[发明专利]制造具有多层金属层的工件的方法

说明书

本申请是于2012年10月15日提交的申请号为13/651980的美国专利申请的部分继续申请，美国专利申请13/651980本身是于2011年10月20日提交的美国专利申请13/277673的部分继续申请，两个在先申请的全部内容合并于此，如同在此全部重复。

技术领域

本发明涉及一种制造具有多层金属层的工件(例如板)的方法。就本发明的目的而言，在内容允许的情况下，术语“金属”应该也包括相应的“金属合金”。也应当理解的是，就本发明的目的而言，金属层可以由相同或不同的金属制成。

背景技术

随着通信、消费性电子以及计算机产业(所谓的“3C产业”)的快速发展，消费者不仅期待这样产品(所谓的“3C产品”)(例如处理速度和存储容量)具有良好的性能，而且这样的产品具有优质且耐用的装饰面。由于金属壳具有良好的强度和较轻的质量，因此对3C产品而言变得越来越重要。这样的特性也成为在其他产业中的产品的消费者需求或期望，例如在家居行业和汽车工业中。在多数产品中，需要将至少一层金属层覆盖成型在另一层金属层上，例如形成为封面或板。因此需要提高两层金属层之间的连接或粘合强度，这已成为重要的产品需求。

具有传统塑料壳的电子产品很容易通过外部的冲击力折断和受损，同时由于环境因素，单一金属层的壳体容易生锈腐蚀，或者由于材料性能的限制，不能在壳体上完成随后的表面处理。因此，需要具有厚度较薄、良好的装饰性能、抵抗外部冲击的高强度，以及良好的耐蚀性的多层金属层壳体，来解决单一金属层壳体的各种缺陷。在现有技术中，由两层金属层或材料机械层压形成的用于消费性电子设备的壳体一般通过真空蒸镀或离子溅镀来制备，需要承担较高的生产成本。然而，像这样的现有技术的壳体不利于接受包含湿法工艺(wet process)的表面处理，例如电镀和阳极处理，其具有较小的腐蚀性。

在传统技术中，固态焊接过程(例如冷焊、摩擦焊和超声焊)可用于将装饰面结合至铸造金属部分上。然而，这样的固态焊接过程可以显著地增加加工流程的成本和复杂性。因此，本领域技术人员仍然寻求一种具有较低成本和低复杂性的多层金属层工件的有效的制造方法。

另外，对于尽可能精小的电子产品(例如平板电脑和智能手机)和家用电器需求的不断增长，消费者在汽车工业和家居产品行业中也具有同样的需求。消费者同时对于此类产品的功能和容量上有越来越高的需求。因此制造商正在寻求制造尽可能紧凑的产品的主体的方法，同时保留足够的空间用于安装必需的组件。现有的方法不允许较薄的金属层注入并接合于一层金属层上，以形成多层金属层的工件。另外，这样的产品变得更加紧凑和纤细，产生涉及后处理的问题，例如修整和计算机数控(CNC)工件是必需的，以获得必要的特性。

随着这样的产品变得更加精小和纤细，作为封面、外壳、壳体和底座的这类工件的后处理(例如修整)出现问题，因为这样的后处理将在工件上施加压力，使得工件变形。

因此，本发明的目的在于提供一种具有多层金属层的工件的制造方法，具有多层金属层的模具和工件减轻了上述缺陷或至少为行业和公众提供一种有益的替代品。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种制造具有多层金属层的工件的方法，该方法包括步骤(a)提供具有至少一个分流道、浇口和型腔的模具，步骤(b)在所述模具的所述型腔内设置由第一金属制成的第一金属层，所述第一金属层具有表面，该表面为粗糙面和/或包括接合结构，以及步骤(c)将熔融的第二金属注入到所述第一金属层的所述表面上，以在所述第一金属层上形成第二金属层，其中所述第二金属层与所述第一金属层的所述粗糙面接合或第二金属层与所述第一金属层的所述表面的所述接合结构接合，其中所述熔融的第二金属以至少大致70m/s的速度进入所述模具的所述型腔内。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括第一模块和第二模块的模具，其中所述第一模块和所述第二模块能够在打开组态与闭合组态之间相对彼此移动，在打开组态，所述第一模块和所述第二模块相互分离，闭合组态用于将半成品工件保持在所述第一模块与所述第二模块之间，并且其中至少所述第一模块包括壁状件，当所述模具处于闭合组态并保持半成品工件时，所述壁状件压入所述半成品工件的至少部分中，以在所述壁状件与所述半成品工件之间形成密封结构，以防止流体流出所述密封结构。

根据本发明的第三方面，提供了一种具有多层金属层的工件，该工件通过在第一金属层上注射至少一层第二金属层而形成的，其中所述第一金属层和所述第二金属层的每一个均包括至少一个接合结构。