金屬件與樹脂的復合體及其制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種金屬件與樹脂的復合體及其制作方法，尤其涉及一種結合力強、穩定性高的金屬件與樹脂的復合體及其制作方法。
【【背景技術】】
[0002]目前3C產品的外殼或零組件中經常金屬或金屬合金與其他材料結合，金屬之間通常通過焊接實現連接，當金屬與塑膠結合時，則通常通過粘貼等方法實現連接，然，通過粘貼連接的金屬與塑膠之間的粘貼強度低，從而使得其保持力差，容易出現斷裂，同時，該方法對環境要求高。
[0003]現有技術中，有通過在金屬表面制成多個納米孔，再通過注塑塑膠與金屬結合，然，如圖1所示，現有技術中金屬表面的納米孔大多大小相差大，且分布不均勻，使得金屬與塑膠之間的保持力差。
[0004]因此，實有必要提供一種新的技術方案以克服上述缺陷。
【
【發明內容】
】
[0005]本發明的目的是提供一種結合力強、穩定性高的金屬件與樹脂的復合體。
[0006]為實現上述目的，本發明可采用如下技術方案:一種金屬件與樹脂的復合體，其包括金屬件及與所述金屬件結合的樹脂，所述金屬件包括與所述樹脂結合的表面，所述表面設有一層陽極氧化膜，所述陽極氧化膜的厚度為10?14 μ m，所述陽極氧化膜上包括復數個腐蝕孔及位于各腐蝕孔下方的復數個納米孔，所述腐蝕孔的直徑處于200?ISOOnm之間，所述納米孔的直徑處于10?40nm之間。
[0007]優選的，所述金屬件由鋁或鋁合金制成。
[0008]優選的，所述各納米孔的形狀大致相同。
[0009]優選的，所述納米孔在陽極氧化膜上均勻分布。
[0010]同時，本發明還提供了一種制作金屬件與樹脂的復合體方法，該方法包括如下的步驟:
[0011](I)、提供一金屬件；
[0012](2)、將金屬件置于草酸與硫酸的混合溶液中，施加10?19V的電壓以進行陽極氧化處理，使得金屬件的表面形成具有復數個納米孔的陽極氧化膜，所述陽極氧化膜的厚度為 10 ?14 μ?? ;
[0013](3)、將經過陽極氧化處理后的金屬件浸于堿性溶液中使得金屬件的表面形成復數個位于所述納米孔上方的腐蝕孔，所述腐蝕孔的直徑處于200?ISOOnm之間，所述堿性溶液使得納米孔的直徑擴大至10?40nm ;
[0014](4)、提供一模具，將金屬件置于所述模具中，將樹脂注塑進入模具以結合于所述金屬件具有陽極氧化膜的表面以形成復合體。
[0015]優選的，對金屬件進行陽極氧化處理之前，對金屬件的表面進行除垢，去除金屬件表面自然形成的氧化膜。
[0016]優選的，對金屬件表面進行除垢后，對金屬件表面進行表調，去除除垢后的黑膜與臟污。
[0017]優選的，對金屬件表面進行除垢前，對金屬件表面進行脫脂，去除金屬件表面的油污及臟污。
[0018]優選的，將金屬件多次浸于成分不同的堿性溶液中使得納米孔的尺寸逐步擴大。
[0019]優選的，所述硫酸的濃度為70%。
[0020]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:本發明提供的金屬件與樹脂的復合體通過陽極氧化在金屬件上的形成的陽極氧化膜厚度增加，使得形成于其上的納米孔尺寸相近且分布均勻，從而使得樹脂與金屬件的結合力更強，不易斷裂。
【【附圖說明】】
[0021]圖1為現有技術金屬件陽極氧化處理后放大20萬倍的掃描電鏡圖。
[0022]圖2為本發明金屬件陽極氧化處理后放大5萬倍的掃描電鏡圖。
[0023]圖3為本發明金屬件陽極氧化處理后放大20萬倍的掃描電鏡圖。
[0024]圖4為本發明金屬件的結構示意圖。
[0025]圖5為本發明金屬件的又一結構示意圖。
[0026]圖6為本發明金屬件與樹脂的復合體的結構示意圖。
【【具體實施方式】】
[0027]下面結合附圖，對本發明作詳細說明。
[0028]如圖2至圖6所示，為本發明提供的一種金屬件與樹脂的復合體100，其包括金屬件I及與所述金屬件I固定結合的樹脂2，所述金屬件I可由鋁、鋁合金、其他金屬或其他金屬合金制成。
[0029]所述金屬件I包括基底11、位于基底11上方的阻擋層12、位于所述阻擋層12上方的陽極氧化膜13，所述陽極氧化膜13上包括復數個腐蝕孔14及位于各腐蝕孔14下方的復數個納米孔15。所述基底11包括與所述樹脂2結合的表面110，所述阻擋層12及陽極氧化膜13位于所述表面110上，所述阻擋層12將所述基底11與所述陽極氧化膜13分離開，使得陽極氧化膜13只能形成于所述阻擋層12的上方，所述阻擋層12為自然形成的氧化膜。所述陽極氧化膜13上的納米孔15分布緊密且均勻，所述納米孔15在成型樹脂2時，可使得樹脂2流入至納米孔15中從而提高金屬件I與樹脂2之間的結合力。如圖2所示，所述陽極氧化膜13的厚度為10?14 μ m，如圖3所示，所述納米孔15的直徑均保持在10?40nm之間，所述各納米孔15的大小均勻且其形狀大致相同。
[0030]所述樹脂2通過在模具內注塑的方式與所述金屬件I固定結合。
[0031]制作所述金屬件與樹脂的復合體100時，首先提供一金屬件I，所述金屬件I可事先機械切割成需要的形狀，再將金屬件I浸入脫脂劑中對其表面進行脫脂去油處理，去除金屬件I表面的油污及臟污使其表面清潔，保持脫脂劑溫度為59?61攝氏度，浸漬的時間為100?130秒。
[0032]然后，在除垢劑中對進行脫脂后的金屬件I的表面進行除垢，去除金屬件I表面自然形成的氧化膜，保持除垢劑的溫度為59?61攝氏度，浸漬的時間為20?50秒。
[0033]然后，對除垢后的金屬件I的表面進行表調，去除除垢后的黑膜與臟污，該環節在常溫下進行，浸漬的時間為60?120秒。
[0034]金屬件I脫離液體后，其表面又會形成阻擋層12，所述阻擋層12為自然形成的氧化膜，然后，對金屬件I進行陽極氧化處理，如圖4所示，使得金屬件I的表面形成具有復數個納米孔15的陽極氧化膜13，該陽極氧化處理是在草酸與硫酸的混合溶液中施加10?19V的電壓完成的，本實施例中，使用的硫酸濃度為70%，該條件下可保證形成的陽極氧化膜13的厚度為10?14 μπι，在形成陽極氧化膜13的同時所述陽極氧化膜13上會形成復數個粗糙的納米孔15，此時納米孔15的直徑都小于10nm。
[0035]再將經過陽極氧化處理的金屬件I多次浸入不同成分的堿性溶液中，所述堿性溶液的PH = 10?12，使得金屬件I的表面形成復數個位于所述納米孔15上方的腐蝕孔14，本實施方式是經過5次浸潤處理的，具體如下:第一次的堿性溶液由乙酸鈉、碳酸氫鉀、過氧化氫、水合肼、偏鋁酸鈉中的至少兩種混合而成，第二次的堿性溶液由乙酸鈉、碳酸氫鉀、氫氧化鈉、水合肼、硅酸鈉中的至少兩種混合而成，第三次的堿性溶液由乙酸鈉、碳酸氫鉀、水合肼、偏鋁酸鈉、硅酸鈉中的至少兩種混合而成，第四次的堿性溶液由氫氧化鈉、水合肼、碳酸氫鉀、偏鋁酸鈉中的至少兩種混合而成，第五次的堿性溶液由乙酸鈉、過氧化氫、硼砂、碳酸氫鉀中的至少兩種混合而成。五次的浸潤處理的溫度均保持在5?60攝氏度，前四次浸潤的時間為80?600秒，第五次浸潤的時間為5?50秒。經過5次浸潤處理后最終使得所述腐蝕孔14的直徑處于200?ISOOnm之間，所述堿性溶液使得納米孔15的直徑擴大至10?40nm，各納米孔15的大小均勻且其形狀大致相同，不會出現或大或小的納米孔，納米孔15在陽極氧化膜13上排列緊密且分布均勻。
[0036]然后，對金屬件I進行烘干處理，溫度為80?85攝氏度，時間為1000?1300秒。
[0037]最后，提供一注塑成型模具，將處理后的金屬件I容置于該模具中，注塑樹脂2進入模具，使其結合于金屬件I的陽極氧化膜13上，此時樹脂會滲入納米孔15中，待穩定后得到金屬件與樹脂的復合體100，至此，整個金屬件與樹脂的復合體100的制作過程已完成。
[0038]本發明納米孔15表面光潤，適合與多種材質的樹脂結合，實用范圍廣，同時樹脂與金屬件的結合力強，穩定性高，在高溫高濕、高低溫沖擊時陽極氧化膜也不會出現開裂的現象。
[0039]以上所述的僅是本發明的實施方式，在此應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種金屬件與樹脂的復合體，其包括金屬件及與所述金屬件結合的樹脂，所述金屬件包括與所述樹脂結合的表面，所述表面設有一層陽極氧化膜，其特征在于:所述陽極氧化膜的厚度為10?14 μ m，所述陽極氧化膜上包括復數個腐蝕孔及位于各腐蝕孔下方的復數個納米孔，所述腐蝕孔的直徑處于200?1800nm之間，所述納米孔的直徑處于10?40nm之間。2.根據權利要求1所述的金屬件與樹脂的復合體，其特征在于:所述金屬件由鋁或鋁合金制成。3.根據權利要求1所述的金屬件與樹脂的復合體，其特征在于:所述各納米孔的形狀大致相同。4.根據權利要求1所述的金屬件與樹脂的復合體，其特征在于:所述納米孔在陽極氧化膜上均勻分布。5.一種制作金屬件與樹脂的復合體方法，其特征在于:該方法包括如下的步驟: (1)、提供一金屬件； (2)、將金屬件置于草酸與硫酸的混合溶液中，施加10?19V的電壓以進行陽極氧化處理，使得金屬件的表面形成具有復數個納米孔的陽極氧化膜，所述陽極氧化膜的厚度為10 ?14 μ m ; (3)、將經過陽極氧化處理后的金屬件浸于堿性溶液中使得金屬件的表面形成復數個位于所述納米孔上方的腐蝕孔，所述腐蝕孔的直徑處于200?ISOOnm之間，所述堿性溶液使得納米孔的直徑擴大至10?40nm ; (4)、提供一模具，將金屬件置于所述模具中，將樹脂注塑進入模具以結合于所述金屬件具有陽極氧化膜的表面以形成復合體。6.如權利要求5所述的制作金屬件與樹脂的復合體方法，其特征在于:對金屬件進行陽極氧化處理之前，對金屬件的表面進行除垢，去除金屬件表面自然形成的氧化膜。7.如權利要求6所述的制作金屬件與樹脂的復合體方法，其特征在于:對金屬件表面進行除垢后，對金屬件表面進行表調，去除除垢后的黑膜與臟污。8.如權利要求6所述的制作金屬件與樹脂的復合體方法，其特征在于:對金屬件表面進行除垢前，對金屬件表面進行脫脂，去除金屬件表面的油污及臟污。9.如權利要求5所述的制作金屬件與樹脂的復合體方法，其特征在于:將金屬件多次浸于成分不同的堿性溶液中使得納米孔的尺寸逐步擴大。10.如權利要求5所述的制作金屬件與樹脂的復合體方法，其特征在于:所述硫酸的濃度為70%。
【專利摘要】本發明公開了一種金屬件與樹脂的復合體及制作該金屬件與樹脂的復合體的方法。所述金屬件與樹脂的復合體包括金屬件及與所述金屬件結合的樹脂，所述金屬件包括與所述樹脂結合的表面，所述表面設有一層陽極氧化膜，所述陽極氧化膜的厚度為10～14μm，所述陽極氧化膜上包括復數個腐蝕孔及位于各腐蝕孔下方的復數個納米孔，所述腐蝕孔的直徑處于200～1800nm之間，所述納米孔的直徑處于10～40nm之間。
【IPC分類】C25D11/02, C25D11/06
【公開號】CN105132985
【申請號】CN201510591577
【發明人】鄭明峰, 嚴緒東, 陳南南
【申請人】瑞聲聲學科技(深圳)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月16日