一体化金属结构件的成型方法及一体化金属结构件技术

本发明专利技术提供一种电子装置一体化金属结构件成型方法及该一体化结构件。该一体化金属结构件成型方法包括步骤：（1）提供主金属材料并将其加工成型为金属主结构体；（2）提供部件金属材料并将其加工成型为金属次结构部件；（3）通过低温金属接合法，将金属主结构体与金属次结构部件固定在一起形成电子装置的一体化金属结构件，所述低温金属接合法在实施过程中被接合金属部位的升温低于300℃。该成型方法与利用该成型方法生产的电子装置的一体化金属外壳和中框板等结构件，解决了现有技术中电子装置一体化金属外壳需大量CNC机加工、腹板较厚、可使用的金属材料种类少、生产成本高、材料利用率低，以及难以用铝合金生产一体化金属中框板等诸多问题。

【技术实现步骤摘要】
一体化金属结构件的成型方法及一体化金属结构件
本专利技术涉及电子装置的一体化金属结构件的成型方法及一体化金属结构件。
技术介绍
3C 电子装置(Computers, Communication and Consumer electronics)的一体化金属结构件包括一体化金属外壳和一体化金属中框板。尽管设计、尺寸形状可以有很大的不同，但一体化金属外壳一般为凹形体结构，基本由两大部分组成。第一部分是构成主要外壳结构和外形的金属主结构体(主壳体)；第二部分是接合在凹形金属主结构体内表面的金属次结构部件，用于安装电子元器件或作为加强筋等。由于一体化金属外壳是外观件，对其外部的形状、颜色和表面质量有很高的要求。一体化金属外壳可以是电子装置外壳的全部也可以是电子装置外壳的一部分。移动电子装置一体化金属外壳的部分可以开有或拼接有用不会屏蔽无线电信号的材料所覆盖的窗口，用于传输无线电信号，如智能手机和部分平板电脑的一体化金属外壳。一体化金属外壳还开有各种用途的孔和槽，如智能手机和平板电脑的耳机孔、摄像头孔、开关孔、音量孔等等。而笔记本电脑上的一体化金属外壳还可有键盘孔、⑶槽等。电子装置中框板位于电子装置的中间，属于承力结构件。电子装置各种电子元器件大都是安装在中框板的两边。通常，安装了电子器件的中框板被外壳、屏幕或键盘等包围起来，因此不是外观件，制造要求低于作为外观件的外壳。但是有的中框板的一些部位构成为电子装置外壳的一部分，对这些外观部位有更高的要求。虽然各种不同的电子装置一体化金属中框板的差异很大，但与一体化金属外壳一样，基本上由两大部分组成:第一部分是构成中框板主体结构和形状的金属主结构体(主框板)；第二部分是接合在金属主结构体上面的金属次结构部件，用于安装电子元器件或加强中框板的整体强度和刚性。本专利技术包括一体化金属外壳和一体化金属中框板的一体化金属结构件，是指其金属主结构体与金属次结构部件之间通过本专利技术的金属接合方法而接合在一起的一体化金属整体件(unibody)。这种一体化金属结构件最为关键的特征是，其含有次结构部件的横截面的厚度是不均匀的，而不像由一块金属薄板材形成的外壳的横截面那样厚度是均匀的。美国专利公开 US20120020920、US20120050988、US20110144265 和美国专利 US8241622 中分别描述的电子装置的一体化金属外壳便属于这种横截面厚度不均匀的一体化金属结构件。由于不是外观件，电子装置的一体化金属中框板的制造难度不高。例如，一体化不锈钢中框板，可以通过铆接和电火花焊接将铜螺栓等金属次结构部件固定在不锈钢主结构体上，制备出一体化金属结构件。对于镁合金，可以通过压铸制备出一体化镁合金中框板。但是不锈钢和镁合金的导热系数都不高，不利于电子装置内部的热量的散发。如果用导热系数高的铝合金薄板来生产一体化铝合金中框板，则难以像一体化不锈钢中框板那样，通过铆接和电火花焊接来将金属次结构部件固定到薄铝板上。由于是外观件，一体化金属外壳的制造难度远远大于一体化金属中框板。通过铆接和电火花焊接的方法将金属次结构部件固定到主结构体会破坏外壳的外观，因而难以使用。低温钎焊工艺难以在铝合金、不锈钢和钛合金等不能被低温钎料浸润的金属材料上实施。摩擦焊和搅拌摩擦焊因会影响薄板外壳的外观性无法用于薄腹板(底板)的金属外壳。用胶粘的方法将金属次结构部件粘接到金属外壳主结构体上往往粘接强度不够，且次结构部件体积必须较大。镁合金可以通过压铸来生产一体化镁合金外壳，但是镁合金外壳的外表面不能像铝合金一样通过阳极氧化形成绚丽且具有保护作用的Al2O3薄层。另外，由于镁合金强度和弹性模量低，外壳腹板的厚度必须大于不锈钢和铝合金外壳的腹板，这对移动电子装置追求薄是很不利的。美国专利US8241622公开了一种电子装置外壳的CNC机加工生产方法，可以生产出性能优异、外表美观的一体化铝合金外壳。但是，这种用整块铝合金厚板材通过CNC机加工的方法需要消耗大量的高速CNC设备加工时间，不仅生产成本很高，而且材料利用率很低。另外由于机加工应力和铝合金板材本身内应力的存在，用CNC铣削设备难以将腹板面积较大(如平板电脑)的一体化铝合金外壳的腹板铣削得薄于0.7_而不变形。而且使用这种全CNC机加工方法来生产机加工难度高的不锈钢或钛合金一体化金属外壳，成本更是高昂。综上所述，现有电子装置一体化金属结构件及各种生产技术，存在如下几个问题: (I)用整块铝合金通过CNC机加工来生产一体化铝合金结构件，生产成本高、材料利用率低。(2)没有工艺能低成本地生产出比CNC机加工一体化铝合金外壳的腹板更薄的一体化铝合金外壳。(3)没有低成本生产不锈钢、钛合金等非铝合金一体化金属外壳的方法。(4)没有使用以铝合金薄板为主来生产一体化铝合金中框板的方法。因此，有必要专利技术一种机加工少、材料利用率高、腹板可很薄、生产成本低的新型电子装置一体化金属结构件及其生产方法，以克服上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一体化金属结构件的成型方法及一体化金属结构件。解决了现有技术中电子装置的一体化金属结构件生产成本高、材料利用率低、可选用的金属材料单一、腹板厚度难以进一步减薄等问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种一种电子装置的一体化金属结构件的成型方法，包括以下步骤: (1)提供主金属材料并将其加工成型为金属主结构体； (2)提供部件金属材料并将其加工成型为金属次结构部件； (3)通过低温金属接合法，将金属主结构体与金属次结构部件固定在一起形成电子装置的一体化金属结构件，所述低温金属接合法在实施过程中被接合金属部位的升温低于300。。。做为本专利技术的进一步改进，所述低温金属接合法是气动冷喷金属接合方法，具体为将金属粉体材料通过气动冷喷的方式，在所述金属次结构部件与所述金属主结构体之间设定的接合部位形成金属喷积体，所述金属喷积体将所述金属主结构体与所述金属次结构部件接合固定在一起。做为本专利技术的进一步改进，所述气动冷喷是由高速气体驱动所述金属粉末以250米/秒?1000米/秒的速度喷涂到金属主结构体与金属次结构部件接合部位形成金属喷积体。做为本专利技术的进一步改进，所述金属粉体材料选自铝粉、锌粉、铜粉、镍粉、铝合金粉、锌合金粉、铜合金粉、镍合金粉的一种或多种的混合粉体。做为本专利技术的进一步改进，所述一体化金属结构件为电子装置的全部或部分外壳，外壳包括形成外壳的轮廓的金属主结构体、接合在金属主结构体上用于安装电子元件或强化金属主结构体的金属次结构部件；通过气动冷喷金属接合方法在所述金属次结构部件与所述金属主结构体需接合的设定部位形成金属喷积体将两者接合固定在一起。做为本专利技术的进一步改进，所述金属次结构与金属主结构需冷喷接合相交处的两个切面之间的夹角介于70°?180°之间。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一体化金属结构件的成型方法制备的电子装置的一体化金属结构件，所述一体化金属结构件包括金属主结构体、金属次结构部件以及将所述金属主结构体和金属次结构部件接合固定在一起的金属喷积体。做为本专利技术的进一步改进，所述一体化金属结构件为电子装置的全部或部分外壳，包括形成外壳的轮廓的金属主结构体、接合在金属主结构体上用于安装电子元件或强化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体化金属结构件的成型方法，用于电子装置，其特征在于：包括以下步骤：(1) 提供主金属材料并将其加工成型为金属主结构体；(2) 提供部件金属材料并将其加工成型为金属次结构部件；(3) 通过低温金属接合法，将金属主结构体与金属次结构部件固定在一起形成电子装置的一体化金属结构件，所述低温金属接合法在实施过程中被接合金属部位的升温低于300℃。

【技术特征摘要】
1.一种一体化金属结构件的成型方法，用于电子装置，其特征在于:包括以下步骤: (1)提供主金属材料并将其加工成型为金属主结构体； (2)提供部件金属材料并将其加工成型为金属次结构部件； (3)通过低温金属接合法，将金属主结构体与金属次结构部件固定在一起形成电子装置的一体化金属结构件，所述低温金属接合法在实施过程中被接合金属部位的升温低于300。。。2.如权利要求1所述的一体化金属结构件的成型方法，其特征在于:所述低温金属接合法是气动冷喷金属接合方法，具体为将金属粉体材料通过气动冷喷的方式，在所述金属次结构部件与所述金属主结构体之间设定的接合部位形成金属喷积体，所述金属喷积体将所述金属主结构体与所述金属次结构部件接合固定在一起。3.如权利要求2所述的一体化金属结构件的成型方法，其特征在于:所述气动冷喷是由高速气体驱动所述金属粉末以250米/秒1000米/秒的速度喷涂到金属主结构体与金属次结构部件接合部位形成金属喷积体。4.如权利要求2所述的一体化金属结构件的成型方法，其特征在于:所述金属粉体材料选自铝粉、锌粉、铜粉、镍粉、铝合金粉、锌合金粉、铜合金粉、镍合金粉的一种或多种的混合粉体。5.如权利要求2所述的一体化金属结构件的成型方法，其特征在于:所述一体化金属结构件为电子装置的全部或部分外壳，外壳包括形成外壳的轮廓的金属主结构体、接合在金属主结构体上用于安装电子元件或强化金属主结构体的金属次结构部件；通过气动冷喷金属接合方法在所述金属次结构部件与所述金属主结构体需接合的设定部位形成金属喷积体将两者接合固定在一起。6.如权利要求5所述的一体化金属结构件的成型方法，其特征在于:所述金属次结构与金属主结构需冷喷接合相交处的两个切面之间的夹角介于70°~180°之间。7.一种采用如权利要求1-6所述的一体化金属结构件的成型方法制备的电子装置的一体化金属结构件，其特征在于:所述一体化金属结构件包括金属主结构体、金属次结构部件以及将所述金属主结构体和金属次结构部件接合固定在一起的金属喷积体。8.如权利要求7所述的一体化金属结构件，其特征在于:所述一体化金属结构件为电子装置的全部或部分外壳，包括形成外壳的轮廓的金属主结构体、接合在金属主结构体上用于安装电子元件或强化金属主结构体的金属次结构部件，以及所述金属主结构体与所述金属次结构部件接合处将两者接合固定在一起的金属喷积体。9.如权利要求7所述的一体化金属结构件，其特征在于:不同的金属次结构部件由相同的或不同的金属材料制成。10.如权利要求1所述的一体化金属结构件的成型方法，其特征在于:所述主金属材料从不能被低温钎料浸润具有晶粒结构的金属材料和非晶金属材料中选取，所述金属主结构体由不被低温钎料浸润的主金属材料加工成型，所述低温金属接合法是低温钎焊方法。11.如权利要求1和10所述的一体化金属结构件的成型方法，其特征在于:所述的一体化金属结构件的成型方法还包括介于步骤(2)和步骤(3)之间的形成金属附着层步骤，所述形成金属附着层步骤为在所述金属主结构体需与所述金属次结构部件接合的设定部位形成可被低温钎料浸润的金属附着层。12.如权利要求11所述的一体化金属结构件的成型方法，其特征在于:所述金属附着层的厚度不小于lOMm、不超过500 Mm。13.如权利要求11所述的一体化金属结构件的成型方法，其特征在于:所述金属附着层通过气动冷喷的方法形成，具体为将可被低温钎料浸润的金属的粉末在所述不能被低温钎料浸润的金属主结构体需要接合的设定部位通过气动冷喷形成金属附着层而得到所述可被低温钎料浸润的金属附着层。14.如权利要求13所述的一体化金属结构件的成型方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭跃南，陈学军，曲荣生，曲峰，沈强，李惠宇，
申请(专利权)人：亚超特工业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32