CN103568197A - 一种塑料与金属材料受体的混合构件及结合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种塑料与金属材料受体的混合构件及结合方法，包括有金属材料和塑料；所述金属材料与塑料相结合的表面为粗糙表面，塑料与金属材料粗糙表面相结合。通过将金属材料表面粗糙化达到预期目标，后将金属材料加热后放置于经过预热的模具内，将熔融的塑料注射到金属材料表面后，用模具压制注射后的金属材料及塑料。

Description

一种塑料与金属材料受体的混合构件及结合方法
技术领域
本发明属于材料结合领域，具体是指一种将金属材料与塑料相结合的混合构件及结合方法。
背景技术
将两个零件连接到一起形成混合构件的方法中，现主要是通过机械锁定、化学结合以及机械和化学手段的结合，机械锁定例如为螺纹连接、螺栓连接，而化学结合例如为胶水粘合或者胶带粘合。
在用胶水粘合的情况下，通常使用中间粘合剂层来粘合两个构件。已经采用不同种类的粘合剂作为中间粘合层。这些粘合剂包括热塑性粉末、薄膜、薄片和热熔粘合剂以及热固性水基液体胶和溶剂型液体胶。然而，这些粘合剂可能会出现过早的粘合失效。
现有技术采用将一个部件的表面粗糙化后，将塑料等树脂材料注射到该部件表面，然后经过模具压制冷却的方式来实现两部件之间的连接。但是这一技术依然有一定的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进技术方案，通过本技术方案能够克服塑料等树脂材料在注射到零件表面后经过模具压制冷却这一技术方案的不足之处，提高两个部件的结合性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种塑料与金属材料受体的混合构件，包括有金属材料和塑料；所述金属材料与塑料相结合的表面为粗糙表面，塑料与金属材料粗糙表面相结合。
所述金属材料的粗糙表面由不均匀的微孔形成。
所述微孔的平均深度度为0-250μm，平均宽度在0-300μm。
一种塑料与金属材料受体的混合构件结合方法，其步骤包括，
将金属材料表面粗糙化达到预期目标，后将金属加热到150℃-180℃；将加热后的金属材料放置于经过预热的模具内；所述模具的温度低于金属材料的温度；将熔融的塑料注射到金属材料表面后，用模具压制注射后的金属材料及塑料；在压制过程中模具使用二阶段压力方式压制；在压制过程中使用匀速降温方式降低温度至常温。
所述模具施加的压力在第一阶段的压力小于第二阶段的压力。
第一阶段的压力与第二阶段的压力差不超过10MPa。
所述降温速度不超过2.5℃每分钟。
所述第一阶段的压力在80-120MPa之间。
本发明的有益效果是：
通过本发明的技术方案，金属和塑料部件能够直接结合，而不需要中间层，并且，当结合的部件在受到压力过大时，不是金属和塑料之间的分离，最大可能是塑料部件的断裂。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，应当理解的是，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
在本发明中所使用的金属部件可以是铁、铝、铜、锌等金属板材或部件，在本发明中也可以不完全是金属，也可以是纤维或玻璃等均可为受体，对于本发明的技术方案不存在影响。
在本发明中的塑料是指任何聚合物，只要属于塑料类能够熔融注射均能实现本发明的目的。
在本发明中的金属表面粗糙化处理可以通过现有技术来实现，比如抛砂、打磨、等方式。
一种金属材料与塑料的结合方法，其步骤包括，
将金属材料表面粗糙化达到预期目标，在此处的粗糙化是指在金属表面形成不均匀的微小的坑，其规格中，宽度一般在300μm以下，深度一般不超过250μm；至于在实际生产中可能会出现大于上述规格的，也不影响两部件的结合质量。后将金属加热到150℃-180℃；将加热后的金属材料放置于经过预热的模具内；所述模具的温度低于金属材料的温度，在通常情况下，模具的温度低于金属材料10℃-20℃；这样的目的是通过金属材料的温度向模具转移过程中，会逐渐提高金属材料凹坑边缘的硬度，有利于同塑料的结合表面的复杂性，提高结合部的强度。
将熔融的塑料注射到金属材料表面后，用模具压制注射后的金属材料及塑料；在压制过程中模具使用二阶段压力方式压制，所述模具施加的压力在第一阶段的压力小于第二阶段的压力；第一阶段的压力与第二阶段的压力差不超过10MPa，所述第一阶段的压力在80-120MPa之间。
在压制过程中使用匀速降温方式降低温度至常温；所述降温速度不超过2.5℃每分钟。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改和替换，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种塑料与金属材料受体的混合构件，其特征在于：包括有金属材料和塑料；所述金属材料与塑料相结合的表面为粗糙表面，塑料与金属材料粗糙表面相结合。
2.根据权利要求1所述的塑料与金属材料受体的混合构件，其特征在于：所述金属材料的粗糙表面由不均匀的微孔形成。
3.根据权利要求2所述的塑料与金属材料受体的混合构件，其特征在于：所述微孔的平均深度度为0-250μm，平均宽度在0-300μm。
4.一种塑料与金属材料受体的混合构件结合方法，其特征在于：其步骤包括，
将金属材料表面粗糙化达到预期目标，后将金属加热到150℃-180℃；将加热后的金属材料放置于经过预热的模具内；所述模具的温度低于金属材料的温度；将熔融的塑料注射到金属材料表面后，用模具压制注射后的金属材料及塑料；在压制过程中模具使用二阶段压力方式压制；在压制过程中使用匀速降温方式降低温度至常温。
5.根据权利要求4所述的塑料与金属材料受体的混合构件结合方法，其特征在于：所述模具施加的压力在第一阶段的压力小于第二阶段的压力。
6.根据权利要求5所述的塑料与金属材料受体的混合构件结合方法，其特征在于：第一阶段的压力与第二阶段的压力差不超过10MPa。
7.根据权利要求4或5或6所述的塑料与金属材料受体的混合构件结合方法，其特征在于：所述第一阶段的压力在80-120MPa之间。
8.根据权利要求4所述的塑料与金属材料受体的混合构件结合方法，其特征在于：所述降温速度不超过2.5℃每分钟。
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