拋光方法與流程
2024-02-12 23:03:15 1
背景技術：
可採用拋光來使工件的表面平滑。拋光一般採用磨料和工作輪或革砥。在一個實施方式中，拋光是指涉及緊附於工作輪的磨料的過程。拋光可以去除粗糙表面中存在的應力集中處，因此，經拋光的產品的強度可能高於較粗糙的對應物。應力集中處可能為角和其他缺陷(例如凹坑)的形式，其可以將局部應力放大超過材料的機械強度。
附圖說明
提供附圖以說明本文所述的與拋光方法有關的主題的各種實施方式，而不旨在限制主題的範圍。附圖不一定是按比例的。
圖1示出說明本文所述的方法的一個實施方式的流程圖。
圖2示出說明本文所述的方法的另一實施方式的流程圖。
圖3示出說明本文所述的方法的另一實施方式的流程圖。
具體實施方式
通常，通過砂(包括二氧化矽，sio2)、碳化矽或氧化鋁(al2o3)對金屬基板表面進行噴拋或拋光。然而，二氧化矽和氧化鋁是非導電的。因此，由於在基板表面上的非導電顆粒汙染物，陷入金屬基板針孔內部的二氧化矽和氧化鋁顆粒可能導致基板表面上不均勻的電導率。
鑑於上述與拋光過程有關的挑戰，發明人已經認識到並且領會了使用某種材料的拋光過程的優點。以下是與拋光過程有關的各種實施方式，特別是使用鉻金屬的實施方式的更詳細的描述。本文所述的各種實施方式可以用若干方式中的任何一種來實施。
在一個方面，提供一種方法，包括：形成包括金屬合金的基板，所述金屬合金包括鋁、鎂、鋰、鋅、鈦、鈮和銅中的至少一種；以及使用包括鉻金屬的顆粒拋光基板的表面，其中經拋光的表面是導電的。
另一方面，提供一種方法，包括：形成包括鎂合金的基板；使用包括鉻金屬的顆粒拋光基板的表面，其中經拋光的表面是導電的；以及至少使用電流在經拋光的表面上設置塗層。
在另一方面，提供一種方法，包括：形成包括鎂合金的基板；使用包括鉻金屬的顆粒拋光基板的表面，其中經拋光的表面是導電的；通過清潔和表面活化中的一種來處理經拋光的表面；使用電沉積在經處理的表面上設置包括過渡金屬的第一層；用表面活化處理第一層；使用電泳沉積在經處理的第一層上設置第二層；以及在第二層上創建功能塗層。
本文所述的方法可以涉及使用鉻(金屬)粉末顆粒或鉻(金屬)漿料來拋光含金屬的基板的表面。在一個實施方式中，拋光發生在基板經受額外的表面過程(比如通過例如電沉積、電泳沉積等的塗覆過程)之前。在一個實施方式中，本文所述的方法產生經拋光的含金屬的基板，其在基板表面上具有均勻的裝飾表面層和均一的電導率。
根據應用，在本文所述的製造方法中可以採用任何合適的材料。(基板)的金屬材料可以包含純金屬、金屬合金、金屬間化合物、金屬化合物或含金屬的複合物。注意，基板可以包括金屬材料的一個單層，或者可以包括相同或不同材料(其中的至少一些是金屬材料)的多層。金屬材料可以包括鋁、鎂、鋰、鋅、鈦、鈮、鐵和銅中的至少一種。在一個實施方式中，含鐵的金屬材料是鋼，比如不鏽鋼。在一個實施方式中，金屬材料包括鎂或其合金。在一個實施方式中，金屬材料是鎂合金。金屬材料可以包括上述金屬元素的任何的合金或者上述金屬元素的任何的組合的合金。
圖1描述了本文所述的方法的一個實施方式中涉及的過程。該方法可以包括形成包括金屬合金的基板，所述金屬合金包括鋁、鎂、鋰、鋅、鈦、鈮和銅中的至少一種(s101)。在一個實施方式中，基板包括鎂合金。根據應用，本文所述的形成/製造方法可以涉及作為本文所述的那些過程的一部分的各種過程或除了本文所述的那些過程以外的各種過程。在一個實施方式中，基板通過任何合適的方法形成，比如涉及計算機數控加工(「cnc」)(例如，計算機控制切割)和鍛造中的至少一種的方法。過程參數可以根據所涉及的材料和過程而變化。
如圖1中所示，該方法還可以包括使用包括鉻金屬的顆粒拋光基板的表面，其中經拋光的表面是導電的(s102)。該表面可以在整個表面上具有均勻且均一的導電性。本文中的「拋光」可以包含機械拋光表面和噴拋表面兩者。機械拋光可以涉及在基板表面上使用磨料和工作輪或革砥，以降低表面的粗糙度。磨料可以(例如，可拆卸地)設置在工作輪(例如砂紙)上，並且隨著輪旋轉，待拋光的表面與磨料接觸。噴拋(或「噴拋清潔」)可以涉及在壓縮空氣的噴射流中或通過離心式葉輪使磨料顆粒以相對高的速度連續衝擊到鋼表面來機械清潔。後一種方法可以涉及裝配有徑向葉片輪的相對大的固定設備，磨料被進給到該葉片輪上。當輪以相對高的速度旋轉時，磨料被拋到鋼表面上，衝擊力由輪的尺寸及其徑向速度決定。在一個實施方式中，噴拋可以涉及幾個輪(例如4至8個)來處理被清潔的鋼的所有表面。磨料用分離器篩再循環以除去細顆粒。這種方法對於除去軋屑和鏽可以是有效的(例如，100％的效率)。
在拋光過程中使用的顆粒可以包括鉻金屬。在一個實施方式中，顆粒可以基本上由鉻金屬組成。在一個實施方式中，顆粒可以由鉻金屬組成。注意的是，術語「鉻金屬」在本文中可以包含微量的不可避免的雜質，比如其氧化物，但其量通常小於或等於約10重量％，例如小於或等於約5重量％、約2重量％、約1重量％、約0.5重量％、約0.2重量％、約0.1重量％或更少。在一個實施方式中，拋光顆粒至少基本上不含由二氧化矽、碳化矽和氧化鋁中的至少一種。顆粒可以具有任何合適的幾何結構，包括形狀和尺寸。例如，顆粒可以是球形的、立方體的、圓柱形的、片狀的、不規則的等。本文中的術語「尺寸」可以指在多個顆粒的情況下的平均值。並且，根據幾何結構，術語「尺寸」可以指顆粒的長度、寬度、高度、直徑等。在一個實施方式中，顆粒的(平均)尺寸小於或等於約5mm，例如小於或等於約2mm、約1mm、約0.5mm、約0.2mm、約0.1mm、約50μm、約20μm、約10μm、約1μm或更小。拋光可以涉及使待拋光的表面按順序(例如以降序)經受各種尺寸的磨料，使得表面的平滑度隨著拋光磨料的尺寸減小而增加。
與使用二氧化矽、氧化鋁或碳化矽的現有拋光方法相比，使用鉻作為拋光(磨料)劑可以提供具有更均勻的電導率的經拋光的表面。這種益處在鎂合金中尤為明顯。不受任何特定理論的束縛，但這些有益的結果可能歸因於鉻金屬的相對高的硬度(與mg(2.5)、zn(2.5)、li(0.6)、al(3.0)、mgo(4)、li2o(2.0)和zno(4.5)相比，鉻金屬的莫氏硬度高達8.5)。鉻還耐腐蝕，比如化學腐蝕。用鉻拋光後得到的表面的均勻電導率可以有利於基板的額外過程，包括電沉積、電泳沉積等。另外，與用二氧化矽、碳化矽或氧化鋁顆粒(已知二氧化矽和氧化鋁顆粒導致氣泡問題)的現有拋光相比，用鉻(金屬)顆粒拋光可以降低氣泡形成的風險。
圖2示出了在本文所述的方法的另一實施方式中涉及的過程。該方法可以包括形成包括鎂合金的基板(s201)。該形成可以是本文所述的那些過程中的任何一種。該方法還可以包括使用包括鉻金屬的顆粒拋光基板的表面(s202)。經拋光的表面可以是導電的。該拋光可以涉及本文所述的過程中的任何一種。該方法還可以包括至少使用電流在經拋光的表面上設置塗層(s203)。
圖2示出了在本文所述的方法的另一實施方式中涉及的過程。該方法可以包括形成包括鎂合金的基板(s301)。該形成可以是本文所述的那些過程中的任何一種。該方法還可以包括使用包括鉻金屬的顆粒拋光基板的表面(s302)。經拋光的表面可以是導電的。該拋光可以涉及本文所述的過程中的任何一種。該方法還可以包括通過清潔和表面活化中的一種來處理經拋光的表面(s303)。可以採用以任何組合方式的清潔和表面活化兩者。該處理可以是本文所述的那些過程中的任何一種。該方法還可以包括使用電沉積在經處理的表面上設置包括過渡金屬的第一層(s304)。電沉積將在下面被進一步描述。該方法還可以包括用表面活化處理第一層(s305)。表面活化在下面被進一步描述。另外，該方法還可以包括使用電泳沉積在經處理的第一層上設置第二層(s306)。最後，該方法還可以包括在第二層上創建功能塗層(s307)。
本文所述的方法(比如圖1至3中所示的那些方法中的任何一種)還可以包括額外的過程。例如，該方法還可以包括用試劑處理經拋光的表面。可以採用任何合適的處理方法。該試劑可以指被採用以促進各個處理過程的任何合適的材料。該處理可以涉及清潔和表面活化中的至少一種。清潔可以涉及例如去油汙。根據所涉及的材料，去油汙可以涉及施加壓力、溶劑、溫度等，以將油從表面除去。表面活化可以涉及在氧化之前使第一表面暴露於浴中。該浴可以是酸性或鹼性的。
該方法還可以包括在經處理的表面上設置塗層。該設置可以涉及任何合適的沉積過程。例如，該設置可以包括至少使用電流。例如，該設置可以涉及電沉積。可以使用電沉積來沉積任何合適的材料。例如，該材料可以是金屬或金屬合金。金屬可以指過渡金屬。在一個實施方式中，電沉積涉及在基板(比如基板的經拋光的表面)上電鍍過渡金屬。過渡金屬可以包括鋁、鋅、銅、鉻和鎳中的至少一種。也可以使用其他材料。
該設置可以涉及電泳沉積。本文中的術語「電泳沉積」(「ed」)可以包含許多已知的工業過程，包括電塗(electrocoating)、e-塗(e-coating)、陰極電沉積、陽極電沉積和電泳塗覆，以及電泳塗漆。ed方法可以涉及任何合適數量的過程和任何合適數量的材料。例如，ed可以涉及在導電錶面上使用電場設置懸浮在液體介質中的膠體顆粒。該導電錶面可以是電極的表面。在一個實施方式中，利用電場的作用遷移顆粒被稱為電泳。
ed可以涉及水性過程或非水性過程。該過程和加工參數可以根據所涉及的材料而變化。對於被設置在基板上的材料的類型，ed可以是通用的。通常，在ed中可以採用可被用來形成穩定的懸浮液並且可以攜帶電荷的任何膠體顆粒。在一個實施方式中，使用ed在其上設置材料的基板是導電的。例如，適用於ed的材料可以包括聚合物、顏料、染料、陶瓷、金屬等。合適的材料類型還可以取決於它是ed的陰極還是陽極材料。在一個實施方式中，待設置在基板上的材料包括聚丙烯酸聚合物、環氧類聚合物和納米顆粒中的至少一種。在一個實施方式中，通過ed設置的材料包括聚丙烯酸和環氧樹脂中的一種。在另一個實施方式中，將納米顆粒添加到待通過ed設置的聚合物中以控制表面屬性、顏色性能或兩者。納米顆粒可以包括金屬、化合物(例如，金屬氧化物，比如二氧化矽)。在另一個實施方式中，待通過ed設置的材料包括染料。
本文所述的製造方法還可以包括在經拋光且經處理的基板上設置功能塗層。在一個實施方式中，該功能塗層被設置在通過電泳沉積創建的層上。功能塗層可以通過任何合適的技術設置。例如，功能塗層可以使用噴塗設置或者將其上待形成功能塗層的表面浸入浴中來將該表面塗覆以功能塗層材料。
根據所期望的應用，功能塗層可以是任何合適類型的塗層。例如，功能塗層可以是以下中的一種：保護塗層、防指紋塗層、軟觸摸塗層、抗菌塗層、防汙塗層和絕緣塗層。在一個實施方式中，功能塗層可以提供柔軟的觸感，特別是當塗層包括聚氨酯時。
根據應用，功能塗層可以包括任何合適的材料。例如，功能塗層可以包括疏水性材料。例如，功能塗層可以包含至少一種聚合物。聚合物可以是以下中的一種：例如，聚苯乙烯、聚醯亞胺、聚芳撐醚、聚氨酯、甲基矽倍半氧烷、聚乙烯、聚苯乙烯矽酮、丁基橡膠、聚醯胺、聚碳酸酯、苯乙烯-丁二烯橡膠、聚丙烯酸酯、環氧樹脂和含氟聚合物。其他類型的聚合物也是可能的。在其中聚合物是聚醯亞胺的一個實施方式中，該聚合物是氟化聚醯亞胺、聚氯乙烯聚醯亞胺或(可獲自e.i.dupontdenemoursandcompany,usa)。在其中聚合物是聚醯胺的一個實施方式中，該聚合物是尼龍。在其中聚合物是聚苯乙烯的一個實施方式中，該聚合物是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(「abs」)。在一個實施方式中，功能塗層包括聚氨酯。
除了上述聚合物之外，功能塗層也可以包括其它類型的材料，包括抗菌劑、填料等。根據應用，填料可以是任何合適的材料。填料可以是有機材料或無機材料。例如，填料可以是陶瓷。合適的填料的實施方式可以包括炭黑、二氧化鈦、粘土、雲母、滑石、硫酸鋇、碳酸鈣、合成顏料、金屬粉末、氧化鋁、有機粉末、無機粉末、石墨烯、石墨和分散的彈性體。
可以被採用的用於本文所述的製造方法的設備不受限制。只要該設備可以實施如本文所述的過程，則可以使用該設備。
在基板上形成ed塗層之後，本文所述的製造方法還可以包括後沉積過程。可以採用任何合適的後處理過程。例如，在形成ed塗層之後，製造方法還可以包括至少漂洗基板的塗覆表面以及至少對經漂洗的塗覆表面進行乾燥。該漂洗可以涉及任何合適的漂洗劑，比如上文描述的那些。根據應用，該乾燥可以涉及任何合適的過程。乾燥的實施方式可以是施加熱、空氣或兩者。
本文所述的製造方法還可以包括在特定過程之後檢查產品。檢查可以涉及任何質量控制過程。可以在完成本文所述的過程中的任何一個之後應用檢查過程。在一個實施方式中，在切割(例如，金剛石切割)和ed過程中的至少一個之後對基板採用檢查過程。
應用
至少部分地由於許多上述期望的性質，本文所述的殼體結構可以被採用在各種應用中。例如，該殼體結構可以是結構部件的組成部分。該部件可以是電子裝置的殼體的一部分。裝置的殼體可以指裝入裝置內部的任何結構部件。在一個實施方式中，本文所述的殼體結構是電子裝置的殼體的一部分。例如，殼體結構可以是設備的殼體的任何部分，包括後蓋、前蓋、側蓋等。
本文中的電子裝置可以指包括至少一個電路的任何裝置。因此，在一個實施方式中，包括本文所述的殼體結構的殼體可以在電路外部。電子裝置可以是消費類電子裝置。電子裝置可以指可攜式/移動電子裝置。本文中的電子裝置可以指計算機、記憶存儲器、顯示器、信號發送裝置等。計算機可以指桌上型電腦、筆記本電腦、平板電腦、平板手機、平板電話(tablone)等。存儲單元可以指硬碟驅動器、伺服器、處理器等的硬體。顯示器可以指監視器、液晶顯示器(「lcd」)、電視機等。信號發送裝置可以指發送包括光、聲音、熱等的任何類型的信號的裝置。在一個實施方式中，電子裝置是行動電話。
補充說明
應當理解，前述概念(提供的這樣的概念不是相互牴觸的)的所有組合都被認為是本文公開的發明主題的一部分。特別地，在本公開的結尾處出現的所要求保護的主題的所有組合都被認為是本文公開的發明主題的一部分。還應當理解，本文中明確採用的術語(其也可以出現在通過引用併入的任何公開內容中)應當符合與本文公開的特定概念最一致的含義。
除非另有明確指出，本公開(包括權利要求書)中使用的不定冠詞「一個/種(a)」、「一個/種(an)」應當理解為意指「至少一個/種」。本文引用的任何範圍都是包容性的。
本公開通篇(包括權利要求書)使用的術語「基本上」和「約」用於描述和解釋小的波動。例如，它們可以指小於或等於±5％，比如小於或等於±2％，比如小於或等於±1％，比如小於或等於±0.5％，比如小於或等於±0.2％，比如小於或等於±0.1％，比如小於或等於±0.05％。
濃度、量和其它數值數據可以在本文中以範圍格式表示或呈現。這樣的範圍格式僅為了方便和簡潔使用，因此應被靈活地解釋為不僅包括作為範圍的界限明確記載的數值，還包括在該範圍內包含的所有單個數值或子範圍，如同每個數值和子範圍被明確地記載一樣。作為說明，「1重量％(wt％)至5wt％」的數值範圍應被解釋為不僅包括明確記載的1wt％至5wt％的值，還包括在所指出的範圍內的單個的值和子範圍。因此，在該數值範圍內包括的是單個的值(比如2、3.5和4)和子範圍(比如1-3、2-4和3-5等)。該同樣的原則適用於僅記載一個數值的範圍。此外，無論範圍的廣度或所描述的特性如何，這種解釋應當都適用。
如本公開(包括權利要求書)中使用的，「或」應被理解為具有與上文定義的「和/或」相同的含義。例如，當分離列表中的項目時，「或」或「和/或」應被解釋為是包容性的，即，包括若干要素或要素列表中的至少一個，但也包括多於一個，以及任選地，額外的未列出的項目。只有另外明確指出的術語，比如「……中的僅一個/種」或「……中的確切的一個/種」，或者，當在權利要求書中使用時，「由……組成」，將指的是包括若干要素或要素列表中的確切的一個要素。一般地，本文中使用的術語「或」，當在排他性術語，比如「或者」、「……中的一個/種」、「……中的僅一個/種」或「……中的確切的一個/種」之前時，應僅被解釋為指示排他性的替換物(即「一個或另一個，而不是兩者」)。在權利要求書中使用時，「基本上由……組成」應具有專利法領域所使用的其普通含義。
如在本公開(包括權利要求書)中使用的，關於一個或多個要素的列表的短語「至少一個/種」應被理解為意指選自該要素列表中的任何一個或多個要素中的至少一個要素，但不一定包括該要素列表中具體列出的每個要素中的至少一個，並且不排除在該要素列表中的要素的任何組合。該定義還允許除了短語「至少一個/種」所指的要素列表內具體確認的要素之外，可以任選地存在要素，無論其與具體確認的那些要素相關還是不相關。因此，作為非限制性實施方式，「a和b中的至少一個」(或等效地，「a或b中的至少一個」或等效地，「a和/或b中的至少一個」)可以指：在一個實施方式中，至少一個(任選地包括多於一個)a，不存在b(且任選地包括除b之外的要素)；在另一個實施方式中，至少一個(任選地包括多於一個)b，不存在a(且任選地包括除a之外的要素)；在又另一個實施方式中，至少一個(任選地包括多於一個)a和至少一個(任選地包括多於一個)b(並且任選地包括其它要素)；等等。
在本公開(包括權利要求書)中，所有連接詞，比如「包括」、「包含」、「攜帶」、「具有」、「含有」、「涉及」、「持有」、「由……構成」等，將被理解為是開放式的，即意為包括但不限於。如美國專利局專利審查程序手冊§2111.03中闡述的，只有「由……組成」和「基本上由……組成」的連接詞應分別是閉合式或半閉合式連接詞。