《金属和树脂结合的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属和树脂结合的方法.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104149261A43申请公布日20141119CN104149261A21申请号201410300396122申请日20140619B29C45/14200601B29B11/00200601C25D11/02200601C23F1/3220060171申请人计爱婷地址519090广东省珠海市金湾区红旗镇双湖北路188号5栋705号72发明人计爱婷54发明名称金属和树脂结合的方法57摘要本发明提供了一种金属和树脂结合的方法，该方法包括清洁金属表面；在金属表面形成氧化膜层，所述氧化膜层的厚度为25UM，并在氧化膜层形成了膜孔；成孔处理，对所述膜孔进行进一步处理，形成复合纳米。
2、孔；注入树脂进入复合纳米孔，完成金属和树脂的结合。本发明能够使得金属和树脂的结合力进一步牢固。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图2页10申请公布号CN104149261ACN104149261A1/2页21一种金属和树脂结合的方法，其特征在于，该方法包括清洁金属表面；在金属表面形成氧化膜层，所述氧化膜层的厚度为25UM，并在氧化膜层形成了膜孔；成孔处理，对所述膜孔进行进一步处理，形成复合纳米孔；注入树脂进入复合纳米孔，完成金属和树脂的结合。2根据权利要求1所述的金属和树脂结合的方法，其特征在于，所述成孔处理。
3、的方法为将金属合金中其他杂质成分溶解形成复合纳米孔。3根据权利要求1所述的金属和树脂结合的方法，其特征在于，在成孔处理还包括如下步骤在形成复合纳米孔之后还包括吸氮处理，在复合纳米孔上吸附氮原子。4根据权利要求2或3所述的金属和树脂结合的方法，其特在在于，在成孔处理还包括如下步骤在形成复合纳米孔之前还包括膜孔清洗，用于调整膜孔均匀度。5根据权利要求4所述的金属和树脂结合的方法，其特征在于，膜孔清洗，调整膜孔均匀度；条件为在硫酸钛或钛白粉浓度为2040的溶液中，温度2060摄氏度的条件下浸泡10秒300秒，溶液PH值811；成孔处理，将金属合金中其他金属成分溶解形成纳米孔；条件为在浓度为2040中。
4、的溶液中，温度2060摄氏度的条件下浸泡10秒300秒；成孔处理溶液是指氯化氨，氟化氨，碳酸钠，KBH3其中的一种或几种混合物的浓度为2040；溶液PH值811成孔处理工序一般需要进行13次重复操作；吸氮处理，在膜孔上吸附氮原子，提高与熔融状态下的塑胶结合力；条件为在含氮的物质浓度为2040的溶液中，温度2060摄氏度的条件下浸泡10秒300秒，溶液PH值811。6根据权利要求1或2所述的金属和树脂结合的方法，其特征在于，所述清洁金属表面的方法包括使用溶液去除金属表面的弱碱性油污；使用溶液去除金属表面的酸性油污；碱蚀，进一步去除油污，并去除金属外壳的自然表面膜。7根据权利要求6所述的金属和树脂。
5、结合的方法，其特征在于，使用溶液去除金属表面的弱碱性油，条件为在碳酸钠浓度为520的溶液中，在温度为4070摄氏度的条件下进行30秒300秒；使用溶液去除金属表面的酸性油，条件为在硫酸或硝酸的浓度为510的溶液中，在常温下，进行10120秒；碱蚀，条件为在氢氧化钠的浓度为310的溶液中，在4070摄氏度的条件下，进行5120秒。8根据权利要求1或2所述的金属和树脂结合的方法，其特征在于，在所述在金属表面形成氧化膜层的方法为将金属放入溶液中进行氧化形成氧化膜，条件为在硫酸或磷酸或草酸的浓度为1020为溶液中，在1821摄氏度和1822V电压的条件下进行515分钟，形成的氧化膜权利要求书CN104。
6、149261A2/2页3厚度为25UM。9根据权利要求1或2所述的金属和树脂结合的方法，其特征在于，所述金属为铝合金。10根据权利要求1或2所述的金属和树脂结合的方法，其特征在于，在注入树脂进入纳米孔，完成金属和树脂的结合之前还包括将金属表面烘干；在注入树脂进入纳米孔，完成金属和树脂的结合之后还包括烘烤金属和树脂的结合体，以消除树脂内应力。权利要求书CN104149261A1/5页4金属和树脂结合的方法技术领域0001本发明属于金属嵌件成型技术领域，具体涉及一种金属和树脂复合的方法。背景技术0002将金属和合成树脂一体化的技术，是汽车、家庭电气化制品、产业设备等部件制造业等广阔产业领域所要求的。
7、，为此开发出大量粘接剂。例如，常温或通过加热而发挥功能的粘接剂，被用于将金属和合成树脂一体化的接合，该方法目前是通常的接合技术。0003也有研究着不使用粘接剂的更合理的接合方法。对于镁、铝、作为其合金的轻金属类，或不锈钢等铁合金类，不使用粘接剂而将高强度的工程树脂一体化的方法，是其中一例为了使金属与塑胶的结合更为牢固可靠，一般在注塑前、金属嵌件的加工过程中，会将金属设计、制造成一定形状的结构，如在金属上设计并制造卡扣结构、螺栓结构等，以使塑胶在注塑过程中流动并填充进金属的卡扣、螺栓等结构中，从而使金属与塑胶两部分相互咬合而增强牢固性。0004但上述增强牢固性的处理方法，因金属嵌件上的卡扣、螺栓。
8、等复杂结构的设计制作而使金属的加工周期变长、生产成本提高，且复杂的结构很难适用于小尺寸的金属件，应用范围受限。另外，仅使用粘结剂、或具有卡扣、螺栓等复杂结构的金属作为嵌件，在注塑过程中，极易出现塑胶在金属结构中注塑不满或者溢胶的现象，良品率不高。发明内容0005本发明的目的在于提供一种金属和树脂结合的方法，使得金属和树脂结合的更牢靠。0006本发明提供了一种金属和树脂结合的方法，该方法包括0007清洁金属表面；0008在金属表面形成氧化膜层，所述氧化膜层的厚度为25UM，并在氧化膜层形成了膜孔；0009成孔处理，对所述膜孔进行进一步处理，形成复合纳米孔；0010注入树脂进入复合纳米孔，完成金属。
9、和树脂的结合。0011优选的，所述成孔处理的方法为将金属合金中其他杂质成分溶解形成复合纳米孔。0012优选的，在成孔处理还包括如下步骤0013在形成复合纳米孔之后还包括吸氮处理，在复合纳米孔上吸附氮原子。0014优选的，在成孔处理还包括如下步骤0015在形成复合纳米孔之前还包括膜孔清洗，用于调整膜孔均匀度。0016优选的，膜孔清洗，调整膜孔均匀度；条件为在硫酸钛或钛白粉浓度为2040的溶液中，温度2060摄氏度的条件下浸泡10秒300秒，溶液PH值811；0017成孔处理，将金属合金中其他金属成分溶解形成纳米孔；条件为在浓度为说明书CN104149261A2/5页52040中的溶液中，温度20。
10、60摄氏度的条件下浸泡10秒300秒；成孔处理溶液是指氯化氨，氟化氨，碳酸钠，KBH3其中的一种或几种混合物的浓度为2040；溶液PH值811成孔处理工序一般需要进行13次重复操作；0018吸氮处理，在膜孔上吸附氮原子，提高与熔融状态下的塑胶结合力；条件为在含氮的物质浓度为2040的溶液中，温度2060摄氏度的条件下浸泡10秒300秒，溶液PH值811。0019优选的，所述清洁金属表面的方法包括0020使用溶液去除金属表面的弱碱性油污；0021使用溶液去除金属表面的酸性油污；0022碱蚀，进一步去除油污，并去除金属外壳的自然表面膜。0023优选的，使用溶液去除金属表面的弱碱性油，条件为在碳酸钠。
11、浓度为520的溶液中，在温度为4070摄氏度的条件下进行30秒300秒；0024使用溶液去除金属表面的酸性油，条件为在硫酸或硝酸的浓度为510的溶液中，在常温下，进行10120秒；0025碱蚀，条件为在氢氧化钠的浓度为310的溶液中，在4070摄氏度的条件下，进行5120秒。0026优选的，在所述在金属表面形成氧化膜层的方法为0027将金属放入溶液中进行氧化形成氧化膜，条件为在硫酸或磷酸或草酸的浓度为1020为溶液中，在1821摄氏度和1822V电压的条件下进行515分钟，形成的氧化膜厚度为25UM。0028优选的，所述金属为铝合金。0029优选的，在注入树脂进入纳米孔，完成金属和树脂的结合之。
12、前还包括将金属表面烘干；0030在注入树脂进入纳米孔，完成金属和树脂的结合之后还包括0031烘烤金属和树脂的结合体，以消除树脂内应力。0032本发明的有益效果在于本发明没有采用传统蚀刻的方式形成复合纳米孔，而是采用在阳极氧化膜孔基础上二次成孔处理，形成了复合纳米孔，所以，此工艺避免了传统蚀刻工艺易被腐蚀的风险，不仅提高了金属和树脂的结合力，而且金属与塑胶结合的稳定性也大大增加。附图说明0033图1是本发明提供的方法的流程图；0034图2是本发明提供的金属和树脂复合的示意图；00351金属，4树脂，6金属和树脂的结合面；0036图3是采用铝合金的情况下，通过本发明提供的方法得到的复合纳米孔在10。
13、万倍下的微观结构示意图；0037图4是采用铝合金的情况下，通过本发明提供的方法得到的复合纳米孔在20万倍下的微观结构示意图。说明书CN104149261A3/5页6具体实施方式0038下面结合具体的实施例及附图对的技术方案进行详细的描述，以使其更加清楚。以下实施例仅为了描述本发明所列举的较为详细的实施例，并不作为对本发明的限定。0039本发明提供的金属和树脂结合的方法，参见图1，该方法包括0040步骤S11，清洁金属表面。0041步骤S12，在金属表面形成氧化膜层，所述氧化膜层的厚度为25UM，并在氧化膜层形成了膜孔。0042步骤S13，成孔处理，对所述膜孔进行进一步处理，形成复合纳米孔。00。
14、43步骤S14，注入树脂进入复合纳米孔，完成金属和树脂的结合。0044参见图2，将金属1和树脂4按照上述的步骤进行结合，形成了金属和树脂的结合面6。0045以下以铝合金为例进行说明。0046步骤S11中，所述清洁金属表面的方法包括0047使用溶液去除金属表面的弱碱性油污，以去除产品表面油污和CNC加工带入的车削液。0048使用溶液去除金属表面的酸性油污，以进一步去除金属表面油污。0049碱蚀，进一步去除油污，并去除金属外壳的自然表面膜，以进一步去除油污，并去除铝合金外壳的自然表面膜，使接下来的氧化形成均匀的膜孔。0050上述三个步骤可以根据实际情况进行取舍。0051使用溶液去除金属表面的弱碱性。
15、油，条件为在碳酸钠浓度为520的溶液中，在温度为4070摄氏度的条件下进行30秒300秒。0052使用溶液去除金属表面的酸性油，条件为在硫酸或硝酸的浓度为510的溶液中，在常温下，进行10120秒。0053碱蚀，条件为在氢氧化钠的浓度为310的溶液中，在4070摄氏度的条件下，进行5120秒。0054步骤S12中，在所述在金属表面形成氧化膜层的方法为0055将金属放入溶液中进行氧化形成氧化膜，条件为在硫酸或磷酸或草酸的浓度为1020为溶液中，在1821摄氏度和1822V电压的条件下进行515分钟，形成的氧化膜厚度为25UM。目的以铝合金为例，形成一层铝氧化膜保护铝在后工序中不被腐蚀及组织结构不。
16、被破坏，同时利用氧化膜孔增强与塑胶的结合力。0056步骤S13中，成孔处理的方法为将金属合金中其他杂质成分溶解形成复合纳米孔。0057以铝合金为例，就是去掉铝合金中其他金属成分溶解形成复合纳米孔。复合纳米孔的结构可以参见图3和图4。0058各种铝合金存在一定比例的其他金属成分，这些成分如MG，FE，CU，MN等，先将铝合金形成一层保护膜，再经过特殊溶液缓慢溶解除氧化膜层外的其他合金某一种或多种成分并逐步形成无数特殊形状的复合纳米孔。这些复合纳米孔直径1030NM，深度20500NM。这些复合纳米孔能均匀覆盖在整个金属表面，能使PPS全称为聚亚苯基硫醚，英文名称为POLYPHENYLENESUL。
17、DE，简称PPS，PBT饱和聚酯对苯二甲酸丁酯POLYBUTYLECE说明书CN104149261A4/5页7TEREPHTHALATE，PA尼龙，聚酰胺POLYAMIDEPA等树脂能顺利进入这些复合纳米孔中并牢牢抓紧达到超强的结合力。0059这些特殊溶解液由酸性或碱性溶液及缓蚀剂，PH稳定剂等成分组成，酸性或碱性液均具有一定的还原性，同时减少铝的氧化膜溶解，选择弱酸或弱碱较佳如氯化氨，氟化氨；弱碱性选择碳酸钠，KBH3等；缓蚀剂减少溶液对金属表面的腐蚀，一般选择苯并三唑，邻位和对位的甲苯硫脲、丙硫醚、二戊基胺、甲醛、对位硫甲酚等；PH值稳定剂一般选择H3BO3等。0060在形成复合纳米孔之后。
18、还包括如下步骤0061吸氮处理，在复合纳米孔上吸附氮原子，提高与熔融状态下的塑胶结合力。0062在形成复合纳米孔之前还包括如下步骤0063膜孔清洗，用于调整膜孔均匀度。0064为了提高金属和树脂的结合力，成孔的步骤可以包括膜孔清洗、形成复合纳米孔、吸氮处理三个步骤。但膜孔清洗和吸氮处理是为了更好的提高金属和树脂的结合力的，所以不是必须的步骤。视铝合金的成分需重复膜孔清洗、形成复合纳米孔、吸氮处理三个工序13次循环。如5052材料。对于6系的材料需要在成孔的步骤重复23次。0065膜孔清洗，调整膜孔均匀度；条件为在硫酸钛或钛白粉浓度为2040的溶液中，温度2060摄氏度的条件下浸泡10秒300秒。
19、，溶液PH值811；0066成孔处理，将金属合金中其他金属成分溶解形成纳米孔；条件为在浓度为2040中的溶液中，温度2060摄氏度的条件下浸泡10秒300秒；成孔处理溶液是指氯化氨，氟化氨，碳酸钠，KBH3其中的一种或几种混合物的浓度为2040；溶液PH值811成孔处理工序一般需要进行13次重复操作；0067吸氮处理，在膜孔上吸附氮原子，提高与熔融状态下的塑胶结合力；条件为在含氮的物质浓度为2040的溶液中，温度2060摄氏度的条件下浸泡10秒300秒，溶液PH值811。0068在步骤S13之后，步骤S14之前，在注入树脂进入纳米孔，完成金属和树脂的结合之前还包括将金属表面烘干。在6070度烘。
20、烤2030分钟，使产品表面充分干燥；烘干后用密闭胶袋包装。0069为使复合纳米孔不被填充和腐蚀，产品在密闭保存30天内进行注塑，注塑材料选择上述提到的PPS全称为聚亚苯基硫醚，英文名称为POLYPHENYLENESULDE，简称PPS，PBT饱和聚酯对苯二甲酸丁酯POLYBUTYLECETEREPHTHALATE，PA尼龙，聚酰胺POLYAMIDEPA等树脂。注塑条件参考目前市场常用的注塑工艺。比如对于PPS树脂，模具温度在140160度，炮筒温度300320度等；对于PBT树脂，模具温度在140160度，炮筒温度230260度等。0070在步骤S14之后，注入树脂进入纳米孔，完成金属和树脂的。
21、结合之后还包括0071烘烤金属和树脂的结合体，以消除树脂内应力。注塑完成后需要进行烘烤消除树脂内应力，烘烤条件150170度，12小时。0072下面以铝合金为例，详细讲述铝合金和树脂结合的方法。0073购入市售的原厚度为15MM的AL6061铝合金，切断成多个大小为18MM45MM的长方形片，制作为铝合金基材的铝合金片在该铝合金片的端部开2个贯通孔，用市场通用说明书CN104149261A5/5页8的钛挂具利用2个贯通孔牢牢挂住早槽中使用含有铝合金用脱脂剂“HY305HONGYI公司制”10的水溶液60，将铝合金片浸渍其中5分钟，用自来水水洗。0074接着，在另外槽中准备温度为60的含有NAO。
22、H5的水溶液，将铝合金片浸渍其中30秒，用自来水清洗再将该水洗的铝合金片放入阳极氧化槽中用电压20V，温度20，浓度为10的硫酸浓液中氧化3分钟，取出后用离子交换水充分水洗；0075在另外槽中准备温度为40的膜孔清洗剂水溶液，将该铝合金片浸渍其中30秒，用离子交换水充分水洗再将该水洗好的铝合金片放入温度40的成孔剂的水溶液中浸渍30秒，用离子交换水充分水洗，在将该水洗好的铝合金片放入温度为40的吸氮水溶液中浸渍30秒，并将此步骤重复一次0076再将完成这些工艺的铝合金片放入设定为60的烤箱中干燥20分钟0077从钛挂具上取下铝合金片准备开始注塑，此次注塑采用45T的ENGE品牌的卧式注塑机器，。
23、树脂选用PPS1135ML日本POLY公司，含35GF黑色胶粒和PBT930HL日本POLY公司，含30GF白色胶粒取五片放入实际温度达到150的注塑模具中，将PPS1135ML日本POLY公司黑色塑胶颗粒加入料桶中，将料筒温度升到310开始注塑注塑完成后取出铝片转移到170度烤箱中烘烤1小时消除树脂内应力0078取五片铝合金片放入实际温度达到150的注塑模具中，将PBT930HL日本POLY公司白色塑胶颗粒加入料桶中，将料筒温度升到260开始注塑注塑完成后取出铝片转移到150度烤箱中烘烤1小时消除树脂内应力0079待烘烤完成并烤箱温度自然冷却时取出已经完成的注塑片如图2，进行拉拔力测试，与P。
24、PS1135ML结合的测试片所得到结合力测试结果为每平方厘米的结合面积均达到40MPA以上与PBT930HL结合的测试片所得到结合力测试结果每平方厘米的结合面积均达到30MPA以上0080以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。说明书CN104149261A1/2页9图1说明书附图CN104149261A2/2页10图2图3图4说明书附图CN104149261A10。