嵌件成型组件的制作方法

嵌件成型组件通常具有与塑料体一起成型的金属体。嵌件成型组件可以制造成电子设备(如电视机、计算机、笔记本电脑和个人数字助理(PDA))的顶盖或背盖。嵌件成型组件中的金属体可以与电子设备内的电子单元形成金属接触。

附图概述

以下详细说明参照附图，其中：

图1图解了根据本主题的一个示例性实施方案，制造基于微弧氧化(MAO)的嵌件成型组件的不同阶段；

图2图解了根据本主题的一个示例性实施方案，基于MAO的嵌件成型组件的截面图，其具有沉积在基于MAO的嵌件成型组件上的顶涂层；

图3图解了根据本主题的一个示例性实施方案，制造基于MAO的嵌件成型组件的方法；和

图4图解了根据本主题的一个示例性实施方案，制造基于MAO的嵌件成型组件的方法。

详细说明

为了制造嵌件成型组件，通常通过压铸或成型工艺在成型机上制造金属体。在制造之后，可以将金属体包装以转移到电解氧化槽中，在那里通过微弧氧化(MAO)来氧化金属体以在金属体上形成金属氧化物层。在形成金属氧化物层之后，可以将金属体重新包装并转移到成型机中以使金属体与塑料体一起嵌件成型。此外，在使金属体与塑料体一起嵌件成型之前，可能必须清洁金属体以减少或消除在金属体上形成的金属氧化物层中的非均匀性。此外，在重新包装、运输和嵌件成型工艺过程中，其可能导致金属体上的表面缺陷。

在形成金属氧化物层之后将金属体重新包装并运输回到成型机中以及在嵌件成型之前实施的清洁程序显著地增加了嵌件成型组件的生产时间。而且，当金属体随后与塑料体一起嵌件成型时，在通过MAO氧化金属体的过程中的高温可能导致嵌件成型组件中的变色和变形。这降低了嵌件成型组件的耐久性。

本主题描述了基于微弧氧化(MAO)的嵌件成型组件，以及制造用于电子设备的基于MAO的嵌件成型组件的方法。基于MAO的嵌件成型组件可以制造成用于电子设备的嵌件成型盖。本主题的方法有利于减少处理量和生产时间。由此，基于MAO的嵌件成型组件的生产和产量得以显著增加。此外，通过本主题的方法制造的基于MAO的嵌件成型组件具有更高的结构稳定性、更好的耐久性和更长的使用寿命。

在本主题的方法的一个示例性实施方案中，通过形成具有与塑料体一起成型的金属体的嵌件成型组件来制造基于MAO的嵌件成型组件。在形成嵌件成型组件之后，通过MAO氧化嵌件成型组件以在金属体上形成氧化物层。在一个示例性实施方案中，通过将嵌件成型组件浸入电解质溶液中并且将电信号周期性地传送通过电解质溶液以在金属体上形成氧化物层来实施嵌件成型组件的MAO。

由于在形成嵌件成型组件之后实施形成氧化物层的MAO，因此在MAO之后，不必将该组件重新包装并带回到成型机中。而且，由于在嵌件成型之前金属体基本上不含氧化物层，因此可以避免在嵌件成型之前通常实施的费力的清洁程序。由此，减少了在制造基于MAO的嵌件成型组件过程中的处理量。处理量的减少导致生产时间减少和基于MAO的嵌件成型组件的产量增加。

此外，由于通过将电信号周期性地传送通过嵌件成型组件浸入其中的电解质溶液来实施MAO，因此在MAO过程中嵌件成型组件不会经历长持续时间的显著高温。这降低了基于MAO的嵌件成型组件变色和变形的可能性。由此，金属体的结构稳定性以及基于MAO的嵌件成型组件的耐久性和使用寿命增加。

以下详细说明参照附图。尽可能地，在附图和以下说明中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。尽管在说明书中描述了若干个实例，但是修改、适应性改变和其它实施方案是可能的。因此，以下详细说明不限制所公开的实例。而是，所公开的实例的适当范围可以由所附权利要求来限定。

图1图解了根据本主题的一个示例性实施方案，制造基于MAO的嵌件成型组件100的不同阶段。嵌件成型组件可以制造成用于电子设备(如电视机、计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和PDA)的嵌件成型盖。在一个示例性实施方案中，嵌件成型盖可以是笔记本电脑的顶部C-盖、平板电脑的背盖或顶盖、以及智能手机的背盖或顶盖中的一者。

为了制造基于MAO的嵌件成型组件100，例如通过金属成形工艺(如压铸、锻造和成型)来形成金属体102。在一个示例性实施方案中，金属体102由铝、镁、锂、钛、锌和此类金属的合金中的一者形成。

如图1中所示，金属体102与塑料体104一起成型以形成嵌件成型组件106。可以通过嵌件成型使金属体102与塑料体104一起成型。在一个示例性实施方案中，塑料体104可以由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺(尼龙)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯(PC)和含15-50％玻璃纤维填料的ABS/PC中的一者制成。

在一个示例性实施方案中，在形成嵌件成型组件106之后，可以通过抛光、脱脂、活化、和中和金属体102的表面来加工嵌件成型组件106。可以使用抛光剂(如研磨剂)来抛光嵌件成型组件106中的金属体102的表面以去除金属体102的表面上的表面不规则性(如毛刺)。在一个示例性实施方案中，金属体102的表面可以通过电抛光、机械抛光和磨光(buffing)中的一者来抛光。

在抛光之后，可以将金属体102的表面脱脂以从金属体102的表面上去除杂质(如脂肪、油脂和油)。在一个示例性实施方案中，可以通过使用碱性清洁剂经由超声波脱脂将金属体102的表面脱脂。金属体102的表面还可以通过使热水流过嵌件成型组件来脱脂。

在脱脂之后，可以将金属体102的表面活化以去除由于暴露于大气而可能已经在金属体102上形成的任何自然氧化物层。在一个示例性实施方案中，可以通过酸活化来活化金属体102的表面。酸(如硝酸、乙酸和硫酸)可用于酸活化。酸活化还可去除在使用碱性清洁剂将金属体102脱脂时可能粘到金属体102上的碱性溶液。

在活化之后，可以将金属体102的表面中和。在一个示例性实施方案中，可以通过使用弱碱性溶液(如碳酸钠、氢氧化钠、氨和六偏磷酸钠中的一者的碱性溶液)的碱中和来中和金属体102的表面。

在加工嵌件成型组件106之后，通过MAO氧化嵌件成型组件106以在金属体102上形成氧化物层108。在一个示例性实施方案中，MAO包括电解质溶液与浸入电解质溶液中的嵌件成型组件106的电解。电解质溶液可以是硅酸钠、金属磷酸盐、氟化钾、氢氧化钾或氢氧化钠、氟锆酸盐、六偏磷酸钠、氟化钠、草酸铁铵、磷酸盐、石墨粉末、二氧化硅粉末、氧化铝粉末、金属粉末和聚环氧乙烷烷基酚醚(polyethylene oxide alkylphenolic ether)中的一者的碱性溶液。在一个示例性实施方案中，电解质溶液具有约0.05体积％至约15体积％的浓度并具有约8至约13的pH。

在一个示例性实施方案中，电解质溶液可以保持在电解槽内并保持在约10℃至约45℃的温度下。将嵌件成型组件106浸入电解槽内的电解质溶液中。嵌件成型组件106在电解质溶液的电解过程中充当电极。为了电解，将处于约150伏至约550伏的电压下的电信号周期性地传送通过电解质溶液。在一个示例性实施方案中，周期性地传送电信号包括将电信号传送通过电解质溶液，持续时间为约2分钟至约3分钟，然后切断电信号，持续时间为约5秒至约20秒。将电信号传送通过电解质溶液和切断电信号的这一过程可以重复实施例如20分钟的确定时间段。在电解结束时，氧化物层108在金属体102上形成。

氧化物层108的厚度取决于实施电解所用的确定时间段。在一个示例性实施方案中，氧化物层108具有约3μm至约15μm的厚度。氧化物层108可以由金属氧化物或金属氧化物的组合形成。例如，当金属体102由铝制成时，则氧化物层108由氧化铝(Al2O3)形成。在另一实例中，当金属体102由镁、铝和锌的合金制成时，则氧化物层108由氧化镁、氧化铝和氧化锌的组合形成。

在金属体102上形成氧化物层108之后，可以在60℃至80℃的温度下加热基于MAO的嵌件成型组件100，持续时间为10分钟至30分钟，由此干燥氧化物层108。

在一个示例性实施方案中，在干燥氧化物层108之后，可以在基于MAO的嵌件成型组件100上沉积若干个涂层，以增强基于MAO的嵌件成型组件100的耐热能力、表面质感和美学吸引力。

图2图解了根据本主题的一个示例性实施方案，基于MAO的嵌件成型组件200的截面图，其具有沉积在基于MAO的嵌件成型组件200上的顶涂层。为了制造基于MAO的嵌件成型组件200，以先前参照图1所描述的方式，使金属体202与塑料体204一起成型，并且通过MAO在金属体102上形成氧化物层206。

在一个示例性实施方案中，在形成氧化物层206并干燥之后，将顶涂层208沉积在嵌件成型组件上。顶涂层208具有约15μm至约60μm的厚度。顶涂层202可以通过喷涂沉积在嵌件成型组件上。在一个示例性实施方案中，顶涂层由氟化丙烯酸酯类、氟硅氧烷丙烯酸酯类(fluorosilicone aerylates)、氟代氨基甲酸酯(fluorourethanes)、全氟聚醚/全氟聚氧杂环丁烷、氟调聚物、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟硅氧烷和含氟UV聚合物中的一者制成。在沉积顶涂层202之后，可以在80℃至140℃的温度下加热嵌件成型组件，持续时间为20分钟至40分钟，由此固化顶涂层。

在一个示例性实施方案中，在沉积顶涂层208之前，通过喷涂将底涂层(base coat)沉积在嵌件成型组件上。底涂层可以具有约5μm至约20μm的厚度。在一个示例性实施方案中，底涂层可以包括硫酸钡、滑石、染料和彩色颜料中的一者。在沉积底涂层之后，可以通过在80℃至150℃的温度下加热嵌件成型组件，持续时间为20分钟至40分钟，由此固化底涂层。顶涂层208沉积在底涂层上。如先前所述，顶涂层208可以通过喷涂来沉积，然后通过加热固化。

在一个示例性实施方案中，在沉积顶涂层208之前，通过喷涂将底漆涂层(primer coat)然后是底涂层沉积在嵌件成型组件上。底漆涂层可以具有约10μm至约50μm的厚度。在一个示例性实施方案中，底漆涂层可以包括炭黑、二氧化钛、粘土、云母、滑石、硫酸钡、碳酸钙、合成颜料、金属粉末、氧化铝、CNT、石墨烯、石墨、有机粉末和无机粉末中的一者。在沉积底漆涂层之后，可以通过在80℃至160℃的温度下加热嵌件成型组件，持续时间为20分钟至40分钟，由此固化底漆涂层。底涂层沉积在底漆涂层上，顶涂层208沉积在底涂层上。如先前所述，底涂层和顶涂层可以通过喷涂来沉积，然后通过加热固化。

在一个示例性实施方案中，在沉积顶涂层208之前，将粉末涂层沉积在嵌件成型组件上。可以通过静电涂覆来沉积粉末涂层。粉末涂层可以具有约20μm至约120μm的厚度。在一个示例性实施方案中，粉末涂层可以包括环氧树脂、聚(氯乙烯)、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、丙烯酸系树脂和聚苯醚中的一者。在沉积粉末涂层之后，可以通过在120℃至190℃的温度下加热嵌件成型组件，持续时间为20分钟至40分钟，由此固化粉末涂层。顶涂层208沉积在粉末涂层上。如先前所述，顶涂层208可以通过喷涂来沉积，然后通过加热固化。

在一个示例性实施方案中，在形成氧化物层206之后，可以将粉末涂层沉积在嵌件成型组件上。可以将底涂层沉积在粉末涂层上并且可以将顶涂层208沉积在底涂层上。如先前所述，粉末涂层可以通过静电涂覆来沉积，然后通过加热固化。底涂层和顶涂层208可以通过喷涂来沉积，然后通过加热固化。

在一个示例性实施方案中，在沉积顶涂层208之前，可以将粉末涂层然后是底漆涂层和底涂层沉积在嵌件成型组件上。底漆涂层沉积在粉末涂层上。底涂层沉积在底漆涂层上，顶涂层208沉积在底涂层上。如先前所述，粉末涂层可以通过静电涂覆来沉积，然后通过加热固化。如先前所述，底漆涂层、底涂层和顶涂层208可以通过喷涂来沉积，然后通过加热固化。

图3图解了根据本主题的一个示例性实施方案，制造基于MAO的嵌件成型组件的方法300。

如图3中所示，在方框302处，形成具有与塑料体一起成型的金属体的嵌件成型组件。在一个示例性实施方案中，可以通过嵌件成型使金属体与塑料体一起成型。金属体可以由铝、镁、锂、钛、锌和这些金属的合金中的一者制成。塑料体可以由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺(尼龙)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯(PC)和含15-50％玻璃纤维填料的ABS/PC制成。

在形成嵌件成型组件之后，在方框304处，通过MAO氧化嵌件成型组件以在金属体上形成氧化物层。嵌件成型组件的MAO的详细工艺参照图4来描述。氧化物层可以是厚度为3μm至15μm的金属氧化物层。在一个实例中，当金属体由铝制成时，则氧化物层由氧化铝(Al2O3)形成。在另一实例中，当金属体由镁、铝和锌的合金制成时，则氧化物层可以由氧化铝、氧化锌和氧化镁的组合形成。

图4图解了根据本主题的一个示例性实施方案，制造基于MAO的嵌件成型组件的方法400。在一个示例性实施方案中，基于MAO的嵌件成型组件可以制造成用于电子设备的嵌件成型盖。在一个示例性实施方案中，嵌件成型盖可以是笔记本电脑的顶部C-盖、平板电脑的背盖或顶盖、以及智能手机的背盖或顶盖中的一者。

在方框402处，形成具有与塑料体一起成型的金属体的嵌件成型组件。在一个示例性实施方案中，通过嵌件成型来形成嵌件成型组件。

在形成嵌件成型组件之后，可以加工嵌件成型组件来制备用于MAO的嵌件成型组件。加工嵌件成型组件包括将金属体抛光、脱脂、活化和中和。在方框404处，使用抛光剂(如研磨剂)来抛光金属体的表面。金属体的表面可以通过电抛光、机械抛光和磨光中的一者来抛光以去除金属体上的表面不规则性(如毛刺)。

在将金属体102的表面抛光之后，在方框406处，通过超声波脱脂将金属体的表面脱脂以从金属体的表面去除杂质(如脂肪、油脂或油)。还可以通过使热水流过嵌件成型组件来实施脱脂。

在将金属体102的表面脱脂之后，在方框408处，通过酸活化来活化金属体的表面以去除可能已经在金属体上形成的任何自然氧化物层。酸(如硝酸、乙酸和硫酸)可用于酸活化。

在酸活化之后，在方框410处，通过使用弱碱性溶液(如碳酸钠、氢氧化钠、氨和六偏磷酸钠中的一者的碱性溶液)的碱中和来中和金属体的表面。

在中和之后，通过MAO氧化嵌件成型组件以在金属体上形成氧化物层。对于MAO，在方框412处，将嵌件成型组件浸入电解质溶液中。电解质溶液可以是硅酸钠、金属磷酸盐、氟化钾、氢氧化钾或氢氧化钠、氟锆酸盐、六偏磷酸钠、氟化钠、草酸铁铵、磷酸盐、石墨粉末、二氧化硅粉末、氧化铝粉末、金属粉末和聚环氧乙烷烷基酚醚中的一者的碱性溶液。在一个示例性实施方案中，电解质溶液具有约0.05体积％至约15体积％的浓度并具有约8至约13的pH。

在方框414处，将电信号周期性地传送通过电解质溶液。在一个示例性实施方案中，电信号具有150伏至550伏的电压。可以将电信号传送通过电解质溶液，持续时间为2分钟至3分钟，然后将其切断，持续时间为5秒至20秒。传送和切断电信号的这一过程可以重复实施例如20分钟的确定时间段。在该确定时间段结束时，氧化物层在金属体上形成。

在金属体上形成氧化物层之后，在方框416处，可以在60℃至80℃的温度下加热基于MAO的嵌件成型组件，持续时间为10分钟至30分钟，由此干燥氧化物层。

在干燥氧化物层之后，在方框418处，通过喷涂将顶涂层沉积在嵌件成型组件上。在一个示例性实施方案中，顶涂层具有约15μm至约60μm的厚度。在一个示例性实施方案中，顶涂层由氟化丙烯酸酯类、氟硅氧烷丙烯酸酯类、氟代氨基甲酸酯、全氟聚醚/全氟聚氧杂环丁烷、氟调聚物、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟硅氧烷和含氟UV聚合物中的一者制成。在沉积顶涂层之后，可以在80℃至140℃的温度下加热嵌件成型组件，持续时间为20分钟至40分钟，由此固化顶涂层。

在一个示例性实施方案中，如先前参照图2所描述的那样，在沉积顶涂层之前，可以将粉末涂层、底漆涂层、底涂层及其组合涂覆在嵌件成型组件上。

虽然以特定于方法和/或结构特征的语言描述了制造基于MAO的嵌件成型组件的方法以及通过所述方法制造的基于MAO的嵌件成型组件的实施方案，但要理解的是，本主题不限于所描述的具体方法或特征。而是，将方法和具体特征公开和解释为制造基于MAO的嵌件成型组件的方法和通过所述方法制造的MAO嵌件成型组件的示例性实施方案。