專利名稱：金屬與樹脂的復(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脂的復(fù)合體的制造方法。
背景技術(shù)：
在實際應(yīng)用中，常常需要將金屬和樹脂進(jìn)行連接形成復(fù)合體。現(xiàn)有的金屬和樹脂連接方法之一是采用粘接劑進(jìn)行粘合，但通過粘接劑粘合無法制得高強(qiáng)度的金屬和樹脂復(fù)合體。另一種連接方法是先通過化學(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)度的金屬和樹脂復(fù)合體， 但需要針對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)度高的金屬與樹脂的復(fù)合體的制造方法。一種金屬與樹脂的復(fù)合體，包括金屬件及與金屬件結(jié)合的樹脂件，該金屬件表面形成有若干微孔，所述微孔的開口直徑小于孔底直徑，該樹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脂并冷卻，樹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口小底部大的錐形微孔組成的微孔點(diǎn)陣，注射樹脂后熔融的樹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)明較佳實施例金屬與樹脂的復(fù)合體的剖視示意圖。圖2為本發(fā)明較佳實施例金屬與樹脂的復(fù)合體的制造方法中在金屬件上形成微孔的原理圖。主要元件符號說明
金屬與樹脂的復(fù)合體10
金屬件20
表面201
微孔22
樹脂件30
激光束具體實施例方式請參閱圖1，本發(fā)明較佳實施例的金屬與樹脂的復(fù)合體10包括金屬件20及與金屬件結(jié)合的樹脂件30。金屬件20的表面201形成有若干微孔22，所述微孔22的開口直徑(I1小于孔底直徑d2，其中開口直徑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。所述樹脂件30通過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。樹脂件30由結(jié)晶型熱塑性樹脂組成，該結(jié)晶型熱塑性樹脂可為聚苯硫醚(PPQ與玻璃纖維的混合物、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)。若為聚苯硫醚與玻璃纖維的混合物時，其中玻璃纖維的質(zhì)量百分含量可為20 50%。上述金屬與樹脂的復(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可以通過機(jī)械加工、鑄造的方式成型。對金屬件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，保持所述脫脂劑的水溶液的溫度在20 30°C之間。該浸漬的時間為1 6分鐘。脫脂處理后對所述金屬件20進(jìn)行水洗。請參閱圖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)計的微孔點(diǎn)陣圖對金屬件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時又重新發(fā)散，所以形成的微孔22開口直徑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)晶型熱塑性樹脂，樹脂侵入金屬件20表面的微孔22內(nèi)，冷卻后，該樹脂與金屬件20結(jié)合于一體，即獲得該金屬與樹脂的復(fù)合體10。對經(jīng)上述方法制得的金屬與樹脂的復(fù)合體10進(jìn)行了抗拉強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度測試。 測試結(jié)果表明，該金屬與樹脂的復(fù)合體10的抗拉強(qiáng)度可達(dá)15MPa，剪切強(qiáng)度可達(dá)25MPa。且對經(jīng)上述測試后的金屬與樹脂的復(fù)合體10在進(jìn)行冷熱沖擊試驗(48小時，-40 85°C，4小時/CyCle，12CyCles)后發(fā)現(xiàn)，該金屬與樹脂的復(fù)合體10的抗拉強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度均無明顯減小。
上述金屬與樹脂的復(fù)合體的制作方法籍由激光束在金屬件燒蝕出開口小底部大的錐形微孔點(diǎn)陣，注射樹脂后熔融的樹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
1.一種金屬與樹脂的復(fù)合體，包括金屬件及與金屬件結(jié)合的樹脂件，其特征在于該金屬件表面形成有若干微孔，所述微孔的開口直徑小于孔底直徑，該樹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所述的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于所述微孔開口直徑為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所述的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于所述樹脂件由結(jié)晶型熱塑性樹脂組成。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于所述結(jié)晶型熱塑性樹脂為聚苯硫醚與玻璃纖維的混合物、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯及聚對苯二甲酸丁二醇酯中的一種。
6.一種金屬與樹脂的復(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脂并冷卻，樹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所述的金屬與樹脂的復(fù)合體的制造方法，其特征在于所述微孔的開口直徑為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)陣圖對金屬件進(jìn)行燒蝕。
9.如權(quán)利要求6所述的金屬與樹脂的復(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所述的金屬與樹脂的復(fù)合體的制造方法，其特征在于所述樹脂為結(jié)晶型熱塑性樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬與樹脂的復(fù)合體的制造方法，其包括如下步驟提供一金屬件；對該金屬部件進(jìn)行脫脂除油清洗；用聚焦離子束對金屬件進(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)晶型熱塑性樹脂并冷卻，樹脂侵入金屬件表面的納米孔中與金屬件結(jié)合。
文檔編號B29C45/14GK102442028SQ201010505590
公開日2012年5月9日 申請日期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, 蔣煥梧, 陳文榮, 陳正士 申請人: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