进行瓷质阳极氧化后进行抛光，可以有效改善瓷质阳极氧化膜的微孔外观，得到的金属工件光泽度更高，表面粗糙度更小，亮面效果更佳，与陶瓷相似度更高，且工艺简单，成本不高，市场竞争力更强。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种金属工件。根据本发明的实施例，该金属工件是通过前面所述的方法制备获得的。由此，该金属工件光泽度高，表面粗糙度小，亮面效果佳，与陶瓷相似度高，市场竞争力强。
根据本发明的实施例，金属工件的应用没有限制要求，本领域技术人员可根据实际需求将上述金属工件应用于各个领域。在本发明的实施例中，金属工件为用于移动终端的壳体或中框。由此，便可使得该移动终端的外观更亮丽、光滑、细腻，硬度高，不易受损，提高其市场竞争力。
在本发明的又一方面，本发明提供了一种移动终端。根据本发明的实施例，该移动终端包括前面所述的金属工件。由此，该移动终端的外观更亮丽、光滑、细腻，硬度高，不易受损，提高其市场竞争力。
根据本发明的实施例，上述移动终端的具体种类没有限制要求，本领域技术人员可根据实际需求灵活选择。在本发明的实施例中，该移动终端包括但不限于手机、电视机、平板电脑或可穿戴设备。
本领域技术人员可以理解，上述移动终端除了前面所述的金属工件，还包括常规移动终端所必需的结构和部件，以手机为例，除了前面所述的金属工件，还包括阵列基板、彩膜基板、CPU处理器、声音处理模组、指纹膜模组和摄像模组等，其中，参照图5，前面所述的金属工件10可以构成手机1的壳体(图5)或中框。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (12)
1.一种制备用于移动终端的金属工件的方法，其特征在于，包括：
对金属基体进行瓷质阳极氧化；
将经过所述瓷质阳极氧化的金属基体进行抛光，得到所述金属工件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述金属基体的材料包括铝、铝合金中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述瓷质阳极氧化满足以下条件的至少之一：
电解液包括铬酐40g/L，草酸6-10g/L，硼酸3-6g/L；
氧化温度为50-55℃；
氧化电压25-35V；
氧化时间40-70min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述瓷质阳极氧化之前，进一步包括对所述金属基体进行预处理，所述预处理包括清洁和打磨中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述瓷质阳极氧化之后、进行所述抛光之前，进一步包括对经过所述瓷质阳极氧化的金属基体进行染色。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抛光为镜面抛光。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述抛光之后，进一步包括对经过所述抛光的金属基体进行镀膜。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述镀膜是通过物理气相沉积方法进行的。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，形成所述镀膜的材料包括铬系镀膜材料、钛系镀膜材料及钨系镀膜材料中的至少一种。
10.一种金属工件，其特征在于，是通过权利要求1-9中任一项所述的方法制备获得的。
11.根据权利要求10所述的金属工件，其特征在于，所述金属工件为用于移动终端的壳体或中框。
12.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求10或11所述的金属工件。
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