本發(fā)明涉及通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種金屬中框、金屬中框加工工藝及包含該金屬中框的電子裝置。

背景技術(shù)：

在智能手機(jī)和掌上電腦等電子設(shè)備中，通常采用中框結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)的中框包括中板和邊框，一般地，中框有多種成型方式。

例如，中框通過(guò)墩壓或沖壓的方式成型出中框粗坯，再通過(guò)cnc工藝將中框粗坯加工成中框產(chǎn)品，但cnc加工量太大，導(dǎo)致加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，成本過(guò)高。

又如，先通過(guò)壓鑄工藝加工成型中框粗坯，再將中框粗坯的局部進(jìn)行cnc加以形成中框產(chǎn)品，雖然能減少cnc加工量，但是不利于中框的陽(yáng)極氧化工藝，導(dǎo)致其外觀質(zhì)量較差。

再如，邊框通過(guò)cnc加工處理，將加工完畢后的邊框放入壓鑄模具中，通過(guò)壓鑄的方式形成與邊框連接的中板，從而使中框加工成型。由于壓鑄后的邊框存在較大的變形量，需要增加相應(yīng)的矯正工序，同樣存在加工時(shí)間和成本過(guò)高的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是如何提高金屬中框的生產(chǎn)效率。

一種金屬中框，包括：

邊框，其內(nèi)表面上設(shè)置有沿周向延伸的凹槽或凸塊；

中板，其邊緣上設(shè)置有與所述凹槽或凸塊過(guò)盈配合的凸塊或凹槽；

塑膠件，連接在所述邊框與所述中板之間。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述凸塊的截面為等腰梯形，所述凸塊包括頂面，及分別與所述頂面的端部連接的兩個(gè)第一斜面；所述凹槽由設(shè)置在所述邊框上并與所述頂面相對(duì)應(yīng)的底面、及分別與所述底面的端部連接并與所述第一斜面對(duì)應(yīng)的兩個(gè)第二斜面圍設(shè)而成。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一斜面與所述頂面的夾角為c，其中，90°≤c≤145°。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述中板上設(shè)置有與所述第一斜面連接的第一抵緊面，所述邊框上設(shè)置有與所述第二斜面連接、并與所述第一抵緊面對(duì)應(yīng)的第二抵緊面；

所述金屬中框還包括連接在所述第一抵緊面和所述第二抵緊面之間的膠結(jié)層、焊縫金屬或所述塑膠件。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述中板的邊緣和所述邊框的內(nèi)表面上均設(shè)置有與所述塑膠件配合的加強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)；所述加強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)包括相互形成凹凸不平結(jié)構(gòu)的若干加強(qiáng)槽或加強(qiáng)孔。

一種電子裝置，包括上述任一所述的金屬中框。

一種金屬中框加工工藝，包括如下步驟：

通過(guò)擠壓工藝和cnc工藝加工成型帶有凹槽或凸塊的邊框；

采用壓鑄工藝加工成型帶有凸塊或凹槽的中板；

加熱所述凹槽或冷卻所述凸塊，將所述凸塊與所述凹槽配合并恢復(fù)至初始溫度；

將熔融的塑膠注射至所述中板與所述邊框之間縫隙中；

冷卻并對(duì)成型后的所述金屬中框進(jìn)行表面處理。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，于所述凸塊與所述凹槽配合之前，將所述邊框和所述中板進(jìn)行納米化處理。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述納米化處理包括如下步驟：

對(duì)所述中板和所述邊框進(jìn)行脫脂和除污；

將所述中板和所述邊框放入含胺類(lèi)物質(zhì)溶液中浸泡設(shè)定時(shí)間、并于所述中板的邊緣和所述邊框的內(nèi)表面上腐蝕形成納米級(jí)凹坑；

對(duì)腐蝕后的所述中板和所述邊框進(jìn)行水洗和干燥。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述表面處理工藝包括如下步驟：

通過(guò)cnc工藝銑平所述邊框和中板的外表面；

對(duì)銑平后的外表面進(jìn)行噴砂和陽(yáng)極氧化處理。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)技術(shù)效果是保證金屬中框外觀質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低其制造成本。

附圖說(shuō)明

圖1為板材的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一實(shí)施例提供的金屬中框的邊框的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一實(shí)施例提供的金屬中框的中板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中a處放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為一實(shí)施例提供的金屬中框的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為一實(shí)施例提供的金屬中框的邊框的局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為一實(shí)施例提供的金屬中框的中板的局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為一實(shí)施例提供的金屬中框裝配前的局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為一實(shí)施例提供的金屬中框裝配后的局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為金屬中框加工工藝的流程框圖；

圖11為納米化處理工藝的流程框圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容理解的更加透徹全面。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱(chēng)為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“左”、“右”以及類(lèi)似的表述只是為了說(shuō)明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。

同時(shí)參閱圖5至圖9，一種金屬中框，包括邊框100、中板200和塑膠件300。中板200大致呈平板狀，邊框100為環(huán)形框結(jié)構(gòu)。邊框100環(huán)繞中板200的邊緣設(shè)置，邊框100的內(nèi)表面上設(shè)置有凹槽110，凹槽110沿邊框100的周向延伸。中板200的邊沿設(shè)置有凸塊210，該凸塊210與凹槽110過(guò)盈配合(當(dāng)然，凹槽110可以設(shè)置在中板200的邊緣，凸塊210設(shè)置在邊框100的內(nèi)表面上)。塑膠件300通過(guò)注塑成型的方式填充在中板200和邊框100之間與天線所對(duì)應(yīng)的縫隙中，塑膠件300起到防止金屬中框信號(hào)屏蔽和連接中板200與邊框100的作用。

邊框100和中板200采用分體式的設(shè)計(jì)形式，兩者獨(dú)立加工完畢之后再通過(guò)過(guò)盈連接的方式進(jìn)行裝配。避免了因金屬中框自身結(jié)構(gòu)的限制而導(dǎo)致難以走刀或走刀次數(shù)增加的現(xiàn)象，這樣節(jié)省了cnc工藝的加工量，減少了對(duì)異形刀具和夾具的使用，有利于提高中板200和邊框100的表面處理質(zhì)量。因此，能減少金屬的加工時(shí)間和加工成本，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高其加工效率。

參閱圖7，在一些實(shí)施例中，凸塊210的截面為等腰梯形，也可以為矩形或三角形等。凸塊210包括頂面211和兩個(gè)第一斜面212，頂面211垂直與中板200的上、下表面，兩個(gè)第一斜面212分別連接在頂面211的兩端，第一斜面212與頂面211的夾角為c，其中，c的取值范圍是：90°≤c≤145°。例如，c的值為90°、120°或145°等。

參閱圖6，邊框100上設(shè)置有底面111和兩個(gè)第二斜面112，底面111和兩個(gè)第二斜面112共同圍設(shè)成凹槽110。底面111與凸塊210的頂面211相對(duì)應(yīng)，兩個(gè)第二斜面112分別連接在底面111的兩端，第二斜面112與第一斜面212相對(duì)應(yīng)，當(dāng)邊框100與中板200過(guò)盈連接后，底面111與頂面211相互抵緊，第一斜面212與第二斜面112相互抵緊。

同時(shí)參閱圖6至圖9，中板200上設(shè)置有第一抵緊面213，第一抵緊面213與第一斜面212連接，第一抵緊面213可以與頂面211平行。邊框100上設(shè)置有第二抵緊面113，第二抵緊面113與第二斜面112連接、并與第一抵緊面213相對(duì)應(yīng)，第二抵緊面113可以與底面111平行。當(dāng)凸塊210與凹槽110實(shí)現(xiàn)過(guò)盈配合之后，為進(jìn)一步提高邊框100與中板200之間的抗拉和抗剪強(qiáng)度，提高兩者過(guò)盈連接的穩(wěn)定性和可靠性，可以在第一抵緊面213與第二抵緊面113之間中注入膠水而凝固形成膠接層400；也可以使第一抵緊面213與第二抵緊面113通過(guò)焊接連接，即通過(guò)第一抵緊面213與第二抵緊面113之間的焊縫金屬實(shí)現(xiàn)連接；還可以在第一抵緊面213與第二抵緊面113之間直接注塑熔融的塑膠而形成塑膠件300，通過(guò)塑膠件300實(shí)現(xiàn)兩者的連接。

當(dāng)?shù)谝坏志o面213與第二抵緊面113采用膠水連接時(shí)，可以先在中板200和邊框100之間與天線所對(duì)應(yīng)的縫隙中注塑熔融的塑膠并冷卻凝固成塑膠件300后，再于第一抵緊面213與第二抵緊面113之間注入膠水，即塑膠件300成型在前，膠接層400成型在后，當(dāng)然，也可以采用膠接層400成型在前，塑膠件300成型在后的方式。

同時(shí)參閱圖3至圖5，與天線對(duì)應(yīng)的位置處，中板200的邊緣和邊框100的內(nèi)表面上均設(shè)置有加強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)220，在一些實(shí)施例中，加強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)220為若干加強(qiáng)槽221或加強(qiáng)孔，若干加強(qiáng)槽221或加強(qiáng)孔之間相互形成凹凸不平的結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)槽221可以燕尾槽、矩形槽或圓弧形槽等，加強(qiáng)槽221和加強(qiáng)孔可以交替設(shè)置。由于設(shè)置加強(qiáng)槽221或加強(qiáng)孔，可以明顯加強(qiáng)與天線對(duì)應(yīng)位置處的塑膠件300跟中板200和邊框100之間的連接強(qiáng)度。

在注塑過(guò)程中，熔融的塑膠滲入至加強(qiáng)槽221或加強(qiáng)孔中，冷卻成型后，固化的塑膠件300與中板200和邊框100之間形成一種犬牙交錯(cuò)的咬合關(guān)系，增強(qiáng)了塑膠件300與中板200和邊框100的連接強(qiáng)度，確保金屬中框具備良好的抗摔和抗沖擊性能，提高了金屬中框的使用壽命。

在一些實(shí)施例中，中板200和邊框100上形成有納米級(jí)凹坑，納米級(jí)凹坑可以位于加強(qiáng)槽221或加強(qiáng)孔中，也可以位于中板200邊緣和邊框100內(nèi)表面不同于加強(qiáng)槽221或加強(qiáng)孔的其它部位上。熔融塑膠通過(guò)注射機(jī)注入至納米級(jí)凹坑中，固化后的塑膠件300通過(guò)納米級(jí)凹坑與中板200和邊框100產(chǎn)生“錨栓效應(yīng)”，塑膠件300被可靠的禁錮在邊框100和中板200上，更進(jìn)一步加強(qiáng)了塑膠件300與邊框100和中板200之間的結(jié)合力，提升金屬中框?qū)ν饨鐩_擊的抵抗能力。

本發(fā)明還提供一種電子裝置，該電子裝置包括如上所述的金屬中框。

本發(fā)明還提供一種金屬中框加工工藝，參閱圖10，包括如下主要步驟:

s410，通過(guò)擠壓工藝和cnc工藝將板材10加工成型帶有凹槽110或凸塊210的邊框100。首先，同時(shí)參閱圖1和圖2，通過(guò)擠壓工藝將板材10加工形成環(huán)狀的邊框100胚料，再通過(guò)少量cnc工藝對(duì)邊框100胚料進(jìn)行局部加工以成型邊框100，例如，在邊框100胚料上加工加強(qiáng)槽221或加強(qiáng)孔等加強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)220等。

s420，采用壓鑄工藝成型帶有凸塊210或凹槽110的中板200。同時(shí)參閱圖2、圖3和圖5，通過(guò)壓鑄機(jī)將熔融的金屬在高壓高速下注入壓鑄模中，并在高壓下固化成型中板200，加強(qiáng)槽221或加強(qiáng)孔等加強(qiáng)連接結(jié)構(gòu)220在壓鑄模中一次性成型。壓鑄工藝省去了復(fù)雜的cnc加工工序，提高了金屬中框的加工效率，壓鑄成型后的中板200具有表面粗燥度佳，機(jī)械強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，減少了cnc工序的加工余量，節(jié)約了原材料成本。

s430，加熱凹槽110或冷卻凸塊210，將凸塊210與所述凹槽110配合并恢復(fù)至初始溫度。在一些實(shí)施例中，當(dāng)凹槽110和凸塊210兩者之間的過(guò)盈量較大時(shí)，對(duì)凹槽110進(jìn)行加熱(加熱裝配法，即熱裝法)，通過(guò)水蒸氣、熱油或電磁感應(yīng)對(duì)邊框100進(jìn)行加熱，凹槽110加熱后所達(dá)到的溫度為a，130℃≤a≤160℃，邊框100溫度上升后，凹槽110將產(chǎn)生膨脹，從而使凹槽110和凸塊210形成間隙配合。

在一些實(shí)施例中，也可以對(duì)凸塊210進(jìn)行冷卻處理(低溫裝配法，冷裝法)，將凸塊210浸入液氨、液氧或液氮等液體中冷卻設(shè)定的時(shí)間，也可以將其放入干冰顆粒中設(shè)定時(shí)間，凸塊210冷卻后所達(dá)到的溫度為b，其中，-120℃≤b≤-75℃。溫度低于常溫后，凸塊210將產(chǎn)生收縮，從而同樣使凹槽110和凸塊210形成間隙配合。

最后，將凸塊210插入凹槽110中。為提高裝配效率，可以通過(guò)壓力機(jī)械的輔助作用實(shí)現(xiàn)兩者的配合，當(dāng)恢復(fù)常溫時(shí)，凸塊210產(chǎn)生膨脹或凹槽110產(chǎn)生收縮而恢復(fù)初始尺寸，凸塊210與凹槽110從間隙配合狀態(tài)重新恢復(fù)至過(guò)盈配合狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)兩者之間穩(wěn)定可靠的過(guò)盈連接。

在其它實(shí)施例中，當(dāng)凹槽110和凸塊210兩者之間的過(guò)盈量較小時(shí)，可以采用壓力機(jī)械將凸塊210直接壓入凹槽110中(壓入裝配法)，壓力機(jī)械可以為熱壓機(jī)或機(jī)械壓力機(jī)等。

s440，將熔融的塑膠注射至中板200與邊框100之間縫隙中。同時(shí)參閱圖5至圖7，首先將焊接好的邊框100和中板200夾在模具型腔中，再通過(guò)注射機(jī)將熔融的塑膠注入中板200與邊框100之間縫隙中，熔融的塑膠同時(shí)滲入至中板200與邊框100上的加強(qiáng)槽221或加強(qiáng)孔中，當(dāng)熔融的塑膠凝固成固態(tài)的塑膠件300后，塑膠件300起到很好的連接和密封效果，能將中板200和邊框100結(jié)合成一個(gè)整體的金屬中框，確保金屬中框具備良好的機(jī)械強(qiáng)度。

中板200和邊框100可以采用鋁合金、不銹鋼和鈦合金等材料制成。塑膠件300300可以采用pbs樹(shù)脂(polybutadiene-styrene，聚丁二烯-丙烯腈)材料、pbt樹(shù)脂(polybutyleneterephthalate，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)材料或pps樹(shù)脂材料(polyphenylenesulfide，聚苯硫醚)制成。

s450，冷卻并對(duì)成型后的金屬中框進(jìn)行表面處理。由于熔融的塑膠在邊框100與中板200之間的縫隙中可能存在外溢現(xiàn)象，從而導(dǎo)致凝固成型后的塑膠件300相對(duì)邊框100和中板200的外表面凸出一定的高度。因此，塑膠件300凝固成型后，采用cnc精銑工藝銑平凸出的塑膠件300，確保金屬中框的外觀質(zhì)量。在一些實(shí)施例中，可以將邊框100和中板200的外表面銑削一定的厚度，以進(jìn)一步提高金屬中框外表面的平整度。

然后對(duì)銑平后的金屬中框外表面進(jìn)行噴砂處理，在一些實(shí)施例中，可以采用機(jī)械噴砂處理工藝在金屬中框外表面上獲得機(jī)械砂面，例如，通過(guò)壓縮空氣將磨料(金剛砂、石英砂、銅礦砂或鐵砂等)高速?lài)娚渲吝吙?00和中板200的外表面，在高速?lài)娚涞哪チ蠈?duì)的沖擊和切削作用下，金屬中框上附著的油脂等污染物被清除，從而使邊框100和中板200的外表面獲得一定的清潔度和粗燥度，邊框100和中板200的機(jī)械性能得到改善，提高了金屬中框的抗疲勞性以及其外表面的耐磨性，增強(qiáng)后續(xù)氧化膜的附著力，從而延長(zhǎng)氧化膜的耐久性。在其它實(shí)施例中，可以通過(guò)化學(xué)介質(zhì)的孔蝕作用在金屬中框外表面上獲得化學(xué)砂面。

最后，對(duì)噴砂處理后的外表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。將金屬中框作為陽(yáng)極，在電解液中反應(yīng)設(shè)定時(shí)間，金屬中框的外表面形成一層氧化膜，該氧化膜可以為20μm左右。由于該氧化膜的作用，提高了金屬中框外表面的硬度和耐磨損性能，延長(zhǎng)了金屬中框的使用壽命。

在一些實(shí)施例中，在中板200與邊框100過(guò)盈連接之前，將邊框100和中板200進(jìn)行納米化處理。以進(jìn)一步提高塑膠件300與邊框100和中板200之間的結(jié)合力。參閱圖11，納米化處理主要包括如下步驟：

s510，首先，對(duì)中板200和邊框100進(jìn)行脫脂和除污。在加工成型過(guò)程中，中板200和邊框100上附著有油脂和其它污染物，將中板200和邊框100浸入一定ph值的堿液中浸泡設(shè)定時(shí)間，堿液將對(duì)中板200和邊框100進(jìn)行有效地脫脂和除污處理。然后，將中板200和邊框100從堿液取出、并于一定ph值的酸液中浸泡一段時(shí)間，從而將附著在中板200和邊框100上的堿液進(jìn)行中和。

s520，然后，將中板200和邊框100放入含胺類(lèi)物質(zhì)溶液(t液，taiseiplas液)中浸泡設(shè)定時(shí)間，中板200的邊緣和邊框100的內(nèi)表面上將腐蝕形成蜂窩狀的納米級(jí)凹坑。該納米級(jí)凹坑的截面尺寸為b，b的取值范圍可以為20nm≤b≤40nm。

s530，最后，對(duì)腐蝕后的中板200和邊框100進(jìn)行水洗和干燥，以便熔融塑膠的注射。

由于中板200和邊框100上形成有納米級(jí)凹坑，熔融的塑膠同樣會(huì)滲入其中，從而使成型后的塑膠件300與中板200和邊框100形成“錨栓效應(yīng)”，塑膠件300與邊框100和中板200之間的結(jié)合力大幅加強(qiáng)。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。