CN104786426A - 使金属嵌件注塑成型的方法及金属嵌件的注塑产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使金属嵌件注塑成型的方法和金属嵌件的注塑产品。其中，所述方法包括：对具备预定形状的所述金属嵌件进行前处理，以使所述金属嵌件的表面清洁；将经过前处理的所述金属嵌件进行阳极氧化处理，以在所述金属嵌件的表面形成1～8μm厚的膜层，且在所述膜层内具有形状不规则的孔洞；用粘连处理剂对具有所述孔洞的金属嵌件进行粘连处理；将经过所述粘连处理的金属嵌件进行注塑，使所述金属嵌件与塑胶通过平面直接结合。根据本发明的方法可有效简化金属与塑胶的结合结构，降低制造成本，从而提高生产效率和良品率。

Description

使金属嵌件注塑成型的方法及金属嵌件的注塑产品

技术领域

本发明属于金属嵌件成型技术领域，具体涉及一种使金属嵌件注塑成型的方法及金属嵌件的注塑产品。

背景技术

在嵌件成型技术中，尤其是嵌件成型技术在电子手持设备壳体的制作应用领域中，目前越来越多的嵌件成型技术采用金属作为注塑嵌件(insert)放置入模具中，通过注塑机在模具中注入塑胶使其与金属嵌件形成一个整体。

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。

但上述增强牢固性的处理方法，因金属嵌件上的卡扣、螺栓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，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

为解决上述问题，本发明提供了一种使金属嵌件注塑成型的方法，以及由该方法形成的金属嵌件的注塑产品。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种使金属嵌件注塑成型的方法，包括：对具备预定形状的所述金属嵌件进行前处理，以使所述金属嵌件的表面清洁；将经过前处理的所述金属嵌件进行阳极氧化处理，以在所述金属嵌件的表面形成1～8μm，优选5～7μm厚的膜层，且在所述膜层内形成形状不规则的孔洞；用粘连处理剂对具有所述孔洞的金属嵌件进行粘连处理，使得孔洞内充有粘连处理剂；将经过所述粘连处理的金属嵌件进行注塑，使得塑胶注射入所述孔洞内并通过所述粘连处理剂与所述金属嵌件结合。

所述使金属嵌件注塑成型的方法在进行所述阳极氧化处理之后、进行所述粘连处理之前还包括对所述金属嵌件进行扩孔处理，通过扩孔处理后，所述金属嵌件与所述膜层交界的表面内凹形成与所述孔洞连通的凹孔；在所述金属嵌件进行粘连处理后，所述凹孔内充有粘连处理剂；且在进行所述注塑之后，塑胶注射入所述凹孔内并通过所述粘连处理剂与所述金属嵌件结合。

优选地，所述方法在进行所述阳极氧化处理之后、进行所述粘连处理之前还包括对所述金属嵌件的孔洞进行清洗。

所述孔洞用10～20％的非离子型表面活性剂溶液进行清洗，并用包含浓度为30～50％的酸性物质的扩孔溶液进行扩孔处理。

所述前处理包括对所述金属嵌件依次进行脱脂、水洗、中和、水洗、碱蚀和水洗。

所述阳极氧化处理采用浓度为10～50％的酸性溶液在15～25V的电压下进行。

所述脱脂用由离子型表面活性剂组成的中性除油剂进行，所述碱蚀用含碱金属的碱性溶液进行。

所述粘连处理用20～50％浓度的粘连处理剂进行。

优选地，所述方法在进行所述粘连处理之后、注塑之前还包括对所述金属嵌件进行水洗和烘干。

优选地，所述方法在进行所述注塑之后，进一步包括对注塑产品在60～175℃的环境下进行烘烤。

优选地，所述膜层的厚度为5～7μm；所述孔洞的深度为1～10μm，孔径为5～30nm。

在本发明提供的使金属嵌件注塑成型的方法中，通过对具备预定形状的金属嵌件进行预处理，从而在金属嵌件的表面形成的孔洞结构，在注塑过程中，塑胶注射入孔洞内并通过粘连处理剂与金属嵌件结合，由于孔洞非常小，因此，从而人体肉眼看来，金属嵌件与塑胶如同平面结合，由此，根据本发明的方法可有效简化金属与塑胶的结合结构，降低制造成本，从而提高生产效率。同时，由于结合结构的简化，也可有效避免注塑过程中的注塑不满或溢胶的现象，从而提高良品率。

另外，由于金属嵌件还通过扩孔处理，通过扩孔处理后，金属嵌件与膜层交界的表面内凹形成与孔洞连通的凹孔，在进行注塑之后，塑胶注射入凹孔内并通过粘连处理剂与金属嵌件结合，从而使得金属嵌件和塑胶的结合强度进一步加强。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种金属嵌件的注塑产品，其包括：

金属嵌件，所述金属嵌件表面经过阳极氧化处理形成1～8μm厚的膜层，所述膜层内具有孔洞，且所述孔洞内充有粘连处理剂；

塑胶，所述塑胶与所述金属嵌件结合，且所述塑胶部分进入所述孔洞内并通过所述粘连处理剂与所述金属嵌件结合。

优选地，所述金属嵌件与所述膜层交界的表面内凹形成与所述孔洞连通的凹孔，所述凹孔内充有粘连处理剂，所述塑胶部分进入所述凹孔内并通过所述粘连处理剂与所述金属嵌件结合。

所述塑胶可为PBT、PPS、PA或PCT。根据本发明提供的金属嵌件的注塑产品，由于塑胶与金属嵌件结合，且塑胶部分进入孔洞内并通过粘连处理剂与金属嵌件结合，由于孔洞非常小，因此，从而人体肉眼看来，金属嵌件与塑胶如同平面结合，简化了现有技术中所必需的卡扣、螺孔等复杂结构，并可达到15～50MPa的结合强度，基本符合电子产品的牢固性要求。

附图说明

图1a为实施例1中金属嵌件未经阳极氧化处理的结构示意图；

图1b为实施例1中金属嵌件经阳极氧化处理后的结构示意图；

图1c是图1b中A部分的放大图；

图2为实施例1中的金属嵌件的注塑产品及进行结合强度测试的示意图。

图3为实施例2中金属嵌件经过扩孔处理后的结构示意图；

图4是实施例2中金属嵌件经阳极处理后膜层中孔洞在扫描电子显微镜(SEM)中的显示图；

图5为对比例1中金属嵌件经处理后在扫描电子显微镜下的显示图；

图6为对比例2中金属嵌件经处理后在扫描电子显微镜下的显示图；

图7为对比例3中金属嵌件经处理后在扫描电子显微镜下的显示图；

图8为对比例4中金属嵌件经处理后在扫描电子显微镜下的显示图。

具体实施方式

实施例1：

参照图1a～1c、图2，本发明提供了一种金属嵌件的注塑产品，其包括：表面经处理后的金属嵌件101和塑胶104。

如图1a为金属嵌件101未经阳极氧化处理的结构示意图，金属嵌件101表面经过阳极氧化处理形成约5～7μm厚的膜层103(参照图1b)；图1c是图1b中A部分的放大图。如图1c所示，所述膜层103内具有孔洞1031且所述孔洞1031内充有粘连处理剂(未图示)。所述孔洞的深度为1～10μm，孔径为5～30nm。

所述塑胶104与所述金属嵌件101结合，且所述塑胶104部分进入所述孔洞1031内并通过所述粘连处理剂与所述金属嵌件101结合。

本发明金属嵌件的注塑产品通过下面方法制成(即本发明提供的一种使金属嵌件注塑成型的方法)，其包括如下步骤：

步骤1：对具备预定形状的所述金属嵌件101进行前处理，以使所述金属嵌件101的表面清洁。

步骤2：请参考图1b～1c，将经过前处理的所述金属嵌件101进行阳极氧化处理，以在所述金属嵌件101的表面形成1～8μm厚的膜层103，且在所述膜层103内形成孔洞1031。膜层103厚度约为5～7μm，膜层103中形成的孔洞1031的深度约为1～10μm，孔径约为5～30nm。

步骤3：用粘连处理剂对具有所述孔洞1031的金属嵌件101及膜层103进行粘连处理，使得孔洞1031内充有粘连处理剂(未示出)。

步骤4：将经过所述粘连处理的金属嵌件101及膜层103进行高温注塑，使得塑胶104注射入所述孔洞1031内并通过所述孔洞103内的所述粘连处理剂与所述金属嵌件101结合。

根据本发明的一个实施方式，优选在对金属嵌件101进行前处理之前，采用本领域常用的方法将金属基材制备成预定形状的金属嵌件101，例如通过机械加工的方式将金属基材制作成数码产品的边框或者后盖。金属基材为电子产品领域中常用的轻金属材料，例如为铝、镁、锌等。

对具备预定形状的金属嵌件101进行前处理，其主要方法包括脱脂和碱蚀。优选包括的基本步骤是脱脂、水洗、中和、水洗、碱蚀和水洗。通过该前处理步骤使得金属嵌件101的表面清洁并适宜于阳极氧化处理。

根据一个实施方式，上述脱脂步骤用于将金属嵌件101表面的油脂彻底清除干净，可以采用酸性、碱性、中性除油剂。由于酸性与碱性除油对产品尺寸有一定影响，所以优选中性除油剂。中性除油剂由离子型表面活性剂组成，优选由阴离子型表面活性剂，例如十二烷基苯磺酸钠组成。

上述脱脂步骤优选在40～70度的温度下进行1～10分钟。

脱脂后，优选对金属嵌件101进行水洗和中和，此后再进行碱蚀。中和液优选以硝酸为主要成分的酸性溶液进行。

上述碱蚀步骤是进行进一步除油的步骤，用于同时去除金属嵌件101表面的自然氧化膜，以便后面的孔洞成型处理更顺利。碱蚀通常用含碱金属的碱性溶液进行，优选浓度为5～15％。例如浓度为8％的NaOH溶液。上述碱蚀步骤通常在20～60℃的温度下进行30秒～2分钟。

由于适宜用于电子产品的金属多为轻金属(例如铝、镁、锌等)，它们与强碱溶液相遇极易发生化学反应。因此，进行碱蚀处理后优选将经过处理的金属嵌件101快速进行纯水浸泡与清洗，以使金属嵌件101能够满足后续处理工序的要求。

根据另一个实施方式，上述阳极氧化处理是一个在酸性溶液环境中进行的电解过程。用于阳极氧化处理的酸性溶液浓度可为10～50％，优选20～30％。例如可为硫酸溶液或者草酸溶液。

在本发明中，可以优选草酸溶液作为阳极氧化溶液。

阳极氧化处理可用本领域常用的方法进行。例如，可将上述浓度范围的酸性溶液倾倒至处理槽，将待处理的金属嵌件101放置在夹具上并将夹具放入盛有阳极氧化溶液的处理槽中，使金属嵌件101完全浸泡在阳极氧化溶液中，并施加15～25V，优选17～20V的电压。阳极氧化处理的时间可为5～15分钟，优选9～12分钟。

在以上所述的阳极氧化溶液浓度、施加电压以及浸泡时间的处理条件下，都能获得理想的阳极氧化处理效果。例如，当所加电压为17V时，阳极氧化溶液浓度(例如草酸溶液)为30％，金属嵌件101的浸泡时间为12分钟；当所加电压为19V时，阳极氧化溶液(例如草酸溶液)浓度为20％，金属嵌件101的浸泡时间为10分钟；当所加电压为20V时，阳极氧化溶液(例如草酸溶液)浓度为15％，金属嵌件101的浸泡时间为9～10分钟，均可获得理想的阳极氧化处理效果。

参见图1a～图1c，以金属嵌件101原表面(即未经阳极氧化处理的金属嵌件表面)的切线为基准线102，在前述阳极氧化处理过程中，金属嵌件101的表面通过与阳极氧化溶液反应，会改变金属嵌件101原表面的微结构，在金属嵌件101原表面生成位于基准线102上方的一层膜层103，该膜层103的厚度H在1～6μm之间。该膜层成分为由金属嵌件与阳极氧化溶液反应的产物以及金属的水合物(例如三氧化二铝和铝的水合物)形成。在该膜层中分布有细小的孔洞1031。在孔洞1031的不同深度的水平面上取多个直径值D1、D2、D3等，可以计算出每一个细小孔洞1031的平均直径D的平均值为1～100nm。

根据又一个实施方式，优选将经过阳极氧化处理的金属嵌件101浸泡在纯水中约10秒进行水洗，稀释并除去金属嵌件101表面残留的阳极氧化溶液。

根据本发明的一个实施方式，还包括用粘连处理剂对具有所述孔洞1031的金属嵌件101及膜层103进行粘连处理。

所述“粘连处理”指在优选经过水洗后的孔洞1031中注入粘连处理剂。

“粘连处理剂”的主要有效成分是丙烯酸树脂胶，优选市售的溶剂型热固性胶粘剂，例如可选用3M公司的DP810产品作为粘连处理剂。该粘连处理剂通常可溶于水。

在使用中，将粘连处理剂与纯水混合后得到粘连处理剂，其中，粘连处理剂在粘连处理剂中的浓度是20％～50％，优选30％。将具有孔洞的金属嵌件浸泡在配比后的粘连处理剂中2～10分钟，优选约4分钟。

优选地，对从粘连处理剂中取出的金属嵌件进一步进行水洗和烘干。烘干后的金属嵌件优选进行真空、密封保存(如使用铝锡箔纸封存)，以避免空气中的杂质进入孔洞而粘附在孔壁上。

经粘连处理后的金属嵌件，在孔洞内会充有粘连处理剂。该粘连处理剂不会影响孔洞的孔径尺寸。该膜厚的变化不影响金属嵌件在注塑中所要求的尺寸。

通过粘连处理剂的作用，使得注塑中塑胶能够更紧密地与孔洞洞壁结合。

根据本发明的一个实施方式，将经过粘连处理后的金属嵌件进行注塑。采用本领域常用的注塑方法进行该注塑过程，例如可选用PPS(聚苯硫醚)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PA(尼龙)、PCT(聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯)等塑胶类型在注塑机上进行。

在上述注塑过程中，模温为130～160℃。熔融的塑胶在高温及压力作用下，被注射入金属嵌件表面的孔洞内并形成抓胶结构。在粘连处理过程中粘附在孔洞内壁上的粘连处理剂在上述注塑条件下会进一步增大塑胶与孔洞内壁的结合力，从而使得塑胶与金属嵌件通过平面的直接结合更为牢固。

根据本发明的又一个实施方式，优选在上述注塑过程完成后，进一步对注塑产品在60～175℃的环境下进行烘烤，以强化粘连处理剂的效果，并消除塑胶材质本身的应力，从而进一步增强注塑产品中金属嵌件与塑胶的结合。

除非特别说明，上文所述的浓度均为质量百分浓度，溶液均为水溶液。

根据本发明的金属嵌件与塑胶的注塑产品，可以使金属和塑胶通过平面直接结合，简化了现有技术中所必须的螺孔、卡扣等复杂结构，从而减少了金属嵌件的机械加工时间，大幅降低了成本。

通过对经由本发明方法制作而成的注塑产品进行拉拔力测试，在每平方厘米的结合面积上，金属和塑胶的结合强度可达到15～50MPa，基本符合电子数码产品的牢固性要求。

下面为通过本发明一种使金属嵌件注塑成型的方法制作手机后盖注塑产品的过程。

1、通过机械加工方式将铝基材制备成手机后盖形状；

2、在40℃下采用十二烷基苯磺酸钠作为中性除油剂对上述手机后盖表面进行脱脂处理10分钟，然后将手机后盖取出并用纯水浸泡与清洗；

3、将经过脱脂处理的手机后盖用硝酸作为中和试剂进行中和，且取出后用纯水浸泡与清洗；

4、在60℃下，将中和后的手机后盖浸入浓度为8％的NaOH溶液中30秒进行碱蚀，取出后快速用纯水浸泡并清洗；

5、将碱蚀后的手机后盖浸入20％的草酸溶液中进行阳极氧化处理，施加电压为19V，浸泡10分钟后，将手机后盖取出，并浸泡于纯水中10秒进行水洗；

6、将经过阳极氧化处理的手机后盖在10％的月桂醇聚氧乙烯醚溶液中浸泡4分钟以对手机后盖表面的孔洞进行清洗，取出后用纯水进行冲洗；

7、将步骤6中取出的手机后盖浸入30％的粘连处理剂(丙烯酸树脂胶DP810:稀释剂＝1:1，w/w)溶液保持4分钟，取出，并进一步进行水洗和烘干；

8、将步骤7得到的手机后盖在注塑机(日本Sumitomo)上进行注塑，塑胶为PPS，模温为130℃；

9、将由步骤8得到的产品进一步在170℃的环境下进行烘烤，制得最终的手机后盖注塑产品。

手机后盖注塑产品的性能测试(结合强度)

参见图2，对以上实施例1制得的手机后盖注塑产品进行结合强度的测试，其中选择铝材为金属嵌件101，与PPS塑胶104通过平面直接接触结合。通过拉力测试机反方向拉拔金属和塑胶至金属与塑胶的结合面相互脱离，并记录下此时使得金属塑胶脱离的施力值。经计算可知，在每平方厘米的结合面积上，铝金属嵌件101与PPS塑胶104的结合强度为15MPa，基本满足电子产品的牢固性要求。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于：在实施例2中，如图3所示，金属嵌件的注塑产品的金属嵌件301与膜层303交界的表面内凹形成与所述膜层303中的孔洞3031连通的凹孔3011，凹孔3011内也充有粘连处理剂(未示出)，塑胶部分继续进入凹孔3011内并通过粘连处理剂与金属嵌件301结合。

本实施例中，金属嵌件的注塑产品的制作方法与实施例1的区别在于：

请参考图3、图4，进行所述阳极氧化处理之后、进行所述粘连处理之前，所述金属嵌件301还通过扩孔处理，具体地，将阳极氧化处理后的金属嵌件301浸入扩孔溶液中，由此扩孔溶液穿过阻挡层302，浸入金属嵌件301的基材内，并在金属嵌件301基材中形成凹孔3011，凹孔3011具有约10～40nm的孔径，其中由SEM观测，金属嵌件301的基材中80％以上的凹孔的孔径大于或等于15nm。上述阻挡层302是在对金属嵌件301进行阳极氧化处理时，在膜层303与金属嵌件301交界面处形成的一层致密且薄的纯三氧化二铝膜，所述阻挡层302的位置也即图1a及图1b中所示基准线102所在位置。

通过扩孔处理后，所述金属嵌件301与所处膜层303交界的表面内凹形成与孔洞3031连通的凹孔3011；在所述金属嵌件301进行粘连处理后，所述凹孔3011内也充有粘连处理剂(未示出)；在进行所述注塑之后，塑胶(未示出)也注射入所述凹孔3011内并通过粘连处理剂与所述金属嵌件301结合。

根据上述方法，金属嵌件与塑胶之间可具有20～50MPa的结合强度，且通常具有25～35MPa的结合强度。金属嵌件与塑胶的结合强度受膜层厚度以及扩孔处理后膜层中孔洞的孔径的影响。如图4所示，实施例2中金属嵌件301经阳极处理后形成膜层303，在扫描电子显微镜(SEM)下观察，膜层303中形成孔洞3031。

具体地，以Al6061作为金属嵌件基材、PBT作为塑胶材料为例，优选膜层厚度在5～7μm的范围内，可以得到的最佳结合强度为25～35MPa。

从SEM结果及结合强度对比效果，可得出结论：当经扩孔处理后膜层中形成的孔洞的孔径分布大部分在5nm或以下的时候，金属嵌件的基材跟塑胶不能有效结合，不能得到很好的结合效果；熔融后的塑胶是一长串的分子链，如果孔径过小，能够进入孔洞参与反应的塑胶的分子链的长度或数量有限，冷却后形成的晶胞数量也会相应减少，会影响其中的结合力。

而当经扩孔处理后膜层中形成的孔洞的孔径过大，即大部分超过30nm后，对金属嵌件的基材跟塑胶的结合不会产生明显影响，但对后续制程，如会对耐酸碱性能如阳极氧化表面装饰处理等制程有很明显的负作用，如果孔径过大，导致氧化膜层中空部分增大、膜层疏松，耐酸碱性能下降。

下面为应用本发明一种使金属嵌件注塑成型的方法所做的实验。

实验1：

将待处理的Al6061铝合金产品进行清洗后，在浓度为30％的草酸溶液中，进行阳极氧化处理，电压为19V，时间为6min；

进行孔洞清洗，清洗溶液采用浓度为16％的月桂醇聚氧乙烯醚溶液，温度为45度，时间30s；

再将金属嵌件浸泡在纯水中进行进一步的水洗，温度为45度，时间30s；

接着进行扩孔处理，采用浓度为30％的氯化铁扩孔溶液，温度为45度，时间30s；

最后进行粘连处理，采用浓度为30％的丙烯酸树脂胶DP810粘连处理剂，温度为45度，时间30s；

烘干后的金属嵌件用PBT胶料进行注塑，模具温度在150度，注塑后以150度一个小时的条件进行烘烤处理。

产品经4小时冷却后进行拉拔力测试，得到的结合强度为35MPa。

膜层中孔洞的孔径为10～30nm，层膜厚5～7μm，单位面积数量约为每平方厘米10¹¹；金属嵌件基材中的凹孔孔径为20～40nm。

实验2：

将待处理的Al6063铝合金产品进行清洗后，在浓度为30％的草酸溶液中进行阳极氧化处理，电压为19V，时间为6min；

进行微孔清洗，采用浓度为16％的月桂醇聚氧乙烯醚溶液，温度为45度，时间45s；

后将金属嵌件浸泡在纯水中进行进一步的水洗，温度为45度，时间45s；

接着进行扩孔处理，采用浓度为30％的氯化铁扩孔溶液，温度为45度，时间30s；

最后进行粘连处理，采用浓度为30％的丙烯酸树脂胶DP810粘连处理剂，温度为45度，时间30s；

烘干后的金属嵌件用PPS胶料进行注塑，模具温度在150度，注塑后以170℃一个小时的条件进行烘烤处理。

产品经4小时冷却后进行拉拔力测试，得到的结合强度为45MPa。

膜层中孔洞的孔径为10～30nm，膜层厚5～7μm，单位面积数量约为每平方厘米10¹¹；金属嵌件基材中的凹孔的孔径为20～40nm。

上述实验1和实验2的处理过程中，每个处理步骤仅需要30～45s，可见，采用本发明方法大大缩短了生产流程。而且，将清洗溶液、粘连处理剂以及扩孔溶液温度升高到40～45度，能达到很好的结合效果，并降低阳极氧化-染色-封孔的表面装饰处理后的吐酸不良率(可以控制在5％以内)

下面是相对实验1和实验2做的对比实验。

对比例1：

将待处理的金属嵌件(材料是Al6061铝合金)进行清洗后，在浓度为30％的草酸溶液中进行阳极氧化处理，电压为19V，时间为6min；

烘干后的金属嵌件用PBT胶料进行注塑，模具温度在150度，注塑后以150度一个小时的条件进行烘烤处理；

产品经4小时冷却后进行拉拔力测试，得到的结合强度为10MPa。

仅进行上述阳极氧化处理后，得到的产品中，孔洞孔径在5～10nm(如5.8nm、8.7nm等)，膜层厚5～7μm，单位面积数量约为每平方厘米10¹¹(参考图5)。如图5所示，对比例1中的金属嵌件经处理后，在扫描电子显微镜观察其表面孔洞形态所测得的孔径尺寸在上述数值范围之内。

对比例1的测试结果证明，仅通过阳极氧化处理步骤在金属嵌件表面形成的孔洞，在对经处理的金属嵌件进行注塑后，金属嵌件与塑胶的结合力为10MPa，不能满足手持电子设备壳体的强度要求。

对比例2：

将待处理的金属嵌件(材料是Al6061铝合金)进行清洗后，在浓度为30％的草酸溶液中进行阳极氧化处理，电压为19V，时间为6min；

将金属嵌件浸泡在纯水中进行进一步的水洗，温度为45度，时间30s；

然后进行孔洞清洗采用浓度为30％的月桂醇聚氧乙烯醚孔洞清洗剂溶液，温度为45度，时间30s；

进行粘连处理，采用浓度为30％的丙烯酸树脂胶DP810粘连处理剂，温度为45度，时间30s；

烘干后的金属嵌件用PBT胶料进行注塑，模具温度在150度，注塑后以150度一个小时的条件进行烘烤处理；

产品经4小时冷却后，进行拉拔力测试，得到的结合强度为15MPa。

进行“阳极氧化”以及“粘连处理”两个处理步骤后，得到孔洞的孔径为5～10nm(如8.7nm)，膜层厚5～7um，单位面积数量约为每平方厘米10¹¹。如图6所示，对比例2中的金属嵌件经处理后，在扫描电子显微镜观察其表面孔洞形态所测得的孔径尺寸在上述数值范围之内。

对比例2的测试结果证明，金属嵌件在进行阳极氧化处理和粘连处理后，再进行注塑，金属嵌件与塑胶间的结合力提升至15MPa，可见粘连处理步骤有助于提高壳体强度。但该“阳极氧化-粘连处理”后进行注塑测得的金属与塑胶间结合力，虽然基本上也能满足手持电子设备壳体的强度要求，实施例2中“阳极氧化-扩孔-粘连处理”后进行注塑测得的金属与塑胶间结合力相比，仍较小。在“阳极氧化-粘连处理”的基础方法中，在“阳极氧化”与“粘连处理”步骤中间进一步增加“扩孔处理”，能够进一步提高金属与塑胶的结合力，从而使得手持电子设备壳体的强度达到最优值范围。

对比例3及对比例4是分别采用现有技术中对金属嵌件表面进行处理的方法所测得的数据。

对比例3：

根据第一种现有技术中对金属嵌件表面进行处理的方法，金属嵌件直接被放置入浓度为1.5％的苛性钠溶液，通过碱性溶液与金属嵌件的基材直接发生化学反应，从而在金属嵌件的基材表面蚀刻出孔洞。经过该化学蚀刻处理的金属嵌件表面并无膜层。经蚀刻而在金属嵌件基材表面形成的孔洞的孔径大部分分布在15～25nm的区间内(如16.5nm、17.5nm、20.5nm、23.5nm等)，孔径有凹坑感(参考图7)。如图7所示，对比例3中的金属嵌件经处理后，在扫描电子显微镜观察其表面孔洞形态所测得的孔径尺寸在上述数值范围之内。

标准测试片的6系列铝材、PBT胶料注塑所得到的拉拔力在20～30Mpa。对注塑后的产品进行阳极氧化-染色-封孔的表面装饰处理后，拉拔力衰减5％左右。

对比例4：

根据第二种现有技术中对金属嵌件表面进行处理的方法，金属嵌件被放入施加25V电压、0.2摩尔氢氧化钠水解液中进行电解20分钟，直接获得较大孔径的纳米孔，孔径分布在20～40nm区间内(参考图8，如26.2nm、35.0nm等)。该孔径直接依靠特殊电解形成，而未对纳米孔进行其他步骤的化学处理。如图8所示，对比例4中的金属嵌件经处理后，在扫描电子显微镜观察其表面孔洞形态所测得的孔径尺寸在上述数值范围之内。

标准测试片的6系铝材、PBT胶料注塑后所得到的注塑产品的铝材与胶料间结合力测试结果为20～25MPa。但经过阳极氧化表面装饰处理后，铝材与胶料间的结合力衰减20～30％以上。

对比例3与对比例4的测试结果证明，根据本发明方法对金属嵌件表面处理后再进行注塑，较之使用对比例3与对比例4的现有技术处理方式，注塑件金属与塑胶间的结合力数值更优，更能符合手持电子设备壳体的强度要求。

由以上实施例及对比例的结果可看出，经过本发明的方法处理过的金属嵌件的注塑产品在金属基材(铝)表面会形成一定厚度的氧化膜，该氧化膜的活性远小于铝材本身，因此经过阳极氧化-染色-封孔的表面装饰处理后时，会抑制酸进一步氧化氧化膜层。由此，可防止目前困扰金属与塑胶注塑后阳极表面处理的最大不良之一的“吐酸”问题，并可以对该因素引起的不良的良品率提高近30％，间接地降低了生产成本。

Claims (15)

1.一种使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，包括：

对具备预定形状的所述金属嵌件进行前处理，以使所述金属嵌件的表面清洁；

将经过前处理的所述金属嵌件进行阳极氧化处理，以在所述金属嵌件的表面形成1～8μm厚的膜层，且在所述膜层内形成孔洞；

用粘连处理剂对具有所述孔洞的金属嵌件进行粘连处理，使得粘连处理剂进入所述孔洞内；

将经过所述粘连处理的金属嵌件进行注塑，使得塑胶注射入所述孔洞内并通过所述粘连处理剂与所述金属嵌件结合。

2.根据权利要求1所述的使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，所述前处理包括对所述金属嵌件依次进行脱脂、水洗、中和、水洗、碱蚀和水洗。

3.根据权利要求1所述的使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，所述阳极氧化处理采用浓度为10～50％的酸性溶液在15～25V的电压下进行。

4.根据权利要求1所述的使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，所述方法在进行所述阳极氧化处理之后、进行所述粘连处理之前还包括对所述金属嵌件进行扩孔处理，通过扩孔处理后，所述金属嵌件与所述膜层交界的表面内凹形成与所述孔洞连通的凹孔；在所述金属嵌件进行粘连处理后，粘连处理剂进入所述凹孔内；且在进行所述注塑之后，塑胶注射入所述凹孔内并通过所述粘连处理剂与所述金属嵌件结合。

5.根据权利要求1所述的使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，所述方法在进行所述阳极氧化处理之后、进行所述粘连处理之前还包括对所述金属嵌件的孔洞进行清洗。

6.根据权利要求4所述的使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，所述孔洞用浓度为10～20％的非离子型表面活性剂溶液进行清洗，并用包含浓度为30～50％的酸性物质的扩孔溶液进行扩孔处理。

7.根据权利要求2所述的使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，所述脱脂用由离子型表面活性剂组成的中性除油剂进行，所述碱蚀用含碱金属的碱性溶液进行。

8.根据权利要求1所述的使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，所述粘连处理用浓度为20～50％的粘连处理剂进行。

9.根据权利要求1所述的使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，所述方法在进行所述粘连处理之后、注塑之前还包括对所述金属嵌件进行水洗和烘干。

10.根据权利要求1所述的使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，所述方法在进行所述注塑之后，进一步包括对注塑产品在60～175℃的环境下进行烘烤。

11.根据权利要求1所述的使金属嵌件注塑成型的方法，其特征在于，所述膜层的厚度为5～7μm；所述孔洞的深度为1～10μm，孔径为5～30nm。

12.一种金属嵌件的注塑产品，其特征在于，包括：

金属嵌件，所述金属嵌件表面经过阳极氧化处理形成1～8μm厚的膜层，所述膜层内具有孔洞，且所述孔洞内充有粘连处理剂；

塑胶，所述塑胶与所述金属嵌件结合，且所述塑胶部分进入所述孔洞内并通过所述粘连处理剂与所述金属嵌件结合。

13.根据权利要求12所述的金属嵌件的注塑产品，其特征在于，所述金属嵌件与所述膜层交界的表面内凹形成与所述孔洞连通的凹孔，所述凹孔内充有粘连处理剂，所述塑胶部分进入所述凹孔内并通过所述粘连处理剂与所述金属嵌件结合。

14.根据权利要求12所述的金属嵌件的注塑产品，其特征在于，所述塑胶为PBT、PPS、PA或PCT。

15.根据权利要求12所述的金属嵌件的注塑产品，其特征在于，所述膜层的厚度为5～7μm；所述孔洞的深度为1～10μm，孔径为5～30nm。