金属壳体及其制造方法、电子设备与流程

1.本公开涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种金属壳体及其制造方法、电子设备。


背景技术：

2.随着手机和平板电脑等电子设备的快速发展，人们对电子设备的外观要求也越来越高。比如，铝合金材料的金属壳体借助阳极氧化可呈现出黑色、红色、蓝色和绿色等高端和独特的外观，且这还赋予金属壳体良好的硬度和耐磨性。但是，目前并不能容易地做出呈丝绸白颜色的金属壳体，不能满足用户的需求。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种改进的金属壳体及其制造方法、电子设备。
4.本公开的一个方面提供一种金属壳体的制造方法，所述金属壳体用于电子设备，所述制造方法包括：
5.对金属制件进行第一阳极氧化处理，形成第一多孔氧化层，所述第一多孔氧化层包括第一孔；
6.在空气或氧气中对经所述第一阳极氧化处理后的金属制件进行氧化修饰处理；
7.对经所述氧化修饰处理后的金属制件进行第二阳极氧化处理，形成第二多孔氧化层，所述第二多孔氧化层包括第二孔。
8.可选地，所述第一阳极氧化处理的电解液包括：100～220g/l硫酸和3～15mg/l al
3
；和/或
9.所述第一阳极氧化处理的氧化电压范围为5～10v，温度范围为10℃～22℃，时间范围为1～10min。
10.可选地，所述第二阳极氧化处理的电解液包括：120～190g/l硫酸和0.2～3mg/l al
3
；和/或
11.所述第二阳极氧化处理的氧化电压范围为8～12v，温度范围为10℃～14℃，时间范围为30～60min。
12.可选地，所述氧化修饰处理的时间范围为30～120min，温度范围为70℃～90℃。
13.可选地，所述制造方法还包括：对经所述第二阳极氧化处理后的金属制件进行第一清洗处理和第一烘干处理。
14.可选地，在进行所述第二阳极氧化处理之前的第一多孔氧化层的亮度比第一多孔氧化层的目标亮度大0.5～2gu，且在进行所述第二阳极氧化处理之前的第一多孔氧化层的色度比第一多孔氧化层的目标色度大0.2～0.3au/od。
15.可选地，在所述对金属制件进行第一阳极氧化处理之前，所述制造方法还包括：
16.对所述金属制件顺次进行机械加工处理、第二清洗处理和第二烘干处理，所述机械加工处理包括抛光处理和喷砂处理中的至少一者。
17.可选地，所述制造方法还包括：
18.采用着色剂对经所述第二阳极氧化处理后的金属制件进行着色处理，所述着色剂的颜色为蓝色。
19.本公开的另一个方面提供一种金属壳体，所述金属壳体通过上述提及的任一种所述的制造方法制造得到，所述金属壳体包括：
20.金属制件；
21.第二多孔氧化层，设于所述金属制件的表面，所述第二多孔氧化层包括第二孔；以及
22.第一多孔氧化层，设于所述第二多孔氧化层背向所述金属制件的表面，所述第一多孔氧化层包括连通所述第二孔的第一孔。
23.可选地，所述第一多孔氧化层的厚度范围为3～5μm，所述第一孔的孔径范围为10～15nm；和/或
24.所述第二多孔氧化层的厚度范围为8～15μm，所述第二孔的孔径范围为10～30nm。
25.本公开的另一个方面提供一种电子设备，所述电子设备包括上述提及的所述金属壳体。
26.本公开提供的技术方案至少具有以下有益效果：
27.通过对金属制件进行第一阳极氧化处理，形成第一多孔氧化层，然后对第一多孔氧化层的第一孔进行氧化修饰处理，使第一孔的内壁比较平整，以反射比较规则的光线，利于干涉消光。对金属制件进行第二阳极氧化处理，形成第二多孔氧化层，且第二多孔氧化层的第二孔与第一孔连通。这样，外界的光线可经由第一孔和第二孔照射至金属制件，并反射金属制件的亮白颜色的光线，反射的光线在第一孔的内壁、第二孔的内壁以及第一孔和第二孔的交界处经多次反射后干涉消光，这使最后由第一孔射出柔和的白色光线，进而使金属壳体呈现出丝绸白的颜色。
附图说明
28.图1所示为本公开根据一示例性实施例示出的金属壳体的制造方法的流程图；
29.图2所示为本公开根据一示例性实施例示出的金属壳体的结构示意图。
具体实施方式
30.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
31.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连
接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
32.在本公开说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
33.图1所示为本公开根据一示例性实施例示出的金属壳体的制造方法的流程图。本公开一些实施例提供的金属壳体用于电子设备。参考图1，金属壳体的制造方法包括：
34.步骤11、对金属制件进行第一阳极氧化处理，形成第一多孔氧化层，第一多孔氧化层包括第一孔。
35.换言之，将金属制件作为阳极，在电解液中进行第一阳极氧化处理，使金属制件的表面形成第一多孔氧化层。示例性地，金属制件的材料包括铝，比如金属制件的材料为铝合金。那么，第一多孔氧化层的材料包括氧化铝，多个第一孔可以呈“蜂窝状”排布。
36.在一些实施例中，第一阳极氧化处理的电解液包括：100～220g/l硫酸和3～15mg/l al
3
。需要说明的是，硫酸的质量浓度指的是：在1l水中加入190～220g纯硫酸。比如，硫酸的质量浓度可以为100g/l、120g/l、150g/l、170g/l、200g/l、210g/l或220g/l等。al
3
的质量浓度可以为3mg/l、4mg/l、5mg/l、6mg/l、7mg/l、8mg/l、9mg/l、10mg/l、11mg/l、12mg/l、13mg/l、14mg/l或15mg/l等。al
3
可以增加电解液的导电性能，促进阳极氧化处理。第一阳极氧化处理的氧化电压范围为5～10v，比如可以为5v、6v、7v、8v、9v或10v等。第一阳极氧化处理的温度范围为10℃～22℃，比如可以为10℃、12℃、14℃、15℃、17℃、19℃、20℃、21℃或22℃等。第一阳极氧化处理的时间范围为1～10min，比如可以为1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min等。通过上述电解液和第一阳极氧化处理的其他工艺参数，可在金属制件的表面形成第一多孔氧化层。
37.在一些实施例中，第一多孔氧化层的厚度范围为3～5μm，比如可以为3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm等，第一孔的孔径范围为10～15nm。比如可以为10nm、11nm、12nm、13nm、14nm或15nm等。
38.在一些实施例中，在步骤11之前，该金属壳体的制造方法还包括：
39.对金属制件顺次进行机械加工处理、第二清洗处理和第二烘干处理，机械加工处理包括抛光处理和喷砂处理中的至少一者。这样，以有效清理金属制件表面的污物，避免污物影响金属壳体的颜色，且使金属制件的表面光滑或具有一定的粗糙度。
40.步骤12、在空气或氧气中对经第一阳极氧化处理后的金属制件进行氧化修饰处理。这样，氧化修饰第一孔的内壁，使其比较平整，进而使在第一孔的内壁反射的光线比较规则，利于不同的光线之间干涉消光。
41.示例性地，空气为经过滤后的空气，在空气中进行氧化修饰处理的成本较低。示例性地，氧气可以为体积百分比为99％及其以上的纯氧。
42.示例性地，氧化修饰处理的时间范围为30～120min，比如可以为3min、10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min或120min等。这样，不会对第一多孔氧化层的结构有较大的影响，且修饰了第一孔的内壁。
43.示例性地，氧化修饰处理的温度范围为70℃～90℃，比如可以为70℃、73℃、75℃、77℃、79℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃或90℃等。
44.步骤13、对经氧化修饰处理后的金属制件进行第二阳极氧化处理，形成第二多孔氧化层。
45.换言之，将经氧化修饰处理后的金属制件作为阳极，在电解液中进行第二阳极氧化处理，使第一多孔氧化层与金属制件之间形成第二多孔氧化层。
46.示例性地，对金属制件进行第二阳极氧化处理得到中间壳体，中间壳体包括：金属基体、设于金属基体的表面的第二多孔氧化层和设于第二多孔氧化层的表面的第一多孔氧化层，第二多孔氧化层包括第二孔，第二孔连通经氧化修饰处理后的第一孔。其中，金属基体为金属制件经过第一阳极氧化处理和第二阳极氧化处理之后形成，通常第一多孔氧化层和第二多孔氧化层的厚度较薄，在本公开实施例中，可以将金属基体看作是金属制件。
47.在一些实施例中，第二阳极氧化处理的电解液包括：120～190g/l硫酸和0.2～3mg/l al
3
。比如，硫酸的质量浓度可以为120g/l、130g/l、140g/l、150g/l、160g/l、170g/l、180g/l或190g/l等。al
3
的质量浓度可以为0.2mg/l、0.8mg/l、1mg/l、1.5mg/l、2mg/l、2.5mg/l或3mg/l等。第二阳极氧化处理的氧化电压可以为8～12v，比如可以为8v、9v、10v、11v或12v等。第二阳极氧化处理的温度范围可以为10℃～14℃，比如可以为10℃、11℃、12℃、13℃或14℃等。第二阳极氧化处理的时间范围可以为30～60min，比如可以为30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等。通过上述电解液和第二阳极氧化处理的其他工艺参数，可在第一多孔氧化层的基础上面向金属制件形成第二多孔氧化层。
48.示例性地，第二多孔氧化层的厚度范围为8～15μm，比如可以为8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、14μm或15μm等。第二孔的孔径范围为10～30nm，比如可以为10nm、13nm、15nm、17nm、20nm、23nm、26nm、29nm或30nm等。
49.在进行第二阳极氧化处理时，会影响第一多孔氧化层的颜色，为了保证最后得到的第一多孔氧化层为目标颜色，在一些实施例中，在进行第二阳极氧化处理之前的第一多孔氧化层的亮度(l1)比第一多孔氧化层的目标亮度(l2)大0.5～2gu，且在进行第二阳极氧化处理之前的第一多孔氧化层的色度(a1，b1)比第一多孔氧化层的目标色度(a2，b2)大0.2～0.3au/od。其中，“目标亮度”和“目标色度”分别为期望的亮度和色度。示例性地，由第一阳极氧化处理得到的第一多孔氧化层的色度a1和b1均比目标色度a2和b2大0.2～0.3au/od。这样，当进行第二阳极氧化处理时，第一多孔氧化层的亮度(l1)会减小0.5～2gu，色度(a1，b1)会减小0.2-0.3au/od，进而达到目标亮度和色度，补偿了第二阳极氧化处理对第一多孔氧化层的亮度和色度的影响，使得最后金属壳体呈现的颜色满足预期效果。具体地，可以通过调整第一阳极氧化处理的工艺参数来调整第一多孔氧化层的亮度和色度。
50.本公开一些实施例提供的金属壳体的制造方法还包括：
51.对经第二阳极氧化处理后的金属制件进行第一清洗处理和第一烘干处理。
52.示例性地，可以采用纯水对金属制件进行第一清洗处理，纯水的导电率可以为0.1～1.0ms/cm。这样，能够避免第一多孔氧化层和第二多孔氧化层的活性表面被污染。
53.在第一烘干处理中，对第二多孔氧化层的第二孔的内壁进行修饰，使其平整化，进而使第二孔的内壁反射的光线比较规则，利于光线之间的干涉消光。
54.在一些实施例中，金属壳体的制造方法还包括：
55.采用着色剂对经第二阳极氧化处理后的金属制件进行着色处理，着色剂的颜色为蓝色。该步骤可在第一烘干处理之后进行。
56.由于金属制件的材料中不可避免含有杂质，当对其进行第一阳极氧化处理、氧化修饰处理、第二阳极氧化处理和第一烘干处理时，杂质容易氧化形成黄色，采用蓝色的着色剂对其进行着色，使蓝色与黄色配合形成白色，进而利于使金属壳体呈现出丝绸白颜色。
57.示例性地，可以将质量分数为0.1
‰
～1
‰
的蓝色着色剂溶液涂覆于第一多孔氧化层和第二多孔氧化层。当第一多孔氧化层和第二多孔氧化层不呈现黄色时，可以不用进行着色处理。
58.需要说明的是，在本公开实施例中，第一多孔氧化层经氧化修饰处理和第二阳极氧化处理后的变化较小，第一孔的内壁平整化，所以在变化前后均可称为第一多孔氧化层。第二多孔氧化层经第一烘干处理后，第二孔的内壁平整化，但变化较小，所以在变化前后均可称为第二多孔氧化层。
59.基于上述，通过对金属制件进行第一阳极氧化处理，形成第一多孔氧化层，然后对第一多孔氧化层的第一孔进行氧化修饰处理，使第一孔的内壁比较平整，以反射比较规则的光线，利于干涉消光。对金属制件进行第二阳极氧化处理，形成第二多孔氧化层，且第二多孔氧化层的第二孔与第一孔连通。这样，外界的光线可经由第一孔和第二孔照射至金属制件，并反射具有金属制件(比如铝合金)的亮白颜色的光线，反射的光线在第一孔的内壁、第二孔的内壁以及第一孔和第二孔的交界处经多次反射后干涉消光，这使最后由第一孔射出柔和的白色光线，进而使金属壳体呈现出丝绸白的颜色。
60.为了更清楚地理解本公开实施例提供的金属壳体的制造方法，以下给出几个具体实施例：
61.实施例1
62.对金属制件顺次进行抛光处理、第二清洗处理和第二烘干处理，以清除金属制件的表面的污物，改善金属制件的表面效果。然后将金属制件置于包括100g/l硫酸和3mg/l al
3
的电解液中，在10℃的条件下，以5v的氧化电压氧化处理3min，形成第一多孔氧化层。然后将形成第一多孔氧化层的金属制件置于氧气中进行氧化修饰处理，氧化修饰处理的时间为20min，温度为70℃。
63.然后将金属制件置于包括120g/l硫酸和1mg/l al
3
的电解液中，在12℃的条件下，以8v的氧化电压氧化处理30min，使金属制件的表面与第一多孔氧化层之间形成第二多孔氧化层。
64.采用导电率为0.2ms/cm的纯水对经形成第二多孔氧化层的金属制件进行第一清洗处理，以及进行第一烘干处理。在第一烘干处理时，对第二孔的内壁进行氧化修饰，使第二孔的内壁比较平整，进而减少杂乱的反射光线。
65.通过实施例1提供的方法制造得到的金属壳体的外观呈丝绸白的颜色。
66.实施例2
67.对金属制件顺次进行抛光处理、喷砂处理、第二清洗处理和第二烘干处理，以清除金属制件的表面的污物，改善金属制件的表面效果。然后将金属制件置于包括150g/l硫酸和8mg/l al
3
的电解液中，在16℃的条件下，以7v的氧化电压氧化处理6min，形成第一多孔氧化层。然后将形成第一多孔氧化层的金属制件置于氧气中进行氧化修饰处理，氧化修饰处理的时间为40min，温度为80℃。
68.然后将金属制件置于包括160g/l硫酸和1.4mg/l al
3
的电解液中，在13℃的条件
下，以10v的氧化电压氧化处理50min，使金属制件的表面与第一多孔氧化层之间形成第二多孔氧化层。
69.采用导电率为0.4ms/cm的纯水对经形成第二多孔氧化层的金属制件进行第一清洗处理，以及进行第一烘干处理。在第一烘干处理时，对第二孔的内壁进行氧化修饰，使第二孔的内壁比较平整，进而减少杂乱的反射光线。
70.通过实施例2提供的方法制造得到的金属壳体的外观呈丝绸白的颜色。
71.实施例3
72.对金属制件顺次进行抛光处理、喷砂处理、第二清洗处理和第二烘干处理，以清除金属制件的表面的污物，改善金属制件的表面效果。然后将金属制件置于包括220g/l硫酸和10mg/l al
3
的电解液中，在22℃的条件下，以10v的氧化电压氧化处理10min，形成第一多孔氧化层。然后将形成第一多孔氧化层的金属制件置于氧气中进行氧化修饰处理，氧化修饰处理的时间为110min，温度为90℃。
73.然后将金属制件置于包括180g/l硫酸和2mg/l al
3
的电解液中，在14℃的条件下，以12v的氧化电压氧化处理60min，使金属制件的表面与第一多孔氧化层之间形成第二多孔氧化层。
74.将质量分数为0.1
‰
的蓝色着色剂溶液涂覆于第一多孔氧化层和第二多孔氧化层。
75.采用导电率为0.7ms/cm的纯水对经形成第二多孔氧化层的金属制件进行第一清洗处理，以及进行第一烘干处理。在第一烘干处理时，对第二孔的内壁进行氧化修饰，使第二孔的内壁比较平整，进而减少杂乱的反射光线。
76.通过实施例3提供的方法制造得到的金属壳体的外观呈丝绸白的颜色。
77.图2所示为本公开根据一示例性实施例示出的金属壳体的结构示意图。本公开一些实施例提供的金属壳体通过上述提及的任一种制造方法制造得到，参考图2，金属壳体包括：金属制件210、第一多孔氧化层220和第二多孔氧化层230。第二多孔氧化层230设于金属制件210的表面，第二多孔氧化层230包括第二孔231，第一多孔氧化层220设于第二多孔氧化层230背向金属制件210的表面，第一多孔氧化层220包括连通第二孔231的第一孔221。
78.在一些实施例中，第一多孔氧化层220的厚度范围为3～5μm，第一孔221的孔径范围为10～15nm；第二多孔氧化层230的厚度范围为8～15μm，第二孔231的孔径范围为10～30nm。
79.基于上述，光线可经由第一孔221和第二孔231照射至金属制件210，并反射金属制件210的亮白颜色的光线，反射光线在第一孔221的内壁、第二孔231的内壁以及第一孔221和第二孔231的交界处经多次反射后干涉消光，这使最后由第一孔221射出柔和的白色光线，进而使金属壳体呈现出丝绸白的颜色。
80.本公开一些实施例提供了一种电子设备，电子设备包括但不限于：手机、平板电脑、ipad、数字广播终端、消息收发设备、游戏控制台、医疗设备、健身设备、个人数字助理、智能可穿戴设备、智能电视、扫地机器人和智能音箱等。
81.电子设备包括上述提及的任一种金属壳体。示例性地，金属壳体包括后盖和中框等。
82.对于方法实施例而言，由于其基本对应于装置实施例，所以相关之处参见装置实
施例的部分说明即可。方法实施例和装置实施例互为补充。
83.本公开上述各个实施例，在不产生冲突的情况下，可以互为补充。
84.以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。