CN101367268A - 表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本申请是申请号为200510037359.7专利申请的分案申请。200510037359.7号专利申请的申请日为2005年9月16日，名称为《表面处理方法》。
技术领域
本发明是关于一种表面处理方法，尤其是关于一种可改善表面性能的表面处理方法。
背景技术
随着科技的发展，消费性电子产品的市场竞争也越来越激烈。为了吸引消费者购买电子产品，除了该产品的功能外，产品的外观已成为该产品成败的关键因素之一。
常用的消费性电子产品外壳常采用塑料材料，该塑料未经处理时表面较粗糙，且黯淡无光，从而影响到产品外观。因消费性电子产品经常需要被触摸，故其耐磨性也很重要。此外，产品外壳还需承受一定的冲击力，从而不会因意外冲击或摔落而使产品外观被损坏。
为改善塑料外壳的表面性能，需要对其进行特殊处理。传统的制造工艺，常采用热处理的方式，如淬火、回火等。然而，传统的工艺因其淬火冷却至室温，其中产品外壳的晶粒较粗大，不仅影响产品表面的亮度及光滑度，而且韧性较低，不能满足消费者的要求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可改善产品外壳性能的表面处理方法。
一种表面处理方法，其应用于塑料，该处理方法从塑料熔融温度降至塑料的玻璃转换温度，在该玻璃转换温度下对塑料进行保压处理，再从塑料的玻璃转换温度降至淬火温度，然后由淬火温度加热至回火温度，最后由回火温度冷却至室内温度，其中该淬火温度低于室内温度约5℃-20℃。
相较现有技术，本发明表面处理方法通过快速淬火工艺及快速回火工艺，有效改善产品表面性能，有效提高了产品表面亮度、光滑度及断裂韧性。
附图说明
图1是本发明优选实施例塑料表面处理方法温度对时间的曲线图。
具体实施方式
本发明表面处理方法应用于改善消费性电子产品的塑料外壳的外观。
该表面处理方法通过快速淬火及快速回火工艺以改善塑料表面亮度及光滑度，且改善其韧性，以下结合具体图示来描述该表面处理方法。
请参见图1，该淬火及回火温度曲线控制应用于塑料外壳射出成型前阶段。T2代表塑料玻璃转换温度，TR代表室内温度，Tq代表淬火温度，Ta代表回火温度。该塑料原料首先以塑料粒子方式载入射塑成型机的料筒内，经过加热至塑料融熔状态，熔融塑料温度通常为300℃左右，此时塑料具有充分的流动性，熔融塑料从料筒流入流道，再通过流道注入型腔内。在型腔完全充满熔融塑料后，再由该塑料融熔温度降至塑料玻璃转换温度，该玻璃转换温度设为T2，塑料材料的玻璃转换温度大约在100℃左右，之后在该温度下予以保压处理，通常时间为10秒；保压之后，将塑料从该玻璃转换温度T2迅速降到淬火温度Tq，该淬火温度Tq低于室内温度TR的范围约在5℃-20℃之间，从塑料玻璃转换温度T2降到淬火温度Tq要有较快的速度控制，其降温速率一般控制为5℃/秒-100℃/秒，优选采用20℃/秒-50℃/秒的范围。
再保持该淬火温度Tq大约10-20秒之后，将塑料从淬火温度Tq迅速增加到回火温度Ta，该回火温度Ta的范围在80-100℃，从淬火温度Tq升到回火温度Ta要有速度控制，通常其速率控制为5℃/秒-80℃/秒，优选回火升温的速率为10℃/秒-40℃/秒。在该回火温度Ta下保温20-60秒，之后，塑料将以10℃/秒-20℃/秒的速率降到室内温度TR，最后，打开型腔，顶出塑料外壳即可。
该塑料外壳采用快速淬火及快速回火，因淬火速度较快，且淬火温度低于室内温度TR，塑料晶粒没有时间扩散增长，从而可减少塑料内部晶粒尺寸，进而，可改善塑料外壳的表面亮度，光滑度及表面韧性。
为进一步防止熔融塑料于成型时被氧化，在快速淬火及快速回火时，可通过通风工艺填充氮气(N2)或其它惰性气体，如氩(Ar)、氦(He)之一或其组合等，以防止塑料表面被氧化或发黄。
该塑料材料可以是合成材料，其可以为ABS塑料加玻璃纤维，该种塑料可应用于行动电话、笔记本计算机、桌上计算机，DVD，液晶显示器等。
采用上述工艺的快速淬火可极大改善塑料外壳的断裂韧性。通常材料的断裂韧性值越高，塑料表面性能越好。该断裂强度与晶粒尺寸平方根成反比，其可由如下公式来表示：
K1c∝sy×(3.14159×c/d)0.5
其中K1c表示临界应力强度因子，sy表示屈服强度，c表示断裂长度，d表示晶粒尺寸，因此，晶粒尺寸越小，该临界应力强度因子的值越大，故其断裂韧性越高。在低于室温下淬火时，晶粒尺寸较小，故韧性得以增加。
为进一步改善塑料外壳的外观亮度，可加入磷或纳米材料于合金中。该种发光材料可为硫化锌ZnS，硒化镉CdSe，硫化镉CdS，铕-锌氧化硅Eu-ZnSiOx，铕-三氧化镱Eu-YBO3及铕-钡镁氧化铝Eu-BaMgAlOx的一种或几种组合。
Claims (10)
1.一种表面处理方法，其应用于塑料，其特征在于：该处理方法从塑料熔融温度降至塑料的玻璃转换温度，在该玻璃转换温度下进行保压处理，再从塑料的玻璃转换温度降至淬火温度，然后由淬火温度加热至回火温度，最后由回火温度冷却至室内温度，其中该淬火温度比室内温度低5℃-20℃。
2.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：该从塑料玻璃转变温度降到淬火温度的速率范围为5℃/秒-100℃/秒。
3.如权利要求2所述的表面处理方法，其特征在于：从塑料玻璃转变温度降至淬火温度的速率范围为20℃/秒-50℃/秒。
4.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：所述从塑料的玻璃转换温度降至淬火温度后保持该淬火温度10-20秒。
5.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：该回火温度为80-100℃。
6.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：从淬火温度升至回火温度的速率范围为5℃/秒-80℃/秒。
7.如权利要求6所述的表面处理方法，其特征在于：从淬火温度升至回火温度的速率范围为20℃/秒-50℃/秒。
8.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：该塑料材料为ABS塑料加玻璃纤维。
9.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：所述在玻璃转换温度下进行保压处理的时间为10秒。
10.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于：该处理方法通过通风工艺填充氮气、氩气、氦气之一或氩气、氦气的组合气体。
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