CN105537866B - 金属工件加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种金属工件加工方法，包括如下步骤：在所述金属工件表面形成保护层；对所述金属工件进行高光处理；去除所述金属工件表面的所述保护层。上述金属工件加工方法，通过在金属工件表面形成保护层，以减少高光处理后高光区域出现毛刺的几率，同时还可避免高光处理过程中对金属工件表面造成损伤，提高金属工件的外观效果。

Description

金属工件加工方法
技术领域
本发明涉及加工方法领域，特别是涉及一种金属工件加工方法。
背景技术
目前，现有的手机壳体大部分是采用塑料制作而成。塑料壳体耐磨性差，使用一段时间后会出现划痕甚至掉色等状况。因此，现有的中高端手机开始使用金属壳体，其不仅具有精美的外观，而且具有手感细腻、耐磨、防摔、抗腐蚀等优点，因而倍受消费者的喜爱。
传统的手机壳体的制作方法需要对金属工件进行高光切削，金属工件在高光刀具高速旋转切削后，在高光边容易产生毛刺，影响手机壳体的外观效果。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种金属工件加工方法，以减少高光边产生毛刺的几率，提高金属工件的外观效果。
一种金属工件加工方法，包括如下步骤：
在所述金属工件表面形成保护层；
对所述金属工件进行高光处理；
去除所述金属工件表面的所述保护层。
上述金属工件加工方法，通过在金属工件表面形成保护层，以减少高光处理后高光区域出现毛刺的几率，同时还可避免高光处理过程中对金属工件表面造成损伤，提高金属工件的外观效果。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种金属工件加工方法，包括如下步骤：
S100、在所述金属工件表面形成保护层。
例如，在所述金属工件表面形成保护层具体包括：在所述金属工件表面喷涂油墨，并对所述油墨进行固化处理，以形成所述保护层。
进一步的，所述保护层的材料为紫外光固化油墨，具有瞬间固化、不含挥发性有机溶剂、生产效率高、成膜硬度强、附着力强、耐溶剂性能佳、对环境污染小，节省能源等优点。进一步的，为了能够在金属工件表面均匀喷涂，例如，所述油墨包括可固化树脂及开油水，且所述可固化树脂与所述开油水的质量比为2：1，这样，喷涂后的油墨具有一定的流动性，有利于在金属表面形成均匀的涂层。具体的，所述可固化树脂为耐酸树脂，例如，可固化树脂为环氧丙烯酸树脂或丙烯酸树脂，所述开油水为有机溶剂，例如，二甲苯或天拿水。具体的，采用喷枪对所述金属工件进行喷涂油墨后，再采用紫外线进行所述固化处理，所述固化处理的参数设置为：固化时间为3～10min，固化能量为1500±100mj/cm2。优选的，固化时间为4.5min。
进一步的，为了使保护层具有较好的耐刮伤性能，例如，所述油墨的厚度为30～40微米，以使形成的保护层具有较好的耐刮伤性能，避免后续的加工过程中对金属工件表面造成刮伤。需要说明的是，所述油墨的厚度越大，其抗刮伤性能越高，但是油墨厚度的增加造成材料成本的增加，同时还会造成喷涂时间的增加。因此，在金属工件表面喷涂一层30～40微米的油墨，既能对金属工件进行较好的保护，同时还可减少材料的耗费，降低后续的脱除难度。
进一步的，为了能够在金属工件表面形成均匀的保护层，在步骤S101之前还包括：对所述金属工件进行预处理。具体的，将所述金属工件的表面进行清洗，使所述金属工件表面的清洁，这样有助于在金属工件表面形成均匀的保护层。
在本发明一实施例中，提供经阳极氧化处理后的达到所需要的外观效果的金属工件，并在所述金属工件表面形成保护层。例如，所述金属工件为经过阳极氧化处理后，再染色封孔处理后得到的。其中，所述金属工件可以是经过阳极氧化处理后的各种金属如铜、钢、钛、镁等、或各种金属合金。在本实施例中，金属工件为经过阳极氧化处理后的铝材或铝合金。
S200、对所述金属工件进行高光处理。
例如，采用高光刀具对形成有保护层的所述金属工件的边角进行高光切边或高光倒角，形成高光区域。又如，通过高速的CNC精雕机在金属工件的边缘切削出一圈光亮的斜边。具体的，将刀具固定在高速旋转(一般转速为20000rpm)的精雕机主轴上切削金属工件，刀具沿已编好的程序固定运动，在金属工件表面产生高亮区。
由于金属工件表面形成有保护层，对金属工件进行高光处理时，高光刀具首先与保护层接触，这样，可以减少高光处理过程中高光边出现毛刺的几率，从而减少由于毛刺引起的报废。
S300、去除所述金属工件表面的所述保护层。
具体的，将所述金属工件浸泡于脱漆剂中超声波处理3～6min以脱除保护层，例如，在温度为60～80℃，超声波能量为0.2～1.2W/cm2的条件下脱除保护层，又如，超声波的震荡时间为5～8min。
在本实施例中，脱漆剂为本领域常用的脱漆剂，在此不再赘述。
本发明一实施例中，去除所述金属工件表面的所述保护层之前还包括步骤：对所述金属工件进行阳极氧化处理。例如，将所述金属工件置于氧化液中进行阳极氧化处理，所述氧化液为200±20g/L的硫酸水溶液，所述阳极氧化处理的参数设置如下：时间为10～20min，电压为10～12V，温度为19～21℃。通过阳极氧化，可以增加高光区域的耐磨性，以使高光区域的氧化膜更加致密，光泽度较好，有利于提高金属工件的外观效果。
需要说明的是，由于金属工件表面喷涂有保护层，为了便于对高光处理后的金属工件进行阳极氧化，本发明一实施例中，所述阳极氧化处理之前还包括步骤：对所述金属工件进行镭雕处理，以在所述金属工件表面形成用于与外部设备电连接的导电区域。通过镭雕处理，使金属工件裸露出导电位，以便于金属工件与阳极治具电连接，从而保证阳极氧化的顺利进行。例如，对所述金属工件进行激光雕刻处理，在所述金属工件表面形成导电区域。
本发明一实施例中，对所述金属工件分别进行水洗及风干处理。例如，将脱去保护层后的所述金属工件用自来水冲洗2～3道后，再用去离子水洗冲洗1～2道，再用热风将金属工件烘干，检测。
上述金属工件加工方法，通过在金属工件表面形成保护层，以减少高光处理后高光区域出现毛刺的几率，同时还可避免高光处理过程中对金属工件表面造成损伤，提高金属工件的外观效果。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
金属工件的加工方法，包括如下步骤：
S110、对金属工件进行预处理。
例如，对金属工件进行除油脱脂、化学抛光、阳极氧化、染色、封孔等处理，以使金属工件表面达到所需要的外观要求。
具体的，包括如下步骤：
S111、将金属工件置于除油剂中进行除油脱脂处理，以除去金属工件表面的油脂污物。
例如，将金属工件置于温度为50～60℃的除油剂中进行除油处理3～5min。需要说明的是，此步骤主要是为了除去金属工件表面的油脂及污物，其还可以在其他条件下进行，在保证不腐蚀金属工件的前提下，尽可能的除掉金属工件表面上的油脂及污物，为下一步处理做准备。金属工件可以为金属如铜、钢、钛、镁等、或各种金属合金。在本实施例中，金属工件为铝材或铝合金。
S112、将金属工件进行化学抛光处理。
例如，将除油脱脂后置于温度为80～90℃的化抛液中进行化学抛光，例如，化抛液中磷酸、硫酸及硝酸的体积比为7：2：1，具体地，化抛液采用浓度为85％的浓磷酸、浓度为98％的浓硫酸及浓度为69％的硝酸按照体积比为7：2：1进行配制。又如，化学抛光处理在搅拌条件及曝气条件下进行。
S113、将金属工件进行阳极氧化处理，以在金属工件表面形成氧化膜。
例如，将金属工件置于硫酸的氧化液中进行阳极氧化处理。又如，将金属工件置于浓度为200±20g/L的硫酸水溶液中进行阳极氧化处理，阳极氧化处理的参数设置如下：时间为20～30min，电压为12～15V，温度为19～21℃。
S114、将金属工件进行染色处理。
例如，将金属工件置于室温条件下，pH为5.5±0.5的染色剂中，静置60±10s，完成染色处理。
S115、将染色处理后的金属工件进行封孔处理。
例如，将金属工件置于浓度为10±2g/L、温度为90±5℃的硫酸镍溶液中，静置20～30min，完成封孔处理。封孔处理可以提高金属工件的耐腐蚀性，增加金属工件的抗脏污能力。
需要说明的是，在步骤S111～S115中的每一步骤完成后，都需要对金属工件进行水洗处理，以除去金属工件表面的残留液体，这样，可以避免将该步骤中残留于金属工件表面的液体带入下一反应步骤，以便于控制每一步骤的反应条件。
S120、在预处理后的金属工件表面形成保护层。
具体的，在所述金属工件表面喷涂油墨，并对所述油墨进行固化处理，以形成所述保护层。
进一步的，为了能够在金属工件表面均匀喷涂，例如，所述油墨包括可固化树脂及开油水，且所述可固化树脂与所述开油水的质量比为2：1，这样，喷涂后的油墨具有一定的流动性，有利于在金属表面形成均匀的涂层。具体的，所述可固化树脂为耐酸树脂，例如，可固化树脂为环氧丙烯酸树脂或丙烯酸树脂，所述开油水为有机溶剂，例如，二甲苯或天拿水。具体的，采用喷枪对所述金属工件进行喷涂油墨后，再采用紫外线进行所述固化处理，所述固化处理的参数设置为：固化时间为3～10min，固化能量为1500±100mj/cm2。优选的，固化时间为4.5min。
进一步的，为了使保护层具有较好的耐刮伤性能，例如，所述油墨的厚度为30～40微米，以使形成的保护层具有较好的耐刮伤性能，避免后续的加工过程对金属工件表面造成刮伤。需要说明的是，所述油墨的厚度越大，其抗刮伤性能越高，但是油墨厚度的增加造成材料成本的增加，同时还会造成喷涂时间的增加。因此，在金属工件表面喷涂一层30～40微米的油墨，既能对金属工件进行较好的保护，同时还可减少材料的耗费，降低后续的脱除难度。
进一步的，为了能够在金属工件表面形成均匀的保护层，在步骤S101之前还包括：对所述金属工件进行预处理。具体的，将所述金属工件的表面进行清洗，使所述金属工件表面的清洁，这样有助于在金属工件表面形成均匀的保护层。
S130、对所述金属工件进行高光处理。
例如，采用高光刀具对形成有保护层的所述金属工件的边角进行高光切边或高光倒角，形成高光区域。又如，通过高速的CNC精雕机在金属工件的边缘切削出一圈光亮的斜边。具体的，将刀具固定在高速旋转(一般转速为20000rpm)的精雕机主轴上切削金属工件，刀具沿已编好的程序固定运动，在金属工件表面产生高亮区。
由于金属工件表面形成有保护层，对金属工件进行高光处理时，高光刀具首先与保护层接触，这样，可以减少高光处理过程中高光边出现毛刺的几率，从而减少由于毛刺引起的报废。
S140、对所述金属工件进行镭雕处理，以在所述金属工件表面形成导电区域。
具体的，采用镭雕机对金属工件表面进行镭雕处理，以使金属工件表面裸露出导电位，以便于金属工件与阳极治具电连接，从而保证阳极氧化的顺利进行。
S150、将金属工件进行二次阳极氧化。
例如，将所述金属工件置于氧化液中进行二次阳极氧化处理，所述氧化液为200±10g/L的硫酸水溶液，所述二次阳极氧化处理的参数设置如下：时间为10～20min，电压为10～12V，温度为19～21℃。通过阳极氧化，可以增加高光区域的耐磨性。进一步的，所述阳极氧化的参数设置如下：时间为10min，电压为11V，温度为15℃，通过对二次阳极氧化处理参数进行进一步的调整，以在高光区域的氧化膜更加致密，光泽度较好，有利于提高金属工件的外观效果。
S160、去除所述金属工件表面的所述保护层。
具体的，将所述金属工件浸泡于脱漆剂中超声波处理3～6min以脱除保护层，例如，在温度为60～80℃，超声波能量为0.2～1.2W/cm2的条件下脱除保护层，又如，超声波的震荡时间为5～8min。
S170、对所述金属工件分别进行水洗及风干处理。
例如，将脱去保护层后的所述金属工件用自来水冲洗2～3道后，再用去离子水洗冲洗1～2道，再用热风将金属工件烘干。又如，将金属工件用常温自来水冲洗2～3道后，用热水喷淋，热水的温度为80～90℃，再将金属工件沿着传送带送入热风吹干室，鼓风吹干，检测。
上述金属工件加工方法，通过在金属工件表面形成保护层，以减少高光处理后高光区域出现毛刺的几率，同时还可避免高光处理过程中对金属工件表面造成损伤，提高金属工件的外观效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种金属工件加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
在所述金属工件表面形成保护层；
对所述金属工件进行高光处理；
对所述金属工件进行镭雕处理，以在所述金属工件表面形成用于与外部设备电连接的导电区域；
对所述金属工件进行阳极氧化处理，将所述金属工件置于氧化液中进行阳极氧化处理，所述氧化液为200±20g/L的硫酸水溶液，所述阳极氧化处理的参数设置如下：时间为10～20min，电压为10～12V，温度为19～21℃；
去除所述金属工件表面的所述保护层。
2.根据权利要求1所述的金属工件加工方法，其特征在于，在所述金属工件表面形成保护层具体包括：在所述金属工件表面喷涂油墨，并对所述油墨进行固化处理，以形成所述保护层。
3.根据权利要求2所述的金属工件加工方法，其特征在于，所述油墨的厚度为30～40微米。
4.根据权利要求3所述的金属工件加工方法，其特征在于，采用紫外线进行所述固化处理，所述固化处理的参数设置为：固化时间为3～10min，固化能量为1500±100mj/cm2。
5.根据权利要求2所述的金属工件加工方法，其特征在于，所述油墨包括可固化树脂及开油水，且所述可固化树脂与所述开油水的质量比为2：1。
6.根据权利要求5所述的金属工件加工方法，其特征在于，所述可固化树脂为环氧丙烯酸树脂或丙烯酸树脂。
7.根据权利要求1所述的金属工件加工方法，其特征在于，去除所述金属工件表面的保护层具体为：将所述金属工件浸泡于脱漆剂中超声波处理3～10min。
8.根据权利要求1所述的金属工件加工方法，其特征在于，去除所述金属工件表面的所述保护层之后还包括步骤：对所述金属工件进行水洗及风干处理。
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