CN105525326A - 一种铝合金壳体的制备方法及铝合金壳体 - Google Patents
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Abstract
为克服现有技术中的方法制备得到的铝合金壳体表面光亮度低的问题，本发明提供了一种铝合金壳体的制备方法，包括S1、喷砂处理；喷砂处理的压强为0.18-0.25MPa，砂料粒径为80-205目；S2、化学抛光处理：在90-100℃下，采用抛光液抛光15-20s；S3、阳极氧化处理：在18-20℃、电压为13-16V的条件下，在包括180-200g/L硫酸的阳极氧化电解液中，进行阳极氧化处理，得到厚度为10-20μm的阳极氧化膜；S4、对阳极氧化膜表面进行抛光处理。同时，本发明还公开了上述方法制备的铝合金壳体。本发明提供方法制备的铝合金壳体表面光亮度高，且同时存在多种装饰效果，外观品质好。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属壳体的制备方法，尤其是铝合金壳体的制备方法及该方法制备得到的铝合金壳体。
背景技术
目前，各类电子产品的使用越来越普及。其中，电子产品壳体通常采用铝合金材质。为满足电子产品外壳外观装饰效果的需求，针对铝合金壳体表面外观性能的研究越来越广泛。
为达到良好的外观效果，现有技术中采用如下方法提高铝合金壳体的表面光亮度：1、将铝合金基材表面进行机械抛光，然后进行除蜡、化抛、中和、阳极氧化、染色及封孔；2、对铝合金基材表面进行布轮抛光，再对具有这种高光表面的产品进行化学前处理(除蜡、化抛、中和)、然后阳极氧化及染色封孔，最后再进行布轮抛光。
然而，上述方法存在如下缺点：1、在机械抛光的过程中，不可避免的会在铝合金基材表面产生肉眼可见的划痕。在此基础上进行阳极氧化后，上述划痕仍明显可见，严重影响得到的铝合金壳体的外观；2、铝合金基材表面经过抛光处理后，会残留大量的蜡，上述蜡难以完全去除，对后续的阳极氧化处理产生严重影响，导致得到的铝合金壳体的外观品质较差；3、经过抛光的铝合金基材在化学抛光的过程中，其表面会在极短的时间内出现晶斑，导致光亮度明显下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的方法制备得到的铝合金壳体表面光亮度低的问题，提供一种铝合金壳体及其制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种铝合金壳体的制备方法，包括如下步骤：
S1、对铝合金基材表面进行喷砂处理；所述喷砂处理的压强为0.18-0.25MPa，砂料粒径为80-205目；
S2、对经过喷砂处理的铝合金基材表面进行化学抛光处理；所述化学抛光处理方法为：在90-100℃下，采用抛光液抛光15-20s；
S3、对经过化学抛光处理的铝合金基材表面进行阳极氧化处理；所述阳极氧化处理方法为：在18-20℃、电压为13-16V的条件下，在包括180-200g/L硫酸的阳极氧化电解液中，进行阳极氧化处理，得到厚度为10-20μm的阳极氧化膜；
S4、对阳极氧化膜表面进行抛光处理。
同时，本发明还提供了通过上述方法制备得到的铝合金壳体。
本发明提供的方法制备得到的铝合金壳体的阳极氧化膜表面不存在划痕、异色等不良现象。并且透明的阳极氧化膜下方可见喷砂效果，上层的阳极氧化膜经过染色后可显现良好的色彩效果。
尤其是该铝合金壳体的表面光亮度高，达到100-110，赋予铝合金壳体优异的外观品质。
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。
本发明提供的铝合金壳体的制备方法包括如下步骤：
S1、对铝合金基材表面进行喷砂处理；所述喷砂处理的压强为0.18-0.25MPa，砂料粒径为80-205目；
S2、对经过喷砂处理的铝合金基材表面进行化学抛光处理；所述化学抛光处理方法为：在90-100℃下，采用抛光液抛光15-20s；
S3、对经过化学抛光处理的铝合金基材表面进行阳极氧化处理；所述阳极氧化处理方法为：在18-20℃、电压为13-16V的条件下，在包括180-200g/L硫酸的阳极氧化电解液中，进行阳极氧化处理，得到厚度为10-20μm的阳极氧化膜；
S4、对阳极氧化膜表面进行抛光处理。
本发明中采用的铝合金基材为现有技术中常用的铝合金型材，通常通过熔铸和挤压成型。如本领域技术人员所公知的，成型得到的铝合金表面上均具有纹理。当用于制作例如电子产品壳体时，上述纹理对壳体的外观产生较大负面影响，通常，需要对成型得到的铝合金表面进行处理。现有技术中通常采用的是机械抛光的方式。如前所述，机械抛光后制作得到的铝合金壳体外观性能(尤其是光亮度)较差。
本发明中，对于铝合金基材，先进行喷砂处理。一方面，可除去铝合金表面的纹理，另一方面，可在铝合金基材表面形成喷砂效果，利于实现铝合金壳体的外观多样化。
为实现铝合金壳体表面的高光亮度，对铝合金基材进行喷砂处理时，需对喷砂的压力及砂料的粒径进行严格控制。通过大量实验发现，所述喷砂处理的压强为0.18-0.25MPa，砂料粒径为80-205目。若采用过大的喷砂压力和过大的砂料粒径进行喷砂处理，将导致得到的铝合金壳体表面的光亮度大大下降。反之，过小的压力和粒径无法有效的在铝合金基材表面形成喷砂效果，尤其是在后续化学抛光等处理中，极易导致喷砂效果进一步弱化，影响铝合金壳体的外观性能。
根据本发明，优选情况下，所述步骤S1中，喷砂处理时，喷枪与铝合金基材表面的距离为15-35cm，进给速度为0.5-1.5m/min。
通过上述喷砂处理后，铝合金基材表面通常会存在污物，为避免上述残留的污物对后续处理过程产生影响，本发明中，优选情况下，在所述步骤S1之后S2之前还包括对喷砂处理后的铝合金基材表面进行清洗处理。
上述清洗处理可采用本领域常用的清洁铝合金基材的方法，例如可采用先碱洗处理后中和处理的方法。本发明中，为保证在铝合金基材表面形成有效的喷砂效果，避免清洗步骤将上述喷砂效果弱化，碱洗和中和处理的条件需严格控制，具体的，所述清洗处理包括：先将铝合金基材在55-65℃下，在浓度小于60g/L的氢氧化钠溶液中碱洗处理10-20s；然后在22-26℃下，在浓度为20-30ml/L的硝酸溶液内中和处理20-30s。
经过清洗处理后，根据本发明，为进一步实现铝合金壳体表面的高光亮度，如步骤S2，需对铝合金基材表面进行化学抛光处理。化学抛光是本领域常用的表面处理方法，通过对铝合金基材表面进行腐蚀，使其表面平整、光亮。然而，如前所述，在铝合金基材表面经过喷砂处理，并需保留有效的喷砂效果的情况下，需严格控制化学抛光处理的条件，以免弱化喷砂效果。本发明中，在前述方法和条件下，所述化学抛光处理方法为：在90-100℃下，采用抛光液抛光15-20s；
对于上述抛光处理时所采用的抛光液，可采用现有技术中常规的用于对铝合金基材表面进行化学抛光的抛光液，例如，所述步骤S2中，所述抛光液为磷酸和硫酸质量比为3:1的混合抛光液。
具体的，上述抛光液中，磷酸的浓度为700-800ml/L，硫酸的浓度为200-300ml/L。
本发明中，通过上述化学抛光处理后的铝合金基材表面或多或少的会残留化学抛光所产生的“灰”，为避免上述残留的“灰”对后续阳极氧化处理步骤产生影响，优选情况下，在所述步骤S2之后S3之前还包括对化学抛光处理后的铝合金基材表面进行再次清洗处理。通过上述再次清洗处理将上述残留的“灰”除去。
同时，对于上述再次清洗处理，为避免对前述的喷砂效果产生弱化影响，优选情况下，所述再次清洗处理包括：将铝合金基材在24-26℃下，在浓度为20-30ml/L的硝酸溶液内中和处理10-20s。
经过前述处理后，如步骤S3所描述的，需对铝合金基材表面进行阳极氧化处理，从而子啊铝合金基材表面形成阳极氧化膜。
如前所述，本发明需制备表面光亮度高的铝合金壳体，且铝合金壳体表面为透明的阳极氧化膜。为保证制备得到的阳极氧化膜为高光亮度的无色透明膜层，避免阳极氧化膜产生颜色而遮盖喷砂效果，本发明中，阳极氧化处理的条件需严格控制，具体的，所述阳极氧化处理方法为：在18-20℃、电压为13-16V的条件下，在包括180-200g/L硫酸的阳极氧化电解液中，进行阳极氧化处理，得到厚度为10-20μm的阳极氧化膜。通过大量实验发现，通过上述方法形成的阳极氧化膜具有较高的光亮度，同时阳极氧化膜本身无色透明。
根据本发明，优选情况下，所述步骤S3中，所述阳极氧化处理时间为10-40min。
本发明中，根据实际需要，可对步骤S3形成的阳极氧化膜进行染色和封孔处理，从而赋予阳极氧化膜更丰富的外观效果。上述染色和封孔处理为本领域常用的方法，例如，将表面具有阳极氧化膜的铝合金基材浸渍在温度为20-80℃、PH值为4.5-5.5的含有染料的溶液中1-30min，使阳极氧化膜内的孔隙吸附染料而染上各种颜色。上述染色处理中采用的染料为本领域常用的各种，例如可采用染料类型为419的染料。染料的浓度可以为10g/L。
然后将染色后的铝合金基材浸泡于PH值为4.5-5.5、温度为80-85℃的镍盐溶液中10-20min进行封孔处理。
根据本发明，如步骤S4，还需对阳极氧化膜进行抛光处理。上述抛光处理可采用现有的抛光机对阳极氧化膜进行机械抛光，抛光机具体可以用旋转布轮抛光机等。
使用布轮对阳极氧化膜表面进行抛光时，优选情况下，使用研磨剂进行抛光，研磨剂主要成分为Al2O3，研磨剂颗粒大小通常为30-80μm，其中布轮中使用的布料密度为220-290g/m3，布轮外径为350-550mm，抛光时线速度控制在21-31m/s，进给速度控制在2.5-4.5m/min。
通过上述处理后即可得到内层具有喷砂效果，表面光亮度高的铝合金壳体。
根据本发明，上述铝合金壳体的表面光亮度可达100-110。外观品质高。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的铝合金壳体及其制备方法。
采用粒径为180目的砂料，在0.20MPa压力下对铝合金基材表面进行喷砂处理，喷枪与铝合金基材表面的距离为15cm，进给速度为1m/min。
然后将铝合金基材在55℃的50g/L的氢氧化钠溶液中碱蚀20s。再在25℃下，在浓度为20ml/L的硝酸溶液内中和处理30s。
再利用100℃的磷酸和硫酸质量比为3:1的混合抛光液对铝合金基材化学抛光15s。
然后将铝合金基材在25℃℃下，在浓度为20ml/L的硝酸溶液内中和处理20s。
对经过化学抛光处理的铝合金基材在18℃、电压为14V的条件下，在包括180g/L硫酸的阳极氧化电解液中，阳极氧化处理10min，得到厚度为10μm的阳极氧化膜。
采用去离子水清洗阳极氧化膜表面，然后将表面具有阳极氧化膜的铝合金基材浸渍在温度为60℃、PH值为5的含有染料的溶液(染料类型：419，染料浓度：10g/L)中6min进行染色，然后将染色后的铝合金基材浸泡于PH值为5、温度为80℃的镍盐溶液中20min进行封孔处理。
最后对阳极氧化膜进行机械抛光，得到铝合金壳体。
通过光泽仪测试铝合金壳体表面的光亮度为102。
实施例2
本实施例用于说明本发明公开的铝合金壳体及其制备方法。
采用粒径为205目的砂料，在0.20MPa压力下对铝合金基材表面进行喷砂处理，喷枪与铝合金基材表面的距离为35cm，进给速度为1m/min。
然后将铝合金基材在55℃的58g/L的氢氧化钠溶液中碱蚀10s。再在25℃下，在浓度为30ml/L的硝酸溶液内中和处理20s。
再利用95℃的磷酸和硫酸质量比为3:1的混合抛光液对铝合金基材化学抛光20s。
然后将铝合金基材在25℃下，在浓度为30ml/L的硝酸溶液内中和处理10s。
对经过化学抛光处理的铝合金基材在19℃、电压为15V的条件下，在包括190g/L硫酸的阳极氧化电解液中，阳极氧化处理40min，得到厚度为20μm的阳极氧化膜。
采用去离子水清洗阳极氧化膜表面，然后将表面具有阳极氧化膜的铝合金基材浸渍在温度为80℃、PH值为4.5的含有染料的溶液(染料类型：419，染料浓度：10g/L)中3min进行染色，然后将染色后的铝合金基材浸泡于PH值为5、温度为80℃的镍盐溶液中20min进行封孔处理。
最后对阳极氧化膜进行机械抛光，得到铝合金壳体。
通过光泽仪测试铝合金壳体表面的光亮度为110。
实施例3
本实施例用于说明本发明公开的铝合金壳体及其制备方法。
采用粒径为80目的砂料，在0.25MPa压力下对铝合金基材表面进行喷砂处理，喷枪与铝合金基材表面的距离为20cm，进给速度为1.5m/min。
然后将铝合金基材在55℃的55g/L的氢氧化钠溶液中碱蚀16s。再在25℃下，在浓度为25ml/L的硝酸溶液内中和处理25s。
再利用95℃的磷酸和硫酸质量比为3:1的混合抛光液对铝合金基材化学抛光16s。
然后将铝合金基材在25℃下，在浓度为25ml/L的硝酸溶液内中和处理15s。
对经过化学抛光处理的铝合金基材在19℃、电压为14V的条件下，在200g/L硫酸的阳极氧化电解液中，阳极氧化处理30min，得到厚度为15μm的阳极氧化膜。
采用去离子水清洗阳极氧化膜表面，然后将表面具有阳极氧化膜的铝合金基材浸渍在温度为20℃、PH值为5.5的含有染料的溶液(染料类型：419，染料浓度：10g/L)中30min进行染色，然后将染色后的铝合金基材浸泡于PH值为5.5、温度为80℃的镍盐溶液中10min进行封孔处理。
最后对阳极氧化膜进行机械抛光，得到铝合金壳体。
通过光泽仪测试铝合金壳体表面的光亮度为100。
实施例4
本实施例用于说明本发明公开的铝合金壳体及其制备方法。
采用粒径为205目的砂料，在0.18MPa压力下对铝合金基材表面进行喷砂处理，喷枪与铝合金基材表面的距离为25cm，进给速度为0.5m/min。
然后将铝合金基材在55℃的55g/L的氢氧化钠溶液中碱蚀15s。再在25℃下，在浓度为24ml/L的硝酸溶液内中和处理26s。
再利用90℃的磷酸和硫酸质量比为3:1的混合抛光液对铝合金基材化学抛光18s。
然后将铝合金基材在25℃下，在浓度为24ml/L的硝酸溶液内中和处理16s。
对经过化学抛光处理的铝合金基材在20℃、电压为15V、的条件下，在包括190g/L硫酸的阳极氧化电解液中，阳极氧化处理35min，得到厚度为18μm的阳极氧化膜。
采用去离子水清洗阳极氧化膜表面，然后将表面具有阳极氧化膜的铝合金基材浸渍在温度为50℃、PH值为5的含有染料的溶液(染料类型：419，染料浓度：10g/L)中15min进行染色，然后将染色后的铝合金基材浸泡于PH值为4.5、温度为85℃的镍盐溶液中15min进行封孔处理。
最后对阳极氧化膜进行机械抛光，得到铝合金壳体。
通过光泽仪测试铝合金壳体表面的光亮度为105。
对比例1
本对比例用于对比说明本发明公开的铝合金壳体及其制备方法。
按照实施例1的方法制备铝合金壳体，不同的是：采用机械抛光替换喷砂处理，并且在阳极氧化处理后未进行机械抛光处理。得到铝合金壳体。
观察铝合金壳体表面，发现明显划痕，并且阳极氧化膜颜色不均一。
通过光泽仪测试铝合金壳体表面的光亮度为70。
对比例2
本对比例用于对比说明本发明公开的铝合金壳体及其制备方法。
按照实施例1的方法制备铝合金壳体，不同的是：采用粒径为210目的砂料，在0.3MPa压力下对铝合金基材表面进行喷砂处理。得到铝合金壳体。
通过光泽仪测试铝合金壳体表面的光亮度为85。
对比例3
本对比例用于对比说明本发明公开的铝合金壳体及其制备方法。
按照实施例1的方法制备铝合金壳体，不同的是：调节阳极氧化条件，使阳极氧化膜厚度为30μm。得到铝合金壳体。
其中，阳极氧化膜自身产生颜色，遮挡内层的喷砂效果。
通过光泽仪测试铝合金壳体表面的光亮度为90。
对比例4
本对比例用于对比说明本发明公开的铝合金壳体及其制备方法。
按照实施例1的方法制备铝合金壳体，不同的是：调节阳极氧化条件，使阳极氧化膜厚度为5μm。得到铝合金壳体。
通过实施例1的光亮度测试方法测试铝合金壳体表面的光亮度为87。
对比实施例1和对比例1的测试结果可知，相比于现有技术中的方法，本发明提供的方法制备得到的铝合金壳体的光亮度高，外观品质好。
对比实施例1和对比例2的测试结果可知，在进行喷砂处理时，过大砂料粒径和喷砂压力会导致铝合金壳体的光亮度明显下降。
对比实施例1和对比例3的测试结果可知，阳极氧化处理形成的阳极氧化膜过厚将导致阳极氧化膜产生颜色，遮挡内层的喷砂效果，影响铝合金壳体的外观品质。
对比实施例1和对比例4的测试结果可知，阳极氧化处理形成的阳极氧化膜过薄将导致铝合金壳体的光亮度明显下降。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种铝合金壳体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、对铝合金基材表面进行喷砂处理；所述喷砂处理的压强为0.18-0.25MPa，砂料粒径为80-205目；
S2、对经过喷砂处理的铝合金基材表面进行化学抛光处理；所述化学抛光处理方法为：在90-100℃下，采用抛光液抛光15-20s；
S3、对经过化学抛光处理的铝合金基材表面进行阳极氧化处理；所述阳极氧化处理方法为：在18-20℃、电压为13-16V的条件下，在包括180-200g/L硫酸的阳极氧化电解液中，进行阳极氧化处理，得到厚度为10-20μm的阳极氧化膜；
S4、对阳极氧化膜表面进行抛光处理。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，喷砂处理时，喷枪与铝合金基材表面的距离为15-35cm，进给速度为0.5-1.5m/min。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1之后S2之前还包括对喷砂处理后的铝合金基材表面进行清洗处理。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述清洗处理包括：先将铝合金基材在55-65℃下，在浓度小于60g/L的氢氧化钠溶液中碱洗处理10-20s；然后在22-26℃下，在浓度为20-30ml/L的硝酸溶液内中和处理20-30s。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述抛光液为磷酸和硫酸质量比为3:1的混合抛光液。
6.根据权利要求1、2、4、5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2之后S3之前还包括对化学抛光处理后的铝合金基材表面进行再次清洗处理。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述再次清洗处理包括：将铝合金基材在24-26℃下，在浓度为20-30ml/L的硝酸溶液内中和处理10-20s。
8.根据权利要求1、2、4、5、7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述阳极氧化处理时间为10-40min。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3之后S4之前还包括对阳极氧化膜进行染色和封孔处理。
10.一种铝合金壳体，其特征在于，通过如权利要求1-9中任意一项所述的方法制备得到。
11.根据权利要求10所述的铝合金壳体，其特征在于，所述铝合金壳体的表面光亮度为100-110。
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