專利名稱：金屬與樹脂的復合體的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬與樹脂的復合體的制造方法。
背景技術：
在實際應用中，常常需要將金屬和樹脂進行連接形成復合體。現有的金屬和樹脂連接方法之一是采用粘接劑進行粘合，但通過粘接劑粘合無法制得高強度的金屬和樹脂復合體。另一種連接方法是先通過化學蝕刻方法在金屬件表面成孔，然后將金屬件放入模具內，注射樹脂與金屬件結合為一體。該方法雖然可以制得較高強度的金屬和樹脂復合體， 但需要針對不同的金屬配制不同的化學蝕刻液，由于所用化學藥劑都為強酸強堿，廢棄的蝕刻液難以處理，不利于環保。

發明內容
有鑒于此，有必要提供一種環保的、連接強度高的金屬與樹脂的復合體的制造方法。一種金屬與樹脂的復合體，包括金屬件及與金屬件結合的樹脂件，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合。一種金屬與樹脂的復合體的制造方法，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
I=I O相較于現有技術，上述金屬與樹脂的復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合，從而增強了樹脂與金屬件的結合力。而且，由于該方法不涉及到使用化學藥劑在金屬件形成微孔，因而較為環保。


圖1為本發明較佳實施例金屬與樹脂的復合體的剖視示意圖。圖2為本發明較佳實施例金屬與樹脂的復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，本發明較佳實施例的金屬與樹脂的復合體10包括金屬件20及與金屬件結合的樹脂件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結合。樹脂件30由結晶型熱塑性樹脂組成，該結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，其中玻璃纖維的質量百分含量可為20 50%。上述金屬與樹脂的復合體10的制造方法主要包括如下步驟提供經成型的金屬件20。該金屬件20可以通過機械加工、鑄造的方式成型。對金屬件20進行脫脂除油清洗。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，提供一激光打孔設備(圖未示)，該激光打孔設備包括一控制器，該控制器用于控制激光束1的照射路徑；設計需加工的微孔點陣圖，并將該微孔點陣圖輸入所述激光打孔設備的控制器；然后，將激光束1的聚焦位置設置在金屬件20待燒蝕的表面201上方預定距離處，在控制器控制下，激光束1按照所設計的微孔點陣圖對金屬件20進行燒蝕，以在金屬件20表面形成所述微孔22。由于激光束1的聚焦位置設置在金屬件20待燒蝕表面201上方，激光到達金屬件20時又重新發散，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加熱。于所述加熱的模具中注射熔融的結晶型熱塑性樹脂，樹脂侵入金屬件20表面的微孔22內，冷卻后，該樹脂與金屬件20結合于一體，即獲得該金屬與樹脂的復合體10。對經上述方法制得的金屬與樹脂的復合體10進行了抗拉強度及剪切強度測試。 測試結果表明，該金屬與樹脂的復合體10的抗拉強度可達15MPa，剪切強度可達25MPa。且對經上述測試后的金屬與樹脂的復合體10在進行冷熱沖擊試驗(48小時，-40 85°C，4小時/CyCle，12CyCles)后發現，該金屬與樹脂的復合體10的抗拉強度及剪切強度均無明顯減小。
上述金屬與樹脂的復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合，從而增強了樹脂與金屬件的結合了。而且，由于該方法不涉及到使用化學藥劑在金屬件形成微孔，因而較為環保。
權利要求
1.一種金屬與樹脂的復合體，包括金屬件及與金屬件結合的樹脂件，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合。
2.如權利要求1所述的金屬與樹脂的復合體，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.如權利要求1所述的金屬與樹脂的復合體，其特征在于所述金屬件的材質為鋁合金、鎂合金、不銹鋼、銅及銅合金中的一種。
4.如權利要求1所述的金屬與樹脂的復合體，其特征在于所述樹脂件由結晶型熱塑性樹脂組成。
5.如權利要求4所述的金屬與樹脂的復合體，其特征在于所述結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合。
7.如權利要求6所述的金屬與樹脂的復合體的制造方法，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.如權利要求6所述的金屬與樹脂的復合體的制造方法，其特征在于所述激光束燒蝕步驟包括提供一激光打孔設備，該激光打孔設備包括一控制器；設計需加工的微孔點陣圖，并將該微孔點陣圖輸入所述控制器；將激光束的聚焦位置設置在該金屬件的待燒蝕表面上方預定距離處，控制器控制激光束按照所述微孔點陣圖對金屬件進行燒蝕。
9.如權利要求6所述的金屬與樹脂的復合體的制造方法，其特征在于所述金屬件的材質為鋁合金、鎂合金、不銹鋼、銅及銅合金中的一種。
10.如權利要求6所述的金屬與樹脂的復合體的制造方法，其特征在于所述樹脂為結晶型熱塑性樹脂。
全文摘要
本發明提供一種金屬與樹脂的復合體的制造方法，其包括如下步驟提供一金屬件；對該金屬部件進行脫脂除油清洗；用聚焦離子束對金屬件進行刻蝕，以在金屬件表面形成納米孔點陣；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 優先權日2010年10月13日
發明者張新倍, 徐華陽, 蔣煥梧, 陳文榮, 陳正士 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司