本發明涉及移動終端外殼加工技術，特別是涉及一種移動終端外殼及其制備方法、移動終端。
背景技術：
氧化鋯材料具有非常優異的力學性能，有著高達1000MPa的彎曲強度，斷裂韌性高達10MPa·m1/2，有陶瓷鋼的美譽，是一種十分重要的結構陶瓷材料，在工業機械中有著較為廣泛的應用。氧化鋯材料拋光后具有玉一樣的外觀效果，也日益引起高端飾品材料的重視。然而氧化鋯材料硬度高，強度大，在應用于制備結構復雜的電子設備外殼時，導致氧化鋯材料的加工磨削難度大，成品率低，且加工成本高。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是：彌補上述現有技術的不足，提出一種移動終端外殼及其制備方法、移動終端，制得氧化鋯外殼時成品率高，加工成本低。
本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決：
一種移動終端外殼的制備方法，包括以下步驟：S1，配制氧化鋯粉體，所述粉體包括質量分數為4～8％的Y2O3，質量分數為0.1～20％的Al2O3，質量分數為72～95.9％的ZrO2；S2，按照質量比為(80～95)：(5～20)，將所述氧化鋯粉體與粘結劑混合均勻，烘干，球磨后得到陶瓷粉末；S3，將所述陶瓷粉末壓制成所需的移動終端外殼坯體；S4，將所述外殼坯體從室溫燒結到800～1000℃的溫度，得到低溫燒結體；S5，采用切削工藝在所述低溫燒結體上加工出所需的復雜結構；S6，將步驟S5處理后的燒結體從室溫燒結到1480～1500℃的溫度，制得外殼。
優選的技術方案中，
步驟S1中，所述粉體包括質量分數為5～7％的Y2O3，質量分數為5～18％的Al2O3，質量分數為75～90％的ZrO2。
步驟S1中，所述粉體包括質量分數為4～5％的Y2O3，質量分數為8～15％的Al2O3，質量分數為80～88％的ZrO2。
步驟S4中，將所述外殼坯體從室溫燒結到850～950℃的溫度。
步驟S1中，配置粒徑在0.2～0.8μm范圍內的納米級的氧化鋯粉體。
步驟S2中，所述氧化鋯粉體與粘結劑的質量比為(85～92)：(8～15)。
步驟S2中，粘結劑為聚乙烯醇的水溶液；混合均勻后，去除懸濁液，烘干除去水分，碾磨后得到陶瓷粉末。
步驟S5中，采用金剛石刀具進行切削加工。
本發明的技術問題通過以下進一步的技術方案予以解決：
一種根據如上所述的制備方法制得的移動終端外殼。
一種移動終端，所述移動終端的外殼為如上所述的移動終端外殼。
本發明與現有技術對比的有益效果是：
本發明的移動終端外殼的制備方法，采用一定質量的Y2O3和Al2O3改進ZrO2配制成氧化鋯粉體，將該粉體與粘結劑壓制成外殼坯體，先經低溫燒結，得到低溫燒結體的抗彎強度在300～500MPA的范圍內。該強度范圍，一方面不至于過于致密，導致強度較高不便于加工；另一方面，強度足夠硬，也滿足精密加工強度要求。因此，該低溫燒結體便于經切削工藝加工出所需的復雜結構，有效降低了形成復雜結構部分的加工成本。后續再從室溫燒結到1480～1500℃，使材料完全致密達到強度以及尺寸要求。本發明的制備方法，制得氧化鋯外殼時，采用低溫燒結后切削加工再高溫燒結的工藝，切削加工環節成本低，成品率高，可達98％。制得的陶瓷外殼性能也較優異、穩定。
【具體實施方式】
本發明的構思是：移動終端的外殼上需加工復雜的結構才能與移動終端的其它組件配合。將氧化鋯陶瓷產品應用于制備移動終端外殼時，由于氧化鋯陶瓷產品本身是在高溫情形下燒結的，致密性高，硬度高，只能采用金剛石磨棒進行加工。而要形成復雜的結構，則時間周期長，導致生產成本急劇上升，不適合價格相對低廉的民用級產品市場。為使氧化鋯陶瓷產品應用于移動終端，需要降低加工成本，才能廣泛地運用。本發明從制備的整個工藝過程出發，研制出適于低溫燒結的氧化鋯材料體系，從而先低溫燒結，制得中間的低溫燒結體硬度相對低，氧化鋯材料不完全致密，材料硬度相對低的情況下又適于精密加工，經切削加工出所需的復雜結構形狀，之后再燒結到1480-1500℃使材料完全致密符合強度要求并達到尺寸要求。整個制備過程成本低，且可確保成品率。
本具體實施方式提供一種移動終端外殼的制備方法，包括以下步驟：
S1，配制氧化鋯粉體，所述粉體包括質量分數為4～8％的Y2O3，質量分數為0.1～20％的Al2O3，質量分數為72～95.9％的ZrO2。
該步驟中，通過Y2O3和Al2O3改進ZrO2配制成氧化鋯粉體。通過添加少量的Y2O3，Al2O3，可改善氧化鋯陶瓷粉體的低溫燒結性能，提高后續低溫燒結后坯體的強度，同時后續第二次燒結(高溫燒結)時，高溫燒結氧化釔可以發揮穩定氧化鋯四方相的作用，氧化鋁則發揮彌散強化細化氧化鋯晶粒的作用，最終提高材料的強度及硬度。
優選地，制備0.2～0.8μm范圍內的納米級的氧化鋯粉體，從而使后續制得的移動終端的外殼性能較好。
S2，按照質量比為(80～95)：(5～20)，將氧化鋯粉體與粘結劑混合均勻，烘干，球磨后得到陶瓷粉末備用。
該步驟中，將前述配置的氧化鋯粉體與一定質量比的粘結劑混勻后備用。粘結劑可選用聚乙烯醇的水溶液。混合均勻后，去除懸濁液，烘干除去水分，碾磨后得到陶瓷粉末。
S3，將所述陶瓷粉末壓制成所需的移動終端外殼坯體。
該步驟中，通過壓制成型，將陶瓷粉末壓制成所需的陶瓷移動終端殼坯體，例如手機外殼坯體。壓制后，形成外殼的基本框架結構。至于外殼上的復雜結構形狀，則在低溫燒結后通過切削工藝加工形成。
S4，將所述外殼坯體從室溫燒結到800～1000℃的溫度，得到低溫燒結體。
S5，采用切削工藝在所述低溫燒結體上加工出所需的復雜結構。
前述陶瓷外殼坯體經800℃-1000℃低溫燒結后，坯體經低溫燒結后有一定的收縮并達到一定的強度，抗彎強度在300～500MPA的范圍內。該強度范圍，一方面不至于過于致密，導致強度較高不便于后續切削加工；另一方面，強度足夠硬，滿足精密加工強度要求，不至于后續切削加工出現燒結體破損裂開的問題。在這些條件下，可在材料硬度相對低的情況下進行精密加工，從而實現高效低成本地切削加工，加工出外殼的復雜結構形狀。
優選地，步驟S1中，粉體包括質量分數為4～5％的Y2O3，質量分數為8～15％的Al2O3，質量分數為80～88％的ZrO2。該配方的氧化鋯粉體可實現850～950℃的低溫燒結溫度，并獲得較適宜的強度，既能便于切削加工，又不至于強度過低導致切削時的破裂。
S6，將步驟S5處理后的燒結體從室溫燒結到1480～1500℃的溫度，制得外殼。
前述加工出復雜結構形狀后，該步驟高溫燒結，燒結到1480～1500℃，使得外殼燒結致密，最終產品具有較高的強度。制得的外殼可應用于移動終端中。
上述先從室溫燒結到800～1000℃，再加工預燒結坯體，然后燒結到1480～1500℃，經過低溫燒結氧化鋯材料后再切削加工后，第二次高溫燒結時，相對于傳統一步燒結到1480～1500℃的氧化鋯材料，其收縮小、變形小，產品燒結精度高，易于控制產品的尺寸大小，有效降低了加工時間和加工成本。經過低溫燒結，精密加工，高溫燒結的過程，產品尺寸精度達到0.1％，產品直接拋光既可實現批量生產。
本具體實施方式的制備過程，第一：原料來源廣，基體原料采用市面上銷售的商業氧化鋯粉，添加Y2O3、Al2O3改進，無需擔心原料的來源問題。第二：成本較低。傳統的氧化鋯復雜零件加工方法為直接燒結好材料再通過金剛石磨棒精加工產品，由于致密氧化鋯材料的硬度高，加工極為困難，以致成本居高不下，難以形成批量生產。而本具體實施方式中，經第一次低溫預燒，材料實現一定的收縮，但材料未完全致密，硬度相對較低，然后再精加工，加工效率大大增加，成本大大降低。精加工后經第二次燒結使得產品具有一定的強度。于此同時，第二次燒結產品收縮率小，產品尺寸精度控制良好，產品合格率也大大提高。第三，制得的產品性能無損，確保了氧化鋯材料制得的殼體的力學性能。本具體實施方式兩次燒結后得到的氧化鋯產品燒結密度達到6g/cm3，顯微維氏硬度Hv0.5可達到1500，三點彎曲強度達到1200MPa，性能與傳統一次燒結的產品接近。第四，制造簡單，適合大批量的商業化生產。
如下，通過設置具體的實驗例，驗證制備過程中的坯體以及制得的產品的性能。
實驗例1
1，配制納米氧化鋯粉體，包括質量分數為4％的Y2O3，質量分數為0.5％的Al2O3，質量分數為95.5％的ZrO2。納米氧化鋯粉體粒徑在0.2-0.8μm的范圍內。
2，配制粘結劑，將聚乙烯醇和水按照15：85的比例配制成濃度為15％的粘結劑。
3，將粘結劑和氧化鋯粉體按10：90的比例在球磨機中球磨48小時，然后噴霧造粒，再經模壓成型手機殼陶瓷坯體。
4，將上述手機殼的陶瓷坯體經850℃低溫燒結。坯體經低溫燒結后有一定的收縮并達到一定的強度。經測試，其抗彎強度為380MPA。
5，在此條件下進行CNC精密加工，形成殼體產品上的復雜結構，之后再燒結到1480℃～1500℃，制得外殼產品。
上述制備過程中，低溫燒結的氧化鋯材料產品硬度為380MPA，硬度相對較低，便于經CNC放大切削加工到所需復雜結構形狀，降低了切削過程中金剛石磨棒損耗及時間成本。經測試，制得的外殼產品的燒結密度為6.0g/cm3，顯微維氏硬度Hv0.5為1480，三點彎曲強度為1200MPa，性能與傳統一次燒結的產品接近。
實驗例2
1，配制納米氧化鋯粉體，包括質量分數為5％的Y2O3，質量分數為1％的Al2O3，質量分數為94％的ZrO2。納米氧化鋯粉體粒徑在0.2-0.8μm的范圍內。
2，配制粘結劑，將聚乙烯醇和水按照10：90的比例配制成濃度為10％的粘結劑。
3，將粘結劑和氧化鋯粉體按15∶85的比例在球磨機中球磨48小時，然后噴霧造粒，再經模壓成型手機殼陶瓷坯體。
4，將上述手機殼的陶瓷坯體經950℃低溫燒結。坯體經低溫燒結后有一定的收縮并達到一定的強度。經測試，其抗彎強度為430MPA。
5，在此條件下進行CNC精密加工，形成殼體產品上的復雜結構，之后再燒結到1480℃～1500℃，制得外殼產品。
上述制備過程中，低溫燒結的氧化鋯材料產品硬度為430MPA，硬度相對較低，便于經CNC放大切削加工到所需復雜結構形狀，降低了切削過程中金剛石磨棒損耗及時間成本。經測試，制得的外殼產品的燒結密度為6.01g/cm3，顯微維氏硬度Hv0.5為1490，三點彎曲強度為1200MPa，性能與傳統一次燒結的產品接近。
實驗例3
1，配制納米氧化鋯粉體，包括質量分數為6％的Y2O3，質量分數為1.5％的Al2O3，質量分數為92.5％的ZrO2。納米氧化鋯粉體粒徑在0.2-0.8μm的范圍內。
2，配制粘結劑，將聚乙烯醇和水按照20：80的比例配制成濃度為20％的粘結劑。
3，將粘結劑和氧化鋯粉體按8：92的比例在球磨機中球磨48小時，然后噴霧造粒，再經模壓成型手機殼陶瓷坯體。
4，將上述手機殼的陶瓷坯體經1000℃低溫燒結。坯體經低溫燒結后有一定的收縮并達到一定的強度。經測試，其抗彎強度為480MPA。
5，在此條件下進行CNC精密加工，形成殼體產品上的復雜結構，之后再燒結到1480℃～1500℃，制得外殼產品。
上述制備過程中，低溫燒結的氧化鋯材料產品硬度為480MPA，硬度相對較低，便于經CNC放大切削加工到所需復雜結構形狀，降低了切削過程中金剛石磨棒損耗及時間成本。經測試，制得的外殼產品的燒結密度為6.02g/cm3，顯微維氏硬度Hv0.5為1500，三點彎曲強度為1200MPa，性能與傳統一次燒結的產品接近。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下做出若干替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬于本發明的保護范圍。