CN110512254A - 电子设备的壳体及其制作方法、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了电子设备的壳体及其制作方法、电子设备。该电子设备的壳体包括：金属基材；涂层，设置在金属基材的一个表面上，且由铝或铝合金形成；第一阳极氧化层，设置在涂层远离金属基材的表面上。本发明所提出的电子设备的壳体，在压铸铝合金等材料的金属基材表面，通过形成一层铝或铝合金的涂层，可进行常规阳极氧化处理，如此，可使壳体具有陶瓷质感的同时，外观良率提升且制造成本低。

Description

电子设备的壳体及其制作方法、电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备的壳体制作技术领域，具体的，本发明涉及电子设备的壳体及其制作方法、电子设备。

背景技术

现有金属的手机中框或者外壳，常采用变形铝合金、压铸铝合金、不锈钢等材料，只是这些金属的手机壳都存在耐磨性差的问题。由于压铸铝合金含有较多的硅和内部容易存在气孔，所以无法通过常规的阳极氧化方式实现外观效果。

所以，现阶段的金属壳体实现陶瓷质感外观效果的手段仍有待改进。

发明内容

本发明实施例的一个目的在于提出一种电子设备的壳体、通过在金属基材上形成涂层和阳极氧化层而制作出壳体的方法以及应用该壳体的电子设备，已至少解决现有技术中存在的上述问题之一，实现金属壳体表面具有陶瓷质感的外观效果且外观良率提升、成本更低。

在本发明实施例的第一方面，提出了一种电子设备的壳体。

根据本发明的实施例，所述电子设备的壳体包括：金属基材；涂层，所述涂层设置在所述金属基材的一个表面上，且由铝或铝合金形成；第一阳极氧化层，所述第一阳极氧化层设置在所述涂层远离所述金属基材的表面上。

本发明实施例的电子设备的壳体，在压铸铝合金等材料的金属基材表面，通过形成一层铝或铝合金的涂层，可进行常规阳极氧化处理，如此，可使壳体具有陶瓷质感的同时，外观良率提升且制造成本低。

在本发明的第二方面，提出了一种制作电子设备的壳体的方法。

根据本发明的实施例，所述方法包括：在金属基材的一个表面形成涂层，且所述涂层由铝或铝合金形成；对所述涂层远离所述金属基材的表面进行阳极氧化处理，以获得第一阳极氧化层。

本发明实施例的制作电子设备的壳体的方法，先在压铸铝合金等材料的金属基材的表面，电弧喷涂形成一层铝或铝合金的涂层，再进行常规阳极氧化处理后，可获得具有陶瓷质感且外观良率提升的壳体，并且，该制作方法的制作成本更低。

在本发明的第三方面，提出了一种电子设备。

根据本发明的实施例，所述电子设备包括：壳体，所述壳体包括层叠设置的金属基材、涂层和第一阳极氧化层，其中，所述涂层由铝或铝合金形成；显示装置，所述显示装置与所述壳体相连。

本发明实施例的电子设备，其壳体具有复杂三维形状和陶瓷外观质感，可使电子设备具有外观表现力的同时制作成本较低，从而使该电子设备的市场竞争力更高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的电子设备的壳体的截面结构示意图；

图2是本发明另一个实施例的电子设备的壳体的截面结构示意图；

图3是本发明另一个实施例的电子设备的壳体的截面结构示意图；

图4是本发明一个实施例的制作电子设备的壳体的方法流程示意图；

图5是本发明另一个实施例的制作电子设备的壳体的方法流程示意图；

图6是本发明一个实施例的电子设备的外观示意图。

附图标记

100 金属基材

110 凹槽

200 涂层

300 第一阳极氧化层

400 防指纹层

500 第二阳极氧化层

10 壳体

20 显示装置

1 电子设备

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本发明，而不应视为对本发明的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。

在本发明实施例的一个方面，提出了一种电子设备的壳体。

根据本发明的实施例，参考图1，电子设备的壳体包括金属基材100、涂层200和第一阳极氧化层300；其中，涂层200设置在金属基材100的一个表面上，且涂层200由铝或铝合金形成；而第一阳极氧化层300设置在涂层200远离金属基材100的表面上。

根据本发明的实施例，形成金属基材100的材料可以包括压铸铝合金和压铸镁合金，如此，可铸造出复杂三维(3D)外形的金属基材100，且金属基材100的力学性能更高。在本发明的一些实施例中，形成金属基材100的材料可以为压铸铝合金，具体例如Al-Si合金，如此，压铸铝合金形成的金属基材100能更好地兼具力学性能和塑性，从而可使壳体整体的抗冲击性能更高。

根据本发明的实施例，形成涂层200的铝合金的具体种类，本领域技术人员可根据形成金属基材100材料的具体种类进行相应地选择。在本发明的一些实施例中，形成涂层200的铝合金中，铝的含量可以大于98.5w/w％且硅的含量可以小于1.5w/w％，如此，通过电弧喷涂形成的涂层200，其孔隙率小于10％，并且，涂层200的硅含量较少，从而使阳极氧化处理后形成的第一阳极氧化层300表面不良更少。

根据本发明的实施例，形成第一阳极氧化层300的材料是对涂层200的材料进行阳极氧化处理获得的，如此，相对于直接在压铸铝合金等材料的金属基材100表面进行阳极氧化处理，在铝或铝合金形成的漆层表面进行阳极氧化处理形成的第一阳极氧化层300，其陶瓷质感更好且表面不良更少，从而使壳体的外观表现力跟高，并且，阳极氧化形成的氧化铝还可使壳体的耐磨性更好。在本发明的一些实施例中，第一阳极氧化层300的厚度可以为10～30微米，如此，上述厚度的第一阳极氧化层300可使壳体的表面耐磨性更好的同时，还不会显著增加壳体的厚度，有利于含有该壳体的电子设备的轻薄化设计。

在本发明的一些实施例中，涂层200和第一阳极氧化层300的总厚度可以为50～150微米，如此，在金属基材100表面先电弧喷涂形成一层涂层200，再对涂层200表面进行阳极氧化处理并形成第一阳极氧化层300，从而采用上述总厚度的铝或铝合金材料层，适于形成10～30微米的第一阳极氧化层300；如果总厚度小于50微米，合金层太薄而留给后续加工余量过少，如果总厚度大于150微米，厚度过厚而会降低生产效率，且还容易堆积应力，而影响到壳体的表面力学性能。

根据本发明的实施例，参考图2，壳体还可包括防指纹层(AF)400，防指纹层400可以设置在第一阳极氧化层300远离金属基材100的一侧，形成防指纹层400的材料可以包括全氟聚醚酯，且防指纹层400的厚度可以为5～20纳米。如此，增设上述厚度的防指纹层400，可使壳体与水的接触角大于105°，从而使壳体具有优异的耐指纹性能，进而使该壳体的外观效果更出众。

在本发明的另一些实施例中，参考图3，形成金属基材100的材料可以为钛合金，金属基材100还设置有凹槽110，且涂层200可以填充在凹槽110中涂层200的上表面可以与金属基材100的上表面齐平，且，并且，金属基材100的一个表面上还设置有第二阳极氧化层500，而第二阳极氧化层500是与第一阳极氧化层300同层设置的。如此，先通过电弧喷涂在凹槽110中形成的涂层200，再进行一次阳极氧化处理，可同时形成第一阳极氧化层300和第二阳极氧化层500；并且，涂层200表面的第一阳极氧化层300的第一颜色，只受阳极氧化处理的染色液的影响而不受电压的影响，而金属基材100表面的第二阳极氧化层500的第二颜色，只与阳极氧化处理的电压有关而不受染色液的影响，从而只要通过调整阳极氧化处理的电压和选择合适的染色液，仅进行一次阳极氧化处理即可获得双色的外观效果。

综上所述，根据本发明的实施例，提出了一种电子设备的壳体，在压铸铝合金等材料的金属基材表面，通过形成一层铝或铝合金的涂层，可进行常规阳极氧化处理，如此，可使壳体具有陶瓷质感的同时，外观良率提升且制造成本低。

在本发明实施例的另一个方面，提出了一种制作电子设备的壳体的方法。根据本发明的实施例，参考图4，制作方法包括：

S100：在金属基材的一个表面形成涂层。

在该步骤中，在金属基材100的一个表面形成涂层200，且涂层200由铝或铝合金形成。在本发明的一些具体示例中，可以在步骤S100之前，预先将压铸铝合金或压铸镁合金通过压铸一次成型为复杂3D外形尺寸和内部结构，并通过数控车床(CNC)加工出外形弧度，再对金属基材100的一个表面进行喷砂处理，如此，粗化金属表面的同时，也可去除金属表面的杂质和氧化物，并露出新鲜的金属衬底。具体的，喷砂处理的砂材质可选择刚玉、碳化硅金刚砂、锆砂，砂粒尺寸可选择40～200目，且喷砂压力可选择2～8Bar，如此，可使金属基材100与涂层200之间的结合力更强。

根据本发明的实施例，形成涂层200的方法包括电弧喷涂，且电弧喷涂可采用惰性气体保护，具体例如氮气、氩气、氦气等惰性气体，且气体纯度>99.9％，如此，可防止电弧喷涂处理过程中铝被氧化，从而可保证形成的涂层200的含氧率<1％，进而保证后续阳极氧化后壳体的外观均匀性。此外，喷涂可通过多次往复喷涂或者工件旋转的方式，提高整体膜厚的均匀性，防止在一个位置沉积速度太快导致涂层内应力过大，减少开裂风险。

在本发明的一些实施例中，电弧喷涂的电压可以为40～120V、电流可以为100～200A、喷涂气压可以为6～15Bar、喷涂距离可以为15～40cm且喷涂夹角可以为60°～90°。如此，如果气压低于6Bar则易导致设备无法起弧启动，如果气压高于15Bar则易导致冲击力大，可能导致工件变形；如果喷涂距离近于15cm则不方便加工，如果距离远于40cm则沉积速度变低，会造成金属在空气中氧化的不稳定性增加；如果喷涂的角度小于60°，喷涂出的厚度不易控制，膜层孔隙率将会变大(孔隙率大于10％)，从而会影响到膜层的质量。

在本发明的一些实施例中，形成涂层200的铝合金中，铝的含量可以大于98.5w/w％而硅的含量可以小于1.5w/w％，如此，形成的涂层200的硅含量较少，从而有利于后续阳极氧化处理后形成的第一阳极氧化层300表面不良更少。在本发明的一些实施例中，涂层200的含氧量可以小于1％、孔隙率可以小于10v/v％且厚度可以为50～150微米，如此，通过电弧喷涂形成的上述涂层200，有利于后续阳极氧化处理后形成的第一阳极氧化层300外观效果更均匀一致。

在本发明的另一些实施例中，对于钛合金形成的金属基材100，可以预先在金属基材的一个表面上形成凹槽110，参考图5，步骤S100可以是在凹槽110中形成涂层200。如此，在后续进行阳极氧化处理之前，壳体表面分成由铝或铝合金形成的第一区域和由钛合金形成的第二区域，从而在阳极氧化后这两个区域可以具有两种不同的颜色效果。

在本发明的一些具体示例中，可以在步骤S100之后，进一步对涂层200的表面进行抛光打磨处理，如此，可获得需要的镜面效果或者雾面效果，并且，镜面抛光的粗糙度Ra最小可达到0.02～0.1。

S200：对涂层远离金属基材的表面进行阳极氧化处理，以获得第一阳极氧化层。

在该步骤中，对涂层200远离金属基材100的表面进行阳极氧化处理，以获得第一阳极氧化层300。

根据本发明的实施例，阳极氧化处理可以将打磨抛光后的工件，置入电解液中进行阳极氧化，其中，电解液主要成分为硫酸水溶液，硫酸的浓度为100～180g/L，电解温度选择15～22℃，电解时间为30～60min且电解电压选择12～18V，如此，可将涂层200表面10～30微米厚的铝或铝合金都氧化成氧化铝，从而形成第一阳极氧化层300。此外，还可对第一阳极氧化层300进行染色和封孔的处理，如此，可使第一阳极氧化层300具有所需的表观颜色(具体例如金色、粉色、蓝色等)。

在本发明的另一些实施例中，对于钛合金形成的金属基材100，通过步骤S100在凹槽110中形成涂层200之后，参考图5，步骤S200可以是对涂层200远离金属基材100的表面和金属基材100的表面通过一次阳极氧化处理，可同时获得同层设置的第一阳极氧化层300和第二阳极氧化层500。由于氧化铝的第一颜色只与阳极氧化处理的染色液有关，而不受电压的影响，而氧化钛的第二颜色只与阳极氧化处理的电压有关，而不受染色液影响，所以，从而只要通过调整阳极氧化处理的电压和选择合适的染色液，仅进行一次阳极氧化处理即可获得两种不同的颜色效果双色的外观。

综上所述，根据本发明的实施例，提出了一种制作电子设备的壳体的方法，先在压铸铝合金等材料的金属基材的表面，电弧喷涂形成一层铝或铝合金的涂层，再进行常规阳极氧化处理后，可获得具有陶瓷质感且外观良率提升的壳体，并且，该制作方法的制作成本更低。

在本发明实施例的另一个方面，提出了一种电子设备。

根据本发明的实施例，参考图6，电子设备1包括壳体10和显示装置20，其中，壳体10包括层叠设置的金属基材、涂层和第一阳极氧化层，其中，涂层由铝或铝合金形成，而显示装置20与壳体10相连。

根据本发明的实施例，该电子设备的具体类型不受特别的限制，具体例如手机、平板电脑、智能手表等，本领域技术人员可根据该电子设备的具体用途进行相应地选择，在此不再赘述。需要说明的是，该电子设备除了包括上述的壳体和显示装置以外，还包括其他必要的部件和结构，以手机为例，具体例如处理器、存储器、电池、电路板、摄像头，等等，本领域技术人员可根据该电子设备的具体种类进行相应地设计和补充，在此不再赘述。

综上所述，根据本发明的实施例，提出了一种电子设备，其壳体具有复杂三维形状和陶瓷外观质感，可使电子设备具有外观表现力的同时制作成本较低，从而使该电子设备的市场竞争力更高。

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 (14)

1.一种电子设备的壳体，其特征在于，包括：

金属基材；

涂层，所述涂层设置在所述金属基材的一个表面上，且由铝或铝合金形成；

第一阳极氧化层，所述第一阳极氧化层设置在所述涂层远离所述金属基材的表面上。

2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，形成所述金属基材的材料包括压铸铝合金和压铸镁合金。

3.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述铝合金中铝的含量大于98.5w/w％、硅的含量小于1.5w/w％。

4.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，形成所述第一阳极氧化层的材料是对所述涂层的材料进行阳极氧化处理获得的。

5.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述涂层在所述金属基材上的正投影与所述第一阳极氧化层在所述金属基材上的正投影完全重合。

6.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述第一阳极氧化层的厚度为10～30微米。

7.根据权利要求5所述的壳体，其特征在于，形成所述金属基材的材料为钛合金，所述金属基材设置有凹槽，且所述涂层填充在所述凹槽中，并且，所述金属基材的一个表面上还设置有第二阳极氧化层，所述第二阳极氧化层与所述第一阳极氧化层同层设置。

8.一种制作电子设备的壳体的方法，其特征在于，包括：

在金属基材的一个表面形成涂层，且所述涂层由铝或铝合金形成；

对所述涂层远离所述金属基材的表面进行阳极氧化处理，以获得第一阳极氧化层。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述涂层的方法包括电弧喷涂，且所述电弧喷涂采用惰性气体保护。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电弧喷涂的电压为40～120V、电流为100～200A、喷涂气压为6～15Bar、喷涂距离为15～40cm且喷涂夹角为60°～90°。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述铝合金中铝的含量大于98.5w/w％、硅的含量小于1.5w/w％。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述涂层的含氧量小于1％、孔隙率小于10v/v％且厚度为50～150微米。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属基材由钛合金形成且设置有凹槽，在所述凹槽中形成涂层；对所述涂层远离所述金属基材的表面和所述金属基材的表面通过一次阳极氧化处理，同时获得同层设置的第一阳极氧化层和第二阳极氧化层。

14.一种电子设备，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括层叠设置的金属基材、涂层和第一阳极氧化层，其中，所述涂层由铝或铝合金形成；

显示装置，所述显示装置与所述壳体相连。