CN106696172A - 一种金属和塑料复合产品的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属和塑料复合产品的制作方法。该金属和塑料复合产品的制作方法包括：提供金属基体；在所述金属基体的表面形成沉积金属层；对所述沉积金属层的表面进行腐蚀，以形成纳米级小孔；将塑料注塑到所述金属基体上的沉积金属层的表面形成复合产品。本发明提供的金属和塑料复合产品的制作方法，在金属基体的表面形成由沉积金属层，在沉积金属层的表面形成纳米级小孔，塑料通过沉积金属层表面的纳米级小孔与金属基体复合。金属基体与塑料的结合强度大。能够用于绝大多数种类的金属与塑料的复合。

Description

一种金属和塑料复合产品的制作方法

技术领域

本发明涉及复合产品技术领域，具体地，本发明涉及一种金属和塑料复合产品的制作方法。

背景技术

随着电子行业的快速发展，越来越多电子产品的外壳采用金属和塑料的复合产品来制作，以达到外观金属表现，内部塑料结构的目的。金属和塑料复合产品的制作方法也从早期的粘合剂粘结、卡扣卡合、铆钉连接等发展到现在的直接注塑。

目前，在金属和塑料直接注塑的方法中，直接在金属基体上加工形成若干小孔，并将塑料直接压入具有若干孔的金属基体表面。但是，此种方法仅能在铝合金上大规模应用，不能应用与不锈钢、钛合金等其他金属或合金中。这是因为小孔在其他大多数金属或者合金中并不容易获得，或获得的小孔的尺寸、分布不具有使得金属具有牢固结合塑料的效果。因而，在不锈钢、钛合金等其他金属或合金上若采用该种直接注塑结合塑料，最终形成的复合产品存在工艺不稳定、可靠性差等诸多问题。

因此，有必要对现有金属和塑料复合产品的制作方法进行改进。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种金属和塑料复合产品的制作方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种金属和塑料复合产品的制作方法。该金属和塑料复合产品的制作方法包括：提供金属基体；在所述金属基体的表面形成沉积金属层；对所述沉积金属层的表面进行腐蚀，以形成纳米级小孔；将塑料注塑到所述金属基体上的沉积金属层的表面形成复合产品。

可选的，所述沉积金属层的厚度为5-50微米。

可选的，所述沉积金属层的成分至少包括铜、铜合金、钴、钴合金、铁、铁合金中的一种。

可选的，所述沉积金属层由电化学沉积、化学气相沉积、物理气相沉积中的一种沉积方法形成。

可选的，所述金属基体为铝、铝合金、铁、铁合金、镁、镁合金、锌、锌合金、钛、钛合金、铜、铜合金、镍、镍合金中的一种。

可选的，所述腐蚀在酸性腐蚀溶液中进行，所述酸性腐蚀溶液至少包括盐酸、硫酸、磷酸、草酸、醋酸中的一种。

可选的，所述沉积金属层表面的纳米级小孔的孔径为10-150纳米。

可选的，在模内温度为120℃的注塑模具中，以100MPa的注射压力、180mm/s的注射速度将所述塑料注塑所述沉积金属层的表面。

可选的，所述塑料由主体塑料和耐冲击改良材料构成，所述主体塑料至少包括聚亚苯基硫醚树脂、聚对苯二甲酸丁二醇脂、聚酰胺树脂中的一种，所述耐冲击改性材料至少包括玻璃纤维、碳纤维、玻璃片、碳酸钙、碳酸镁、二氧化硅、滑石中的一种。

可选的，所述耐冲击改性材料在所述塑料中的质量百分比为10％-50％。

本发明的发明人发现，现有技术中，一般直接在金属基体上加工形成若干小孔，并将塑料直接压入具有若干孔的金属基体表面。此种方法仅能应用于铝或者铝合金，并不能应用于其他种类的金属基体。而本发明的发明人进一步发现，可以在金属基体与塑料之间设置中间连接层，以将金属基体和塑料均牢固结合。本发明提供的金属和塑料复合产品的制作方法，在金属基体的表面形成沉积金属层，在沉积金属层的表面形成纳米级小孔，塑料通过沉积金属层表面的纳米孔与金属基体结合，形成复合产品。金属基体与塑料的结合强度高。能够用于绝大多数种类的金属基体与塑料的复合。

因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例中提供的金属和塑料复合产品的制作方法的示意图；

图2是本发明实施例中提供的金属基体和塑料复合后的结构示意图。

其中，1：金属基体；2：沉积金属层；3：塑料。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种金属和塑料复合产品的制作方法，该金属和塑料复合产品的制作方法通过在金属基体表面形成沉积金属层，在沉积金属层的表面形成纳米级小孔，以实现将塑料注塑到金属基体上的沉积金属层表面。如此，塑料侵入到沉积金属层表面的纳米级小孔内，金属基体与塑料结合形成复合产品，且金属基体与塑料之间的结合强度大。能够用于绝大多数种类的金属与塑料的复合。

如图1所示，所述金属和塑料复合产品的制作方法包括：

首先，如图2所示，提供金属基体1，以将塑料3与所述金属基体1结合，形成复合产品。例如，可对所述金属基体1进行机械打磨抛光，脱脂除油，以得到洁净的表面。可选的，所述金属基体1可为铝、铝合金、铁、铁合金、镁、镁合金、锌、锌合金、钛、钛合金、铜、铜合金、镍或者镍合金等。

之后，如图2所示，在所述金属基体1的表面形成沉积金属层2。具体的，所述沉积金属层2可以通过电化学沉积、化学气相沉积或者物理气相沉积等方法制作形成。例如，可将所述金属基体1放入酸性铜电镀槽中。

所述沉积金属层2附着于所述金属基体1上。所述沉积金属层2的材料应满足：便于在其上腐蚀形成均匀分布、孔径适中的小孔。优选地，所述沉积金属层2的成分至少包括铜、铜合金、钴、钴合金、铁、铁合金中的一种。

所述沉积金属层2应具有一定的厚度，以便于在其上形成小孔。优选地，所述沉积金属层2的厚度在5微米至50微米之间。如此，所述沉积金属层2具有一定的厚度，一方面其能够固定在所述金属基体1的表面；另一方面，在其上便于加工形成小孔。

在形成所述沉积金属层2之后，对所述沉积金属层2的表面进行腐蚀，以形成纳米级的小孔。可选的，所述纳米级的小孔在10纳米至150纳米之间。如此，在将塑料3注塑到所述金属基体1上的沉积金属层2时，其表面可以浸入到所述沉积金属层2上的纳米级小孔内。吸附效果佳。

优选地，所述腐蚀可在酸性腐蚀溶液中进行，具体的，所述酸性腐蚀溶液至少包括盐酸、硫酸、磷酸、草酸或者醋酸的一种。

最后，如图2所示，将塑料3注塑到所述金属基体1上的沉积金属层2的表面，形成复合产品。如此，塑料3通过所述纳米级的小孔牢固地固定在所述沉积金属层2的表面，所述金属基体1通过其上的金属沉积层2与所述塑料3结合在一起。且金属基体1与所述塑料3的结合强度高，复合的可靠性高。

优选地，所述塑料3由主体塑料和耐冲击改良材料构成。所述主体塑料至少为聚亚苯基硫醚树脂、聚对苯二甲酸丁二醇脂和聚酰胺树脂中的一种。所述耐冲击改良材料至少为玻璃纤维、碳纤维、玻璃片、碳酸钙、碳酸镁、二氧化硅、滑石中的一种。如此，在注塑结合时，所述塑料3的表面能够更多地进入所述纳米级的小孔内，结合力大。进一步优选地，所述耐冲击改良材料在所述塑料3中的质量百分比为10-50％，其余为主体塑料。

优选地，在模内温度为120℃的注塑模具中，以100MPa的注射压力、180mm/s的注射速度将所述塑料3注塑所述沉积金属层2的表面。如此，所述塑料3和所述金属基体1的结合效果佳。

在本发明的一种具体实施方式中，首先，准备1.5毫米厚度的不锈钢板，将其切割为长40毫米、宽18毫米的不锈钢基体；经机械打磨抛光后，脱脂除油，得到洁净的表面。然后，将不锈钢基体放入酸性铜电镀槽中，以1至2A/dm²的电流密度，电镀形成10微米的铜镀层，电镀完成后用水清洗吹干。之后，将镀铜后的不锈钢基体浸入配制的酸性腐蚀溶液，其中，硫酸5％、醋酸10％、硫代硫酸钠2％、余量为水。腐蚀2分钟后取出，用清水清洗干净，并吹干。最后，将不锈钢基体置于注塑模具，使用注塑机将含80％聚丁二酸二醇酯、20％玻璃纤维塑胶的塑料注射到不锈钢基体的表面，其中，注射压力100MPa，注射速度180mm/s，模温120℃，不锈钢基体和塑料通过铜镀层及其上的纳米级小孔连接在一起。经测试，塑料和不锈钢基体的结合强度约21.2Mpa。

在本发明的另一种具体实施方式中，首先，准备厚度为1.5mm的钛合金，将其切割为长40毫米、宽18毫米的钛合金基体，经机械打磨抛光后，脱脂除油，得到洁净的表面。然后，将钛合金基体置于浸锌槽中2min，形成预镀层；再放入碱性铜电镀槽中，以1至2A/dm²的电流密度，电镀形成10微米的铜镀层，电镀完成后将试片清洗吹干。之后，将钛合金基体浸入酸性腐蚀溶液，其中硫酸5％、醋酸5％、硫代硫酸钠2％、余量为水；腐蚀3min后取出，用清水清洗干净，并吹干。最后，将钛合金基体置于注塑模具内，使用注塑机将塑料注射到钛合金基体的表面，注塑参数同上。经测试，塑料和钛合金基体的结合强度约25.6Mpa。

在本发明的另一种具体实施方式中，首先，准备厚度为1.5mm的钛合金，切割为长40毫米、宽18毫米的钛合金基体，脱脂除油，得到洁净的表面。然后，采用Flexer G620型金属物理气相沉积***，在钛合金基体表面预沉积1微米的钛层打底，然后再沉积5微米的铜镀层。之后，将钛合金基体浸入酸性腐蚀溶液，其中硫酸5％、硫代硫酸钠5％、余量为水；腐蚀3分钟后取出，用清水清洗干净，并吹干。最后，将钛合金基体置于注塑模具内，使用注塑机将塑料注射到钛合金基体的表面，注塑参数同上。经测试，塑料和钛合金基体的结合强度约22.1Mpa。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种金属和塑料复合产品的制作方法，其特征在于，包括：

提供金属基体(1)；

在所述金属基体(1)的表面形成沉积金属层(2)；

对所述沉积金属层(2)的表面进行腐蚀，以形成纳米级小孔；

将塑料(3)注塑到所述金属基体(1)上的沉积金属层(2)的表面形成复合产品。

2.根据权利要求1所述的金属和塑料复合产品的制作方法，其特征在于，所述沉积金属层(2)的厚度为5-50微米。

3.根据权利要求1所述的金属和塑料复合产品的制作方法，其特征在于，所述沉积金属层(2)的成分至少包括铜、铜合金、钴、钴合金、铁、铁合金中的一种。

4.根据权利要求1所述的金属和塑料复合产品的制作方法，其特征在于，所述沉积金属层(2)由电化学沉积、化学气相沉积、物理气相沉积中的一种沉积方法形成。

5.根据权利要求1所述的金属和塑料复合产品的制作方法，其特征在于，所述金属基体(1)为铝、铝合金、铁、铁合金、镁、镁合金、锌、锌合金、钛、钛合金、铜、铜合金、镍、镍合金中的一种。

6.根据权利要求1所述的金属和塑料复合产品的制作方法，其特征在于，所述腐蚀在酸性腐蚀溶液中进行，所述酸性腐蚀溶液至少包括盐酸、硫酸、磷酸、草酸、醋酸中的一种。

7.根据权利要求1所述的金属和塑料复合产品的制作方法，其特征在于，所述沉积金属层(2)表面的纳米级小孔的孔径为10-150纳米。

8.根据权利要求1所述的金属和塑料复合产品的制作方法，其特征在于，在模内温度为120℃的注塑模具中，以100MPa的注射压力、180mm/s的注射速度将所述塑料(3)注塑所述沉积金属层(2)的表面。

9.根据权利要求1所述的金属和塑料复合产品的制作方法，其特征在于，所述塑料(3)由主体塑料和耐冲击改良材料构成，所述主体塑料至少包括聚亚苯基硫醚树脂、聚对苯二甲酸丁二醇脂、聚酰胺树脂中的一种，所述耐冲击改性材料至少包括玻璃纤维、碳纤维、玻璃片、碳酸钙、碳酸镁、二氧化硅、滑石中的一种。

10.根据权利要求9所述的金属和塑料复合产品的制作方法，其特征在于，所述耐冲击改性材料在所述塑料(3)中的质量百分比为10％-50％。