專(zhuān)利名稱(chēng)：金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法。
背景技術(shù)：
在實(shí)際應(yīng)用中，常常需要將金屬和樹(shù)脂進(jìn)行連接形成復(fù)合體。現(xiàn)有的金屬和樹(shù)脂連接方法之一是采用粘接劑進(jìn)行粘合，但通過(guò)粘接劑粘合無(wú)法制得高強(qiáng)度的金屬和樹(shù)脂復(fù)合體。另一種連接方法是先通過(guò)化學(xué)蝕刻方法在金屬件表面成孔，然后將金屬件放入模具內(nèi)，注射樹(shù)脂與金屬件結(jié)合為一體。該方法雖然可以制得較高強(qiáng)度的金屬和樹(shù)脂復(fù)合體， 但需要針對(duì)不同的金屬配制不同的化學(xué)蝕刻液，由于所用化學(xué)藥劑都為強(qiáng)酸強(qiáng)堿，廢棄的蝕刻液難以處理，不利于環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種環(huán)保的、連接強(qiáng)度高的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法。一種金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體，包括金屬件及與金屬件結(jié)合的樹(shù)脂件，該金屬件表面形成有若干微孔，所述微孔的開(kāi)口直徑小于孔底直徑，該樹(shù)脂件部分侵入所述微孔而與該金屬件結(jié)合。一種金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法，其包括如下步驟提供一金屬件；對(duì)該金屬件進(jìn)行脫脂除油清洗；用激光束燒蝕金屬件表面，以在金屬件表面形成若干微孔，所述微孔的開(kāi)口直徑小于孔底直徑；將金屬件嵌入到一成型模具中，并加熱金屬件至100 350°C ；于所述模具中注射熔融的樹(shù)脂并冷卻，樹(shù)脂侵入金屬件表面的微孔中與金屬件結(jié)
I=I O相較于現(xiàn)有技術(shù)，上述金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制作方法藉由激光束在金屬件燒蝕出由開(kāi)口小底部大的錐形微孔組成的微孔點(diǎn)陣，注射樹(shù)脂后熔融的樹(shù)脂侵入到微孔中而與金屬件牢牢地結(jié)合，從而增強(qiáng)了樹(shù)脂與金屬件的結(jié)合力。而且，由于該方法不涉及到使用化學(xué)藥劑在金屬件形成微孔，因而較為環(huán)保。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的剖視示意圖。圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法中在金屬件上形成微孔的原理圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明
金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體10
金屬件20
表面201
微孔22
樹(shù)脂件30
激光束具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明較佳實(shí)施例的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體10包括金屬件20及與金屬件結(jié)合的樹(shù)脂件30。金屬件20的表面201形成有若干微孔22，所述微孔22的開(kāi)口直徑(I1小于孔底直徑d2，其中開(kāi)口直徑Cl1大約為5 50微米，深度大約為25 300微米。金屬件的材質(zhì)可為鋁合金、鎂合金、不銹鋼、銅及銅合金等。所述樹(shù)脂件30通過(guò)注射或熱熔的方式部分侵入所述微孔22中與該金屬件20結(jié)合。樹(shù)脂件30由結(jié)晶型熱塑性樹(shù)脂組成，該結(jié)晶型熱塑性樹(shù)脂可為聚苯硫醚(PPQ與玻璃纖維的混合物、聚酰胺(PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)。若為聚苯硫醚與玻璃纖維的混合物時(shí)，其中玻璃纖維的質(zhì)量百分含量可為20 50%。上述金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體10的制造方法主要包括如下步驟提供經(jīng)成型的金屬件20。該金屬件20可以通過(guò)機(jī)械加工、鑄造的方式成型。對(duì)金屬件20進(jìn)行脫脂除油清洗。該脫脂除油清洗主要包括將所述金屬件20浸漬于含脫脂劑的水溶液中。所述脫脂劑可為市面上出售的金屬常用的脫脂劑。該脫脂劑的濃度可為90 150g/L。浸漬時(shí)，保持所述脫脂劑的水溶液的溫度在20 30°C之間。該浸漬的時(shí)間為1 6分鐘。脫脂處理后對(duì)所述金屬件20進(jìn)行水洗。請(qǐng)參閱圖2，用激光束在金屬件20的表面201燒蝕出若干微孔。該步驟具體為 首先，提供一激光打孔設(shè)備(圖未示)，該激光打孔設(shè)備包括一控制器，該控制器用于控制激光束1的照射路徑；設(shè)計(jì)需加工的微孔點(diǎn)陣圖，并將該微孔點(diǎn)陣圖輸入所述激光打孔設(shè)備的控制器；然后，將激光束1的聚焦位置設(shè)置在金屬件20待燒蝕的表面201上方預(yù)定距離處，在控制器控制下，激光束1按照所設(shè)計(jì)的微孔點(diǎn)陣圖對(duì)金屬件20進(jìn)行燒蝕，以在金屬件20表面形成所述微孔22。由于激光束1的聚焦位置設(shè)置在金屬件20待燒蝕表面201上方，激光到達(dá)金屬件20時(shí)又重新發(fā)散，所以形成的微孔22開(kāi)口直徑Cl1小于孔底直徑d2。將該形成有微孔的金屬件嵌入到一成型模具中，并加熱金屬件至100-350°C。該加熱的方式可為電磁感應(yīng)加熱。于所述加熱的模具中注射熔融的結(jié)晶型熱塑性樹(shù)脂，樹(shù)脂侵入金屬件20表面的微孔22內(nèi)，冷卻后，該樹(shù)脂與金屬件20結(jié)合于一體，即獲得該金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體10。對(duì)經(jīng)上述方法制得的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體10進(jìn)行了抗拉強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度測(cè)試。 測(cè)試結(jié)果表明，該金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體10的抗拉強(qiáng)度可達(dá)15MPa，剪切強(qiáng)度可達(dá)25MPa。且對(duì)經(jīng)上述測(cè)試后的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體10在進(jìn)行冷熱沖擊試驗(yàn)(48小時(shí)，-40 85°C，4小時(shí)/CyCle，12CyCles)后發(fā)現(xiàn)，該金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體10的抗拉強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度均無(wú)明顯減小。
上述金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制作方法籍由激光束在金屬件燒蝕出開(kāi)口小底部大的錐形微孔點(diǎn)陣，注射樹(shù)脂后熔融的樹(shù)脂侵入到微孔中而與金屬件牢牢地結(jié)合，從而增強(qiáng)了樹(shù)脂與金屬件的結(jié)合了。而且，由于該方法不涉及到使用化學(xué)藥劑在金屬件形成微孔，因而較為環(huán)保。
權(quán)利要求
1.一種金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體，包括金屬件及與金屬件結(jié)合的樹(shù)脂件，其特征在于該金屬件表面形成有若干微孔，所述微孔的開(kāi)口直徑小于孔底直徑，該樹(shù)脂件部分侵入所述微孔而與該金屬件結(jié)合。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體，其特征在于所述微孔開(kāi)口直徑為5 50微米，微孔的深度為25 300微米。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體，其特征在于所述金屬件的材質(zhì)為鋁合金、鎂合金、不銹鋼、銅及銅合金中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體，其特征在于所述樹(shù)脂件由結(jié)晶型熱塑性樹(shù)脂組成。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體，其特征在于所述結(jié)晶型熱塑性樹(shù)脂為聚苯硫醚與玻璃纖維的混合物、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯及聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯中的一種。
6.一種金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法，其包括如下步驟提供一金屬件；對(duì)該金屬件進(jìn)行脫脂除油清洗；用激光束燒蝕金屬件表面，以在金屬件表面形成若干微孔，所述微孔的開(kāi)口直徑小于孔底直徑；將金屬件嵌入到一成型模具中，并加熱金屬件至100 350°C ；于所述模具中注射熔融的樹(shù)脂并冷卻，樹(shù)脂侵入金屬件表面的微孔中與金屬件結(jié)合。
7.如權(quán)利要求6所述的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法，其特征在于所述微孔的開(kāi)口直徑為5 50微米，微孔的深度為25 300微米。
8.如權(quán)利要求6所述的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法，其特征在于所述激光束燒蝕步驟包括提供一激光打孔設(shè)備，該激光打孔設(shè)備包括一控制器；設(shè)計(jì)需加工的微孔點(diǎn)陣圖，并將該微孔點(diǎn)陣圖輸入所述控制器；將激光束的聚焦位置設(shè)置在該金屬件的待燒蝕表面上方預(yù)定距離處，控制器控制激光束按照所述微孔點(diǎn)陣圖對(duì)金屬件進(jìn)行燒蝕。
9.如權(quán)利要求6所述的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法，其特征在于所述金屬件的材質(zhì)為鋁合金、鎂合金、不銹鋼、銅及銅合金中的一種。
10.如權(quán)利要求6所述的金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法，其特征在于所述樹(shù)脂為結(jié)晶型熱塑性樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬與樹(shù)脂的復(fù)合體的制造方法，其包括如下步驟提供一金屬件；對(duì)該金屬部件進(jìn)行脫脂除油清洗；用聚焦離子束對(duì)金屬件進(jìn)行刻蝕，以在金屬件表面形成納米孔點(diǎn)陣；將金屬件嵌入到一成型模具中，并加熱金屬件至100～350℃；于所述模具中注射熔融的結(jié)晶型熱塑性樹(shù)脂并冷卻，樹(shù)脂侵入金屬件表面的納米孔中與金屬件結(jié)合。
文檔編號(hào)B29C45/14GK102442028SQ201010505590
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者張新倍, 徐華陽(yáng), 蔣煥梧, 陳文榮, 陳正士 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司