本发明涉及一种复合壳体的制备方法。
背景技术：
随着高附加值的可穿戴设备，手机，智能手表，移动电子等便携3c电子产品功能不断完善增强及激烈的市场竞争，手机外壳材料已广泛应用金属材料，且已经从可加工性好的6系列铝合金向更高的7系列铝合金，以及硬度及强度更高的不锈钢材料发展，以满足市场对高附加值移动电子产品外壳耐摔，耐磨，耐刮伤，抗变形等强度及硬度方面的需求。
由于不锈钢具备硬度高，强度高，耐热性好，耐腐蚀性好，密度小，质量轻，机械强度高等优点，是制备手机壳体的理想材料，目前已应用于多款高端奢侈品牌手机。
但有别于铝、锌、镁合金等金属可压铸易cnc加工的特点，不锈钢切削温度高、切削力大、易粘附金属且化合物杂质在切削热的作用下产生硬化层，导致cnc加工困难。目前采用不锈钢材质作外观件3c电子产品，均采用不锈钢外框+组装的工艺，以减少cnc加工，降低成本，但其装配结构对整机结构限制较大，且复杂的组装工艺操作繁琐，不利量产及管控，又影响整机的强度，是受限于加工成本高昂因素下的折中方案，大大的限制了它在3c电子产品外观件上的应用。
同时由于不锈钢材料成本高，传统机械加工的减材制造限制，壳体类产品的不锈钢材料的实际利用率不足15%，绝大多数材料都在机械切削加工中被浪费了，进一步提升了不锈钢结构件的成本。
技术实现要素：
为克服现有不锈钢材料成本高，可塑性差，机械加工困难的问题，采用新的不锈钢复合材料及其制备工艺，结合手机壳体制备工艺实现电子产品在不锈钢外壳的前提下的低成本生产制造，使不锈钢壳体具备不锈钢损耗小，易机械加工，综合生产成本低，易大规模量产的低成本不锈钢壳体生产制造方法。本发明的技术方案是：
一种复合壳体的制备方法，包括以下步骤：
（1）锻压不锈钢或铝合金形成外框；
（2）压铸铝合金形成内框；
（3）对外框及内框进行cnc精加工，以便激光焊接加工；
（4）对外框及内框进行激光深缝焊合，形成金属结构件；
（5）对金属结构件进行cnc精加工；
（6）对金属结构件表面进行处理，使金属结构件表面形成纳米级别的微孔；
（7）将金属结构件放入塑胶模内，进行纳米注塑，使得金属构件与塑胶模一体成型；
（8）通过cnc精加工金属结构件的外框以及内框预留的加工余量；
（9）对金属结构件进行摄像头孔、闪光灯孔以及金属连接位的加工，金属结构件侧面进行cnc精加工；
（10）对金属结构件进行抛光、喷砂或拉丝加工，再进行阳极氧化或pvd表面装饰处理，完成金属结构件的外观加工，形成金属复合壳体。
还包括步骤（11），对步骤（10）中的金属复合壳体依次进行高光倒角和阳极氧化。
在所述的步骤（1）中，将不锈钢或者铝合金锻压至工艺要求的尺寸，形成外框，不锈钢的厚度为3mm～10mm，平面度小于0.15mm；所述的外框采用的不锈钢的材质为sus304或sus316，铝合金材质为al6063或al6061；外框的中空部分精度在0.3mm以内，以减少cnc精加工的工作量。
所述的步骤（2）中，压铸铝合金为adc12压铸铝；内框的平面度小于0.15mm；以内框为加工基准面，并设计至少两个工艺基准孔，控制整个金属复合壳体的加工尺寸；压铸铝的厚度为0.3mm～3.mm。
在所述的步骤（3）中，cnc精加工时，内框与外框焊合部分的拼接面，加工精度要求±0.03mm以内；所述的内框与外框上设置有相互配合的定位结构；cnc精加工时预留后焊接工序的加工余量，以修正金属发热变形产生的加工误差；对于非焊接区域，即外框与内框的非接触区域，设置有纳米注塑时的金属拉胶位，以提高纳米注塑结合强度。
所述的步骤（4）中，焊合加工所需的辅助定位治具的精度要求±0.01mm；具体为：将内框和外框定位放置于焊合治具内，进行压紧固定，保证内框与外框焊接面之间的间隙小于0.1mm；使用光纤光源的纳秒激光器进行板材焊接，在内框和外框拼接面的缝隙上用激光进行深缝焊接，同时高温融化或气化内框和外框，使激光在焊合深缝中将内框与外框凝固在一起；焊合好的深缝焊合线需均匀的分布在内、外框拼合线上，焊接工序后对内、外框一体的金属结构件进行消除内应力的热处理。
所述的步骤（5）中，在金属结构件背面的天线分切位周边，设有与塑胶结合的金属拉胶结构，所述的金属拉胶机构为通孔、盲孔、凸起或者凹槽。
所述的步骤（7）中，纳米注塑后，对塑胶与金属结构件的结合强度及消除应力进行时效处理，烘烤温度及时间需根据塑胶材料而设定。
所述的步骤（8）中，外框以及内框的加工余量加工后，金属结构件的天线分切位处设置有连料位，以满足后续pvd或阳极氧化表面处理工艺的需求。
本发明的优点是：
1、实现了不锈钢锻压+压铸+激光复合+塑胶纳米注塑的多材料一体成型结构及低成本制造工艺；
2、易cnc加工，节约了cnc的加工量和时间，从根本上解决了不锈钢切削加工困难、缓慢、损耗高、成本高的加工难题；
3、实现了不锈钢外观结构件的一体成型，解决了传统电子产品不锈钢外壳装配工艺复杂，同时装配工艺限制整机结构的问题；
4、复合成型结构与工艺大幅减少了不锈钢外壳cnc加工量，使生产企业在现有设备的基础上具备了不锈钢外壳大规模制造的能力，减少了设备投资及新技术应用的风险；
5、解决了不锈钢材料因加工困难，无法应用在手机及可移动电子等高附加值产品的关键问题，实现了低成本、高品质、高产能的不锈钢外壳制造技术；
6、满足了手机、3c电子产品等高附加值消费电子对壳体表面高硬度、高强度、耐刮伤、耐摔、抗变形的使用需求，推动了行业技术的发展；
7、使高端的不锈钢材料不再只是高端奢侈品牌的专属，为设计师提供了一种时尚新颖的结构及工艺，并使之民用化，实用化，使更多的人群受益。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
本发明涉及一种复合壳体的制备方法，包括以下步骤：
（1）锻压不锈钢或铝合金形成外框；
（2）压铸铝合金形成内框；
（3）对外框及内框进行cnc精加工，以便激光焊接加工；
（4）对外框及内框进行激光深缝焊合，形成金属结构件；
（5）对金属结构件进行cnc精加工；
（6）对金属结构件表面进行处理，使金属结构件表面形成纳米级别的微孔；
（7）将金属结构件放入塑胶模内，进行纳米注塑，使得金属构件与塑胶模一体成型；
（8）通过cnc精加工金属结构件的外框以及内框预留的加工余量；
（9）对金属结构件进行摄像头孔、闪光灯孔以及金属连接位的加工，金属结构件侧面进行cnc精加工；
（10）对金属结构件进行抛光、喷砂或拉丝加工，再进行阳极氧化或pvd表面装饰处理，完成金属结构件的外观加工，形成金属复合壳体。
还包括步骤（11），对步骤（10）中的金属复合壳体依次进行高光倒角和阳极氧化。
在所述的步骤（1）中，将不锈钢或者铝合金锻压至工艺要求的尺寸，形成外框，不锈钢的厚度为3mm～10mm，平面度小于0.15mm；所述的外框采用的不锈钢的材质为sus304或sus316，铝合金材质为al6063或al6061；外框的中空部分精度在0.3mm以内，以减少cnc精加工的工作量。
所述的步骤（2）中，压铸铝合金为adc12压铸铝；内框的平面度小于0.15mm；以内框为加工基准面，并设计至少两个工艺基准孔，控制整个金属复合壳体的加工尺寸；压铸铝的厚度为0.3mm～3.mm。
在所述的步骤（3）中，cnc精加工时，内框与外框焊合部分的拼接面，加工精度要求±0.03mm以内；所述的内框与外框上设置有相互配合的定位结构（可以在外框上设置有定位凸起，内框上设置有与定位凸起配合的定位孔）；cnc精加工时预留后焊接工序的加工余量，以修正金属发热变形产生的加工误差；对于非焊接区域，即外框与内框的非接触区域，设置有纳米注塑时的金属拉胶位，以提高纳米注塑结合强度。
所述的步骤（4）中，焊合加工所需的辅助定位治具的精度要求±0.01mm；具体为：将内框和外框定位放置于焊合治具内，进行压紧固定，保证内框与外框焊接面之间的间隙小于0.1mm；使用光纤光源的纳秒激光器进行板材焊接，在内框和外框拼接面的缝隙上用激光进行深缝焊接，同时高温融化或气化内框和外框，使激光在焊合深缝中将内框与外框凝固在一起；焊合好的深缝焊合线需均匀的分布在内、外框拼合线上，焊接工序后对内、外框一体的金属结构件进行消除内应力的热处理。
所述的步骤（5）中，在金属结构件背面的天线分切位周边，设有与塑胶结合的金属拉胶结构，所述的金属拉胶机构为通孔、盲孔、凸起或者凹槽。
所述的步骤（7）中，纳米注塑后，对塑胶与金属结构件的结合强度及消除应力进行时效处理，烘烤温度及时间需根据塑胶材料而设定。纳米注塑后的天线分切位内部不能有气孔、变形、尺寸超差或影响天线信号的缺陷；塑胶填充部分不允许有困气、缺胶、开裂、脱落或影响金属结构件与塑胶结合强度的缺陷。
所述的步骤（8）中，外框以及内框的加工余量加工后，金属结构件的天线分切位处设置有连料位，以满足后续pvd或阳极氧化表面处理工艺的需求。
在所述的步骤（9）中，cnc精加工过程中不能损坏天线分切位处的外观结构，不允许出现塑胶脱落、开裂等问题；cnc精加工量较大的工序或对结构影响较大的工序，如金属连接位去除工序（落料），需进行除内应力处理，以保证加工过程中尺寸的稳定性；不能影响金属结构件的装夹及定位基准，不能出现基准变形或尺寸超差问题，如定位基准变更，需保证产品加工精度不受影响。