本发明属于金属表面处理技术领域，尤其涉及一种铝合金壳体的表面处理方法。
背景技术：
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。科技的进步给我们的生活带来了很大的便利，手机已成为我们日常生活中不可缺少的产品。由于5系列(如5052)和6系列(如6061，6063)材料的铝合金阳极氧化效果较佳，目前各种手机的电池盖多采用这两种系列的铝合金，但是这两种系列的铝合金材料的表面处理工艺均是喷砂后做阳极氧化，外观效果缺乏创新性。CN104805485A公开了一种压铸铝合金表面处理方法，涉及金属表面处理技术领域。该压铸铝合金表面处理方法包括以下步骤：S10、将压铸铝合金进行打磨处理；S20、将打磨处理后的压铸铝合金进行喷砂处理；S30、将喷砂处理后的压铸铝合金进行阳极氧化处理，在压铸铝合金表面形成氧化膜层；S40、将阳极氧化处理后的压铸铝合金进行染色处理；S50、将染色处理后的压铸铝合金进行封孔处理。但是该表面处理方法针对于压铸铝合金，并且其外观效果仍然不够丰富多样。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种铝合金壳体的表面处理方法，所述表面处理方法能够使得铝合金壳体具有丰富多样的外观。为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种铝合金壳体的表面处理方法，所述表面处理方法包括如下步骤：S1将铝合金壳体的正面进行喷砂处理，得到正面是喷砂面的铝合金壳体；S2将铝合金壳体的侧面用CNC(计算机数字控制机床)加工成高光效果；S3将进行喷砂和CNC处理后的铝合金壳体整体进行阳极氧化处理，形成氧化膜层；S4将阳极氧化处理后的铝合金壳体进行封孔处理，得到正面喷砂、侧面高亮的铝合金壳体。本发明所述壳体是指由内、外两个曲面围成，厚度远小于中面最小曲率半径和平面尺寸的片状结构。所述壳体的正面即去除侧面的外曲面，侧面即外曲面中代表壳体厚度的面。典型但非限制性的铝合金壳体为手机电池盖。所述步骤S3和步骤S4之间还进行步骤S31：将阳极氧化处理后的铝合金壳体进行染色。优选地，所述染色处理中使用的染色剂为金色染色剂、粉色染色剂、蓝色染色剂或黑色染色剂。染色能够使铝合金壳体呈现不同的颜色，如金色、粉色、蓝色、或黑色等，以增加铝合金壳体的外观多样性。如果做银白的铝合金本色，则不用染色。步骤S1所述喷砂处理可选用手工喷砂或机器喷砂，所述喷砂处理以玻璃砂、钢砂或锆砂中的一种或至少两种的组合为喷料。优选地，所述砂型为80-220目，如85目、90目、100目、120目、150目、180目、200目或210目等。优选地，所述喷砂处理的压力为1.0-2.5kg/cm2，如1.2kg/cm2、1.5kg/cm2、1.8kg/cm2、2.0kg/cm2、2.2kg/cm2或2.4kg/cm2等。优选地，所述喷砂处理的速度为8-15m/min，如9m/min、10m/min、11m/min、12m/min、13m/min或14m/min等。步骤S2具体为：将铝合金壳体的喷砂面上贴保护膜，之后将铝合金壳体的侧面用CNC加工成高光效果，再除去喷砂面上的保护膜。优选地，步骤S2所述保护膜为耐压膜，典型但非限制性的保护膜为PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜，本领域的技术人员可以根据需要选择其他材质的保护膜，所述保护膜只要能够起到保护喷砂面不受破坏即可。优选地，步骤S2所述高光效果通过精雕机得到。优选地，所述精雕机的转速为20000-70000r/min，如25000r/min、30000r/min、35000r/min、40000r/min、50000r/min、55000r/min、60000r/min或65000r/min等，选用此范围的转速，得到的高光效果较好。采用精雕机得到高光效果时间短，只需要2-5分钟，而通常得到高光效果是先通过砂纸或麻轮粗磨，然后用布轮抛光，此法耗时约10分钟以上，且成本较精雕机制高光高50％以上。步骤S3所述阳极氧化处理在浓度为150-220g/L硫酸溶液中进行，如在浓度为155g/L、165g/L、175g/L、180g/L、195g/L或210g/L等的硫酸溶液中进行。优选地，步骤S3所述阳极氧化处理的电压为8-16V，如9V、10V、11V、12V、14V、15V或15.5V等，电流密度为1-1.5A/dm2，如1.1A/dm2、1.2A/dm2、1.3A/dm2、1.4A/dm2或1.5A/dm2等。优选地，步骤S3所述阳极氧化处理的时间为30-60min，如33min、35min、38min、40min、42min、45min、50min、55min或58min等。优选地，步骤S3所述氧化膜层的厚度为5-15μm，如6μm、8μm、10μm、12μm、13μm或14μm等。步骤S4采用醋酸镍溶液进行封孔。优选地，所述醋酸镍的浓度为5-6g/L，如5.2g/L、5.3g/L、5.5g/L、5.6g/L或5.8g/L等。优选地，步骤S4所述封孔处理在pH为5-6，温度为90-100℃条件下进行，如在温度为92℃、94℃、95℃、96℃、97℃或99℃等的条件下进行。优选地，步骤S4所述封孔处理的时间为15-30min，如18min、20min、22min、25min、28min或29min等。封孔处理的目的在于提高产品的耐腐蚀和抗污染性能，同时能够避免染色后的染料溢出。步骤S2之后和步骤S3之前还进行如下步骤：S21将喷砂处理和高光处理后的铝合金壳体进行脱脂处理；S22将脱脂处理后的铝合金壳体进行碱蚀；S23去除碱蚀处理后产生的黑膜；S24将去除黑膜之后的铝合金壳体进行化学抛光。步骤S21采用磷酸三钠、壬基酚聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠的混合液进行脱脂处理。优选地，磷酸三钠的浓度为50-60g/L，如52g/L、53g/L、54g/L、55g/L、56g/L、57g/L、58g/L或59g/L等，壬基酚聚氧乙烯醚的浓度为2-8mL/L，如3mL/L、4mL/L、5mL/L、6mL/L、7mL/L或8mL/L等，十二烷基磺酸钠0.5-2g/L，如0.8g/L、1.0g/L、1.2g/L、1.5g/L或1.8g/L等。优选地，步骤S21所述脱脂处理在50-60℃条件下进行，如在52℃、53℃、54℃、55℃、57℃或59℃下进行。优选地，步骤S21所述脱脂处理的时间为3-5min，如3min、4min或5min等。步骤S22采用氢氧化钠溶液进行碱蚀处理。优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为50-60g/L，如52g/L、53g/L、54g/L、55g/L、56g/L、57g/L、58g/L或59g/L等。优选地，步骤S22所述碱蚀处理的温度为55-65℃，如56℃、58℃、60℃、62℃、63℃或64℃等。优选地，步骤S22所述碱蚀处理的时间为5-30s，如6s、7s、8s、10s、15s、18s、20s、22s、25s或28s等。步骤S23采用硝酸溶液去除碱蚀处理后的黑膜。优选地，所述硝酸溶液的浓度为250-350mL/L，如260mL/L、280mL/L、300mL/L、310mL/L、320mL/L、330mL/L或340mL/L等。优选地，所述硝酸溶液处理的时间为10-60s，如12s、15s、18s、20s、22s、25s、28s、30s、35s、40s、45s、50s或55s等。优选地，步骤S24所述化学抛光在磷酸与硝酸的混合液中进行。优选地，所述混合液中磷酸溶液的体积百分数为93％，硝酸溶液的体积百分数为7％。优选地，所述磷酸溶液中磷酸的质量百分含量为98％，所述硝酸溶液中硝酸的质量百分含量为68％。优选地，步骤S24所述化学抛光的时间为5-60s，如8s、10s、12s、15s、18s、20s、22s、25s、28s、30s、35s、40s、45s、50s或55s等。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供的铝合金壳体的表面处理方法先对铝合金壳体进行正面喷砂处理，之后用CNC对其侧面进行高光处理，再对整个壳体进行阳极氧化处理及着色，最终得到侧面高亮、正面砂面效果的铝合金壳体；所述喷砂处理、高光处理及阳极氧化处理相互配合，使得处理后的铝合金壳体的色彩丰富，外观效果丰富多样，并且处理后的铝合金壳体的表面光洁度达到14级，表面粗糙度标准达到国际最高标准SPI(A1)，即表面粗糙度Ra＝0.005um)。附图说明图1是实施例1提供的铝合金壳体的表面处理工艺流程图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。实施例1铝合金壳体的表面处理工艺如图1所示，所述表面处理工艺包括如下步骤：S1壳体正面喷砂：将铝合金壳体的正面进行喷砂处理，得到正面是喷砂面的铝合金壳体；S2在喷砂面上贴保护膜；S3侧面CNC高光处理：将铝合金壳体的侧面用CNC加工成高光效果；S4撕贴膜：去除喷砂面上的保护膜；S5脱脂：将喷砂处理和高光处理后的铝合金壳体进行脱脂处理；S6碱蚀：将脱脂处理后的铝合金壳体进行碱蚀；S7剥黑膜：去除碱蚀处理产生的黑膜；S8化学抛光：将去除黑膜之后的铝合金壳体进行化学抛光；S9阳极氧化：将化学抛光后的铝合金壳体进行阳极氧化处理，形成氧化膜层；任选地，进行S10染色：将阳极氧化处理后的铝合金壳体进行染色；S11封孔：将染色后的铝合金壳体进行封孔处理，得到正面喷砂、侧面高亮的铝合金壳体。实施例2铝合金壳体的表面处理工艺包括如下步骤：S1壳体正面喷砂：将铝合金壳体的正面进行喷砂处理，喷砂处理采用的喷料为玻璃砂，砂粒大小为0.1mm，喷砂压力为2.5kg/cm2，走速为8m/min，得到正面是喷砂面的铝合金壳体；S2在喷砂面上贴PET膜；S3侧面CNC高光处理：将铝合金壳体的侧面用北京精雕机加工成高光效果，精雕机的转速为20000r/min；S4撕贴膜：去除喷砂面上的PET膜；S5脱脂：将喷砂处理和高光处理后的铝合金壳体进行脱脂处理，脱脂处理的溶液为磷酸三钠、壬基酚聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠的混合液，其中磷酸三钠的浓度为50g/L，壬基酚聚氧乙烯醚的浓度为5mL/L，十二烷基磺酸钠的浓度为1g/L，脱脂处理的温度为50℃，时间为3min；S6碱蚀：将脱脂处理后的铝合金壳体在浓度为50g/L，温度为60℃的氢氧化钠溶液中进行碱蚀处理5-30s；S7剥黑膜：将碱蚀处理后的铝合金壳体浸泡在浓度为300mL/L的硝酸中10-60s，去除碱蚀处理产生的黑膜；S8化学抛光：将去除黑膜之后的铝合金壳体在磷酸溶液和硝酸溶液的混合液中进行化学抛光5-60s，其中，混合液中磷酸溶液的体积百分数为93％，硝酸溶液的体积百分数为7％，并且所述磷酸溶液中磷酸的质量百分含量为98％，所述硝酸溶液中硝酸的质量百分含量为68％；S9阳极氧化：将化学抛光后的铝合金壳体在浓度为150g/L的硫酸溶液中进行阳极氧化处理，阳极氧化的电压为8V，电流密度为1A/dm2，时间为30-60min，形成5-15μm厚的氧化膜层；S10染色：将阳极氧化处理后的铝合金壳体进行染色；S11封孔：用浓度为5g/L、pH为5、温度为90℃的醋酸镍溶液对染色处理后的铝合金壳体进行封孔处理，得到正面喷砂、侧面高亮的铝合金壳体。处理后的铝合金壳体正面是具有金属质感的砂面，侧面是高光镜面效果(表面光洁度为14级)，此外观不易产生视觉疲劳。实施例3铝合金壳体的表面处理工艺包括如下步骤：S1壳体正面喷砂：将铝合金壳体的正面进行喷砂处理，喷砂处理采用的喷料为玻璃砂，砂粒大小为3mm，喷砂压力为1.0kg/cm2，走速为15m/min，得到正面是喷砂面的铝合金壳体；S2在喷砂面上贴PET膜；S3侧面CNC高光处理：将铝合金壳体的侧面用北京精雕机加工成高光效果，精雕机的转速为70000r/min；S4撕贴膜：去除喷砂面上的PET膜；S5脱脂：将喷砂处理和高光处理后的铝合金壳体进行脱脂处理，脱脂处理的溶液为磷酸三钠、壬基酚聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠的混合液，其中磷酸三钠的浓度为60g/L，壬基酚聚氧乙烯醚的浓度为2mL/L，十二烷基磺酸钠的浓度为0.5g/L，脱脂处理的温度为60℃，时间为5min；S6碱蚀：将脱脂处理后的铝合金壳体在浓度为60g/L，温度为55℃的氢氧化钠溶液中进行碱蚀处理30s；S7剥黑膜：将碱蚀处理后的铝合金壳体浸泡在浓度为250mL/L的硝酸中60s，去除碱蚀处理产生的黑膜；S8化学抛光：将去除黑膜之后的铝合金壳体在磷酸和硝酸的混合液中进行化学抛光60s，其中，混合液中磷酸溶液的体积百分数为93％，硝酸溶液的体积百分数为7％，并且所述磷酸溶液中磷酸的质量百分含量为98％，所述硝酸溶液中硝酸的质量百分含量为68％；S9阳极氧化：将化学抛光后的铝合金壳体在浓度为220g/L的硫酸溶液中进行阳极氧化处理，阳极氧化的电压为16V，电流密度为1.5A/dm2，时间为30-60min，形成5-15μm厚的氧化膜层；S10染色：将阳极氧化处理后的铝合金壳体进行染色；S11封孔：用浓度为6g/L、pH为6、温度为100℃的醋酸镍溶液对染色处理后的铝合金壳体进行封孔处理，得到正面喷砂、侧面高亮的铝合金壳体。处理后的铝合金壳体正面是具有金属质感的砂面，侧面是高光镜面效果(表面光洁度为14级)，此外观不易产生视觉疲劳。实施例4铝合金壳体的表面处理工艺包括如下步骤：S1壳体正面喷砂：将铝合金壳体的正面进行喷砂处理，喷砂处理采用的喷料为玻璃砂，砂粒大小为1mm，喷砂压力为1.5kg/cm2，走速为10m/min，得到正面是喷砂面的铝合金壳体；S2在喷砂面上贴PET膜；S3侧面CNC高光处理：将铝合金壳体的侧面用北京精雕机加工成高光效果，精雕机的转速为50000r/min；S4撕贴膜：去除喷砂面上的PET膜；S5脱脂：将喷砂处理和高光处理后的铝合金壳体进行脱脂处理，脱脂处理的溶液为磷酸三钠、壬基酚聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠的混合液，其中磷酸三钠的浓度为55g/L，壬基酚聚氧乙烯醚的浓度为8mL/L，十二烷基磺酸钠的浓度为2g/L，脱脂处理的温度为55℃，时间为3-5min；S6碱蚀：将脱脂处理后的铝合金壳体在浓度为55g/L，温度为65℃的氢氧化钠溶液中进行碱蚀处理5-30s；S7剥黑膜：将碱蚀处理后的铝合金壳体浸泡在浓度为350mL/L的硝酸中10-60s，去除碱蚀处理产生的黑膜；S8化学抛光：将去除黑膜之后的铝合金壳体在磷酸和硝酸的混合液中进行化学抛光5-60s，混合液中磷酸溶液的体积百分数为93％，硝酸溶液的体积百分数为7％，并且所述磷酸溶液中磷酸的质量百分含量为98％，所述硝酸溶液中硝酸的质量百分含量为68％；S9阳极氧化：将化学抛光后的铝合金壳体在浓度为200g/L的硫酸溶液中进行阳极氧化处理，阳极氧化的电压为12V，电流密度为1.2/dm2，时间为30-60min，形成5-15μm厚的氧化膜层；S10染色：将阳极氧化处理后的铝合金壳体进行染色；S11封孔：用浓度为5.5g/L、pH为5、温度为95℃的醋酸镍溶液对染色处理后的铝合金壳体进行封孔处理，得到正面喷砂、侧面高亮的铝合金壳体。处理后的铝合金壳体正面是具有金属质感的砂面，侧面是高光镜面效果(表面光洁度为14级)，此外观不易产生视觉疲劳。对比例1铝合金壳体的表面处理工艺包括如下步骤：S1侧面CNC高光处理：将铝合金壳体的侧面用北京精雕机加工成高光效果，精雕机的转速为50000r/min；S2在高光面上贴PET膜；S3壳体正面喷砂：将铝合金壳体的正面进行喷砂处理，喷砂处理采用的喷料为玻璃砂，砂粒大小为0.1-3mm，喷砂压力为1.0-2.5kg/cm2，走速为8-15m/min，得到正面是喷砂面的铝合金壳体；S4撕贴膜：去除喷砂面上的PET膜；S41脱脂：将高光处理和喷砂处理后的铝合金壳体进行脱脂处理，脱脂处理的溶液为磷酸三钠、壬基酚聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠的混合液，其中磷酸三钠的浓度为50g/L，壬基酚聚氧乙烯醚的浓度为5ml/L，十二烷基磺酸钠的浓度为1g/L，脱脂处理的温度为50℃，时间为3min；S42碱蚀：将脱脂处理后的铝合金壳体在浓度为50g/L，温度为60℃的氢氧化钠溶液中进行碱蚀处理5-30s；S43剥黑膜：将碱蚀处理后的铝合金壳体浸泡在浓度为300mL/L的硝酸中10-60s，去除碱蚀处理产生的黑膜；S44化学抛光：将去除黑膜之后的铝合金壳体在磷酸和硝酸的混合液中进行化学抛光5-60s，其中，混合液中磷酸溶液的体积百分数为93％，硝酸溶液的体积百分数为7％，并且所述磷酸溶液中磷酸的质量百分含量为98％，所述硝酸溶液中硝酸的质量百分含量为68％；S5阳极氧化：将化学抛光后的铝合金壳体在浓度为150g/L的硫酸溶液中进行阳极氧化处理，阳极氧化的电压为8V，电流密度为1A/dm2，时间为30-60min，形成5-15μm厚的氧化膜层；S51染色：将阳极氧化处理后的铝合金壳体进行染色；S6封孔：用浓度为5g/L、pH为5、温度为90℃的醋酸镍溶液对染色处理后的铝合金壳体进行封孔处理，得到正面喷砂、侧面高亮的铝合金壳体。用CNC洗高光面，再用PET膜保护高光面，在喷砂的时候，由于砂的压力较大，会从侧面飞入高光面或正面打穿PET膜，从而使处理后的铝合金壳体的高光面起砂而失去高光效果。对比例2除S3侧面CNC高光处理时北京精雕机的转速为15000r/min外，其余与实施例2相同。由于精雕机转速低，处理后的铝合金壳体的表面粗糙度为SPI(A2)(对应光洁度13级，Ra＝0.012um)以下，高亮效果没有A1级的好。对比例3除S3侧面CNC高光处理时北京精雕机的转速为75000r/min外，其余与实施例2相同。处理后的铝合金壳体由于精雕机的转速太高，基台震动，高光面有刀纹，影响外观美观性。对比例4除不包含步骤S2、S3和S4外，其余与实施例4相同。处理后的铝合金壳体由于不喷砂直接CNC高光，只得到侧面高光，正面没有砂面，产品整体没有金属感，看起来不高档，外观不完美。对比例5除不包含步骤S1、S2和S4外，其余与实施例4相同。处理后的铝合金壳体无喷砂效果，产品外观不佳甚至可以说是不良品。对比例6除不包含步骤S9外，其余与实施例4相同。处理后的铝合金壳体由于不做阳极氧化，没法形成微观小孔，染色剂无法吸附在微孔上，最终的效果是无法染色或即使染上了也很容易掉色，因此，其色彩不丰富，不能满足现代人们对产品外观的需求。对比例7除不包含步骤S11外，其余与实施例4相同。处理后的铝合金壳体没有进行封孔处理，染色剂容易脱落，产品耐蚀性不佳，容易造成脏污。申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。