CN103582329A - 壳体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种壳体，其包括一个金属件及一个注塑结合于所述金属件表面的塑料件。所述金属件与所述塑料件结合的表面上形成有多个激光孔，以及所述金属件与所述塑料件结合的表面及激光孔上形成有多个经电化学蚀刻处理形成的纳米孔。本发明还提供一种上述壳体的制造方法。经所述制造方法制造的壳体的金属件与塑料件结合力强。

Description

壳体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种壳体及其制造方法，尤其涉及一种由金属件与塑胶件嵌入成型的壳体及该壳体的制造方法。
背景技术
铝/铝合金、镁/镁合金、不锈钢等金属制造的金属壳体具有质量轻、外观精美、机械强度高等优点，常用于制作平板电脑、手机等电子产品的壳体。电子产品壳体的内表面通常设置有复杂的微结构。工业上一般采用数控机床（computer numerical control machine，CNC）铣削成型金属壳体的内表面以形成该微结构，其费时较长，导致壳体加工效率较低。将塑料与金属通过嵌入成型形成壳体，塑料用于成型壳体的复杂的微结构，能够提高壳体的加工效率，然而，由于塑料与金属的材质差异较大，二者的结合力不强，易导致塑料与金属剥离，影响壳体的性能。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种金属与塑料结合力强的壳体。
另外，还有必要提供一种上述壳体的制造方法。
一种壳体，其包括一个金属件及一个注塑结合于所述金属件表面的塑料件。所述金属件与所述塑料件结合的表面上形成有多个激光孔，以及所述金属件与所述塑料件结合的表面及激光孔上形成有多个经电化学蚀刻处理形成的纳米孔。
一种壳体的制造方法，其包括以下步骤：对金属件进行激光处理，以于所述金属件上形成多个激光孔；对所述金属件进行电化学蚀刻处理，以在所述金属件上形成多个纳米孔；及将经电化学蚀刻处理后的金属件置于注塑成型模具的模腔中，并将液态的塑料注入模腔以与所述金属件结合制得壳体。
所述金属件上形成有激光孔及纳米孔，形成塑料件的塑料能够填充所述激光孔及纳米孔，加强了金属件与塑料件之间的结合力。
附图说明
图1是本发明实施例一的壳体的立体示意图。
图2是图1所示壳体沿Ⅱ-Ⅱ线的剖面结构示意图。
图3是图1所示壳体的结合面的断面扫描电镜图。
图4是本发明实施例一的壳体的制造方法流程图。
图5是图1所示壳体的金属件经激光方法处理后的照片。
图6是本发明实施例二的壳体的金属件经激光方法处理后的照片。
图7是图5所示壳体的金属件经电化学蚀刻处理后的扫描电镜图。
主要元件符号说明
壳体 100
金属件 10、20
激光孔 102、202
纳米孔 106
塑料件 30
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1至图3，本发明实施例一的壳体100包括金属件10及与金属件10相结合的塑料件30。本发明实施例中，壳体100为手机壳体。可以理解，壳体100也可以为平板电脑、笔记本电脑等其他电子装置的壳体。
金属件10为由铝合金制成的矩形框体。可以理解，金属件10还可以由铝、镁/镁合金、不锈钢等其他金属或合金制成。金属件10的内表面上形成有多个经激光处理后形成的激光孔102及经电化学蚀刻处理后形成的多个纳米孔106。
请同时参阅图5及图7，本实施例的多个激光孔102相互连接形成相互交错的条型槽（见图5）。条型槽的深度为27-33μm，宽度为42-50μm。金属件10与所述塑料件30结合的表面及激光孔102上经电化学蚀刻去除后形成纳米孔106（见图7），纳米孔106的孔径为30-60nm。塑料件30经由嵌入成型法与金属件10的内表面相结合。由图3可以看出，塑料件30与金属件10之间结合紧密，激光孔102及纳米孔106内均充满塑料材质。塑料可以选用聚苯硫醚（PPS）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)及聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等，本实施例中，塑料件30由聚苯硫醚（PPS）制成。
请同时参阅图4，实施例一的壳体100的制造方法包括如下步骤：
步骤S201，对金属件10进行激光处理，以于金属件10的内表面形成多个激光孔102。本实施例中，金属件10由铝合金经CNC铣削加工制成，可以理解，金属件10也可以由铝、镁/镁合金、不锈钢等其他金属或金属合金制成。激光功率为25W，频率：50KHz，波长:100nm，光斑直径为10μm。形成所述条型槽时，激光的扫描速度为14mm/s，条型槽的深度为27-33μm，条型槽的宽度为42-50μm。可以理解，通过改变激光扫描速率、功率、频率等参数以改变所述条型槽的宽度及深度。
步骤S202，电化学蚀刻前预处理，以去除金属件10表面的油污或金属碎屑等。本发明实施方式中，采用质量分数为5%的氢氧化钠水溶液浸泡金属件10，然后再用清水冲洗金属件10，以去除金属件10表面的油污或金属碎屑等。
步骤S203，电化学蚀刻处理，以在金属件10表面形成多个纳米孔106。电化学蚀刻处理可以采用含有醋酸、磷酸、盐酸或硝酸的酸性蚀刻溶液做为电解液，以金属件10为阳极对上述金属件10进行蚀刻处理，以于金属表面形成孔径为30-60nm的纳米孔106。可以理解，金属件10的内表面及激光孔102的内壁上均形成有多个纳米孔106。
步骤S204：将经电化学蚀刻处理后的金属件10置于注塑成型模具的模腔中，并将熔融的塑料注入模腔内以与金属件10结合制得壳体100。可以理解，塑料件30与金属件10结合时，高压液态的塑料充满金属件10的激光孔102及纳米孔106，从而加强了金属件10与塑料件30的结合力。
可以理解，步骤S202可以省略。
本发明对采用实施例一的壳体制造方法制得的样品A、B进行了弯曲测试及拉伸测试，同时将样品A、B的测试数据与未经激光处理及电化学蚀刻处理的金属件直接与塑料嵌入成型制得的样品C、D、E的测试数据进行对比，上述测试数据均为平均值。测试结果见表一。
表一：不同壳体的弯曲测试及拉伸测试结果
比较可知，本发明实施例一的壳体制造方法制得的壳体的抗弯曲性能及抗抗拉伸性能均明显提高，金属件与塑料件的结合力更强。
请同时参阅图6，本发明实施例二的壳体200的制造方法与实施例一的壳体100的制造方法基本相同，其不同在于：实施例二的激光扫描速度为12mm/s，金属件20上形成的激光孔202为盲孔，盲孔的孔深为50-60μm，孔径为38-46μm。可以理解，通过改变激光扫描速率、功率、频率等参数以改变所述盲孔的孔径及孔深。
本发明的壳体100的金属件10上的纳米孔106的孔径小、数量多、密度大、分布均匀，能够增强塑料件30与金属件10之间的结合力，同时，激光孔102深度大、孔径大，以至于形成塑料件30的塑料能够深入金属件10的激光孔102的内部，当塑料件30与金属件10之间受到较大拉力作用时，深入金属件10的激光孔102内部的塑料材质能够提供较大的阻力，从而防止金属件10与塑料件30的分离。
本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种壳体，其包括一个金属件及一个注塑结合于所述金属件表面的塑料件，其特征在于：所述金属件与所述塑料件结合的表面上形成有多个激光孔，以及所述金属件与所述塑料件结合的表面及激光孔上形成有多个经电化学蚀刻处理形成的纳米孔。
2.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述激光孔为间隔设置的盲孔，所述盲孔的孔深为50-60微米，孔径为38-46微米。
3.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述多个激光孔相互连接形成相互交错的条型槽，所述条型槽的深度为27-33微米，宽度为42-50微米。
4.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述纳米孔的孔径为30-60纳米。
5.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述金属件为框体结构，所述塑料件与所述金属件的内表面相结合，所述激光孔及所述纳米孔均形成于所述金属件的内表面上。
6.一种壳体的制造方法，其包括以下步骤：
对金属件进行激光处理，以于所述金属件上形成多个激光孔；
对所述金属件进行电化学蚀刻处理，以在所述金属件上形成多个纳米孔；及
将经电化学蚀刻处理后的金属件置于注塑成型模具的模腔中，并将熔融的塑料注入模腔以与所述金属件结合制得壳体。
7.如权利要求6所述的壳体的制造方法，其特征在于：所述激光孔为间隔设置的盲孔，所述盲孔的孔深为50-60微米，孔径为38-46微米。
8.如权利要求6所述的壳体的制造方法，其特征在于：所述多个激光孔相互连接形成相互交错的条型槽，所述条型槽的深度为27-33微米，宽度为42-50微米。
9.如权利要求6所述的壳体的制造方法，其特征在于：所述纳米孔的孔径为30-60纳米。
10.如权利要求6所述的壳体的制造方法，其特征在于：所述金属件为矩形框体，所述塑料件与所述金属件的内表面相结合，所述激光孔及所述纳米孔均形成于所述金属件的内表面上。
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