CN106863925A - 复合金属制作方法及复合金属结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合金属制作方法及复合金属结构，其中复合金属结构包括第一金属体及第二金属体，第一金属体具有表面，表面成形有多数凸体和形成在各凸体之间的多数凹沟，每一凸体分别设有凹陷槽，凹沟具有根部宽度及顶部宽度，根部宽度大于顶部宽度；第二金属体的硬度小于第一金属体的硬度，第二金属体压接于第一金属体的表面上并与各凸体、各凹沟和各凹陷槽嵌固结合。借此，可提升二金属体的结合牢固度，并能够简化工艺和缩短制作时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料的接合技术，尤其涉及一种复合金属及其制作方法。
背景技术
随着科技不断的进步和发展，将复合材料应用在各种产品的情况已日渐普遍，举凡手机、平板计算机、笔记型计算机等的机壳与机构配件；风扇叶、汽机车零配件、医疗器材、家电外壳或零配件、安全帽；汽机车外观钣件及内部结构配件、飞机内外部配件、螺旋桨、一般船体结构件、军用钢盔、防弹类部品、卫浴设备、建材等不胜枚举。其所产制出的成品不仅具有重量轻、薄型化、外观质感佳等诸多优点外，且可有效地降低电磁波外泄。
现有的复合金属板，包括一基底层、一活性焊料层以及一外表层，基底层包含一结构强度金属；活性焊料层位于基底层的一第一侧表面上，活性焊料层包含一活性焊料；外表层位于活性焊料层的一外侧表面上，将基底层、活性焊料层及外表层依序堆栈成一体，再以爆炸焊接方式予以接合，以构成一复合金属板。
惟，复合金属板的问题在于，层与层之间的结合使用爆炸焊接需要耗费大量能源，危险性高且不易达成大量生产，同时其制造过程中易产生不良品，进而不利于降低制造成本及提高生产良率。另基底层和外表层仅藉助焊料结合，将其应用在受到剪力作用的场域中，极易令基底层和外表层产生滑位脱离等不良情况。再者，其应用焊料以爆炸焊接方式接合，对于一些特定的金属(如镁或镁合金)并不适用，而亟待加以改善者。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种复合金属制作方法及复合金属结构，其可提升二金属体的结合牢固度，并能够简化工艺和缩短制作时间。
为了达成上述的目的，本发明提供一种复合金属的制作方法，其步骤包括:a)在一第一金属体的一表面成形有多数凸体、形成在各该凸体之间的多数凹沟和形成在每一该凸体的一凹陷槽；b)将一第二金属体迭置于该第一金属体的该表面上，该第二金属体的硬度小于该第一金属体的硬度；以及c)以一压具对该第一金属体和该第二金属体进行压接加工，以令各该凸体产生塑性变形从而使该凹沟的根部宽度大于该凹沟的顶部宽度，同时让该第二金属体与各该凸体、各该凹沟和各该凹陷槽嵌固结合。
其中，步骤a)中的该成形方式为辊轧、冲压、激光或模内成型。
其中，步骤a)中的该凹陷槽的剖断面为V字形，该V字形凹陷槽的深度大于该凹沟的深度。
其中，步骤a)中的该凹陷槽的剖断面为倒立M字形，该倒立M字形凹陷槽的深度小于该凹沟的深度。
为了达成上述的目的，本发明提供一种复合金属结构，包括一第一金属体及一第二金属体，该第一金属体具有一表面，该表面成形有多数凸体和形成在各该凸体之间的多数凹沟，每一该凸体分别设有一凹陷槽，该凹沟在远离该表面的位置具有一根部宽度及在邻近该表面的位置具有一顶部宽度，该根部宽度大于该顶部宽度；该第二金属体的硬度小于该第一金属体的硬度，该第二金属体压接于该表面上并与各该凸体、各该凹沟和各该凹陷槽嵌固结合。
较佳地，该第一金属体为一平板或一圆柱体。
较佳地，各该凹沟为横向和纵向交叉配置或由多数斜向凹沟交叉配置。
较佳地，各该凸体的形状为矩形、十字形、三角形、六边形或圆形。
较佳地，该凸体开设有连通该凹陷槽的一通槽。
较佳地，各该凸体都为长条形，且以横向、纵向或斜向间隔配置，各该凹沟分别形成在任二该凸体之间。
较佳地，各该凸体都为波浪形且间隔配置，各该凹沟分别形成在任二该凸体之间。
较佳地，该第一金属体的该凹沟内成形有一导引结构。
较佳地，该导引结构的剖断面呈三角形，并于该导引结构两侧分别形成有一导引斜面。
本发明还具有以下功效，利用各凹沟形成下大上小的形状，第二金属体在侵入各凹沟后能够形成机械咬合的铆固结构，不仅可承受震动、冲击和热涨冷缩等情况，更能够保持整体结构的强度与完整性。利用在凹沟中设置导引结构和导引斜面，不仅利于第二金属体侵入各凹沟中，且能够大幅度地降低空隙的存在。本发明的制法不仅可快速的大量生产而使成本大幅的降低，其所产制出的成品更具有重量轻、薄型化、高强度、外观质感佳和易于成型后加工等诸多优点。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的制作方法流程图。
图2为本发明的第一金属体立体外观图。
图3为本发明的第一金属体剖视图。
图4为本发明的第一金属体和第二金属体经压具压接加工组合示意图。
图5为本发明的第一金属体和第二金属体经压接后组合剖视图。
图6为本发明的第一金属体的第二实施例剖视图。
图7为本发明的第一金属体的第三实施例立体外观图。
图8为本发明的第一金属体的第四实施例俯视图。
图9为本发明的第一金属体的第五实施例俯视图。
图10为本发明的第一金属体的第六实施例俯视图。
图11为本发明的第一金属体的第七实施例俯视图。
图12为本发明的第一金属体的第八实施例俯视图。
图13为本发明的第一金属体的第九实施例剖视图。
图14为本发明的第一金属体的第十实施例立体外观图。
图15为本发明复合金属结构的第二实施例立体外观图。
其中，附图标记：
10…第一金属体
11…第一表面
12…第二表面
13…凸体
131…凹陷槽
132…通槽
14…凹沟
W1…根部宽度
W2…顶部宽度
D1…深度
D2…深度
D3…深度
15…导引结构
151…导引斜面
20…第二金属体
60…辊轮组
61…上辊轮
62…下辊轮
a～c…步骤
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
请参阅图1及图5所示，本发明提供一种复合金属的制作方法，其步骤包括:
a)在一第一金属体10的一表面11成形有多数凸体13、形成在各该凸体13之间的多数凹沟14和形成在每一该凸体13的一凹陷槽131；请参阅图2及图3所示，在此步骤中的第一金属体10可为铜合金或不锈钢等硬度高的金属材料所制成的板件或圆柱件，此第一金属体10具有一第一表面11(或简称表面)及形成在第一表面11背后方的一第二表面12。其中成形加工可为滚轧、冲压、激光、模内成型等方式来形成，本实施例以辊轧加工方式做说明，当第一金属体10被输送带传送出来时，利用滚轮(图未示出)表面所成型的凹槽、凸出块和凸条对第一表面11施以滚轧加工，即能在第一表面11上同时形成有连续性的多数凸体13、多数凹沟14和多数凹陷槽131。
其中各凸体13的凹陷槽131剖断面可为一V字形，且凹陷槽131的深度D1大于凹沟14的深度D2(如图3所示)。又，各凸体13的外观形状可为矩形(如图2所示)、十字形(如图8所示)、三角形(如图9所示)、圆形(如图10所示)、六边形(如图11所示)等型态。此外，各凸体13除了可为如前述实施例中的各种几何形状外，亦可以是非几何形状或不规则形状。
其中各凹沟14可为横向、纵向或斜向间隔设置，以在各凹沟14之间形成有多数长条形凸体13(如图7所示)；各凹沟14亦可为横向和纵向交叉配置或二斜向交叉配置，以在各凹沟14之间形成有多数凸体13(如图2、图7至图11所示)；或各凹沟14亦可为波浪形，以在各凹沟14之间形成有多数波浪形凸体13(如图12所示)。
b)将一第二金属体20迭置于该第一金属体10的该表面11上，该第二金属体20的硬度小于该第一金属体10的硬度；在此步骤中的第二金属体20可为铝合金、镁合金、铝镁合金或铜合金等硬度低的金属材料所制成的板件，第二金属体20的硬度小于第一金属体10的硬度，将第二金属体20对应迭接在第一金属体10的第一表面11上(如图4所示)。
c)以一压具6对该第一金属体10和该第二金属体20进行压接加工，以令各该凸体13产生塑性变形从而使该凹沟14的根部宽度W1大于该凹沟14的顶部宽度W2，同时让该第二金属体20与各该凸体13、各该凹沟14和各该凹陷槽131嵌固结合。请参阅图4至图5所示，其中的压具可为一压接模具或一辊轮组60，其中辊轮组60包含一上辊轮61和配置在上辊轮61正下方位置的一下辊轮62，其中压接加工可以冷作或热作方式来进行，将已完成前述迭接工艺的第一金属体10和第二金属体20送入上辊轮61和下辊轮62之间进行辊轧加工，由于第二金属体20的硬度低于第一金属体10的硬度，在经各辊轮61、62的压接后将使各凸体13产生塑性变形，从而使凹沟14的根部宽度W1大于凹沟14的顶部宽度W2，同时让第二金属体20与各凸体13、各凹沟14和各凹陷槽131形成机械式咬合的铆固结构而嵌固结合。
请再参阅图5所示，前述制作方法可制得一种复合金属结构，其包括一第一金属体10及一第二金属体20，第一金属体10具有一第一表面11，在第一表面11成形有多数凸体13和形成在各凸体13之间的多数凹沟14，每一凸体13分别设有一凹陷槽131，凹沟14在远离第一表面11的位置具有一根部宽度W1及在邻近第一表面11的位置具有一顶部宽度W2，根部宽度W1大于顶部宽度W2；第二金属体20硬度小于第一金属体10的硬度，第二金属体20压接于第一表面11上并与各凸体13、各凹沟14和各凹陷槽131形成机械式咬合的铆固结构而嵌固结合。
请参阅图6所示，本实施例的第一金属体10是在各凹沟14的中间区域成形有剖断面呈三角形导引结构15，于导引结构15两侧分别形成有一导引斜面151，此导引斜面151具有导引第二金属体20能够轻易侵入各凹沟14而嵌固结合，且能够有效地降低第二金属体20在流动过程中因塑性流动路径不顺畅而产生空隙等问题，进而能够提升第二金属体20和第一金属体10的固结强度。
请参阅图13所示，其中各凸体13的凹陷槽131的剖断面除了可为上述各实施例外，亦可如本实施例为一倒立M字形，且凹陷槽131的深度D3小于凹沟14的深度D2，如此在第二金属体20受压侵入凹陷槽131内之后易于令两侧壁产生外扩式塑性变形而嵌固结合。图14中的各矩形凸体13则开设有连通凹陷槽131的一通槽132，如此亦具有令各侧壁易产生外扩式塑性变形的等同效果。
请参阅图15所示，其中第一金属体10除了可为上述各实施例的平板型态外，亦可如本实施例为一圆柱体，在圆柱体的圆周表面成型有多数凸体13和多数凹沟14，其中凹沟14的根部宽度W1大于顶部宽度W2(参阅图5)。
此外，本发明的复合金属结构，其中第一金属体10的各凸体13和各凹沟14除了可为上述各实施例的单面设置外，亦可在第一金属体10的第一表面11和第二表面12都设置有前述凸体13、凹沟14和凹陷槽131。又，本发明的复合金属结构在制作过程中可以施行多数次的辊轧加工，借以达成薄型化效果。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (13)
1.一种复合金属的制作方法，其特征在于，包括以下步骤:
a)在一第一金属体的一表面成形有多数凸体、形成在各该凸体之间的多数凹沟和形成在每一该凸体的一凹陷槽；
b)将一第二金属体迭置于该第一金属体的该表面上，该第二金属体的硬度小于该第一金属体的硬度；以及
c)以一压具对该第一金属体和该第二金属体进行压接加工，以令各该凸体产生塑性变形从而使该凹沟的根部宽度大于该凹沟的顶部宽度，同时让该第二金属体与各该凸体、各该凹沟和各该凹陷槽嵌固结合。
2.根据权利要求1所述的复合金属的制作方法，其特征在于，步骤a)中的该成形方式为辊轧、冲压、激光或模内成型。
3.根据权利要求1所述的复合金属的制作方法，其特征在于，步骤a)中的该凹陷槽的剖断面为V字形，该V字形凹陷槽的深度大于该凹沟的深度。
4.根据权利要求1所述的复合金属的制作方法，其特征在于，步骤a)中的该凹陷槽的剖断面为倒立M字形，该倒立M字形凹陷槽的深度小于该凹沟的深度。
5.一种复合金属结构，其特征在于，包括:
一第一金属体，具有一表面，该表面成形有多数凸体和形成在各该凸体之间的多数凹沟，每一该凸体分别设有一凹陷槽，该凹沟在远离该表面的位置具有一根部宽度及在邻近该表面的位置具有一顶部宽度，该根部宽度大于该顶部宽度；以及
一第二金属体，其硬度小于该第一金属体的硬度，该第二金属体压接于该表面上并与各该凸体、各该凹沟和各该凹陷槽嵌固结合。
6.根据权利要求5所述的复合金属结构，其特征在于，该第一金属体为一平板或一圆柱体。
7.根据权利要求5所述的复合金属结构，其特征在于，各该凹沟为横向和纵向交叉配置或由多数斜向凹沟交叉配置。
8.根据权利要求7所述的复合金属结构，其特征在于，各该凸体的形状为矩形、十字形、三角形、六边形或圆形。
9.根据权利要求5所述的复合金属结构，其特征在于，该凸体开设有连通该凹陷槽的一通槽。
10.根据权利要求5所述的复合金属结构，其特征在于，各该凸体都为长条形，且以横向、纵向或斜向间隔配置，各该凹沟分别形成在任二该凸体之间。
11.根据权利要求5所述的复合金属结构，其特征在于，各该凸体都为波浪形且间隔配置，各该凹沟分别形成在任二该凸体之间。
12.根据权利要求5所述的复合金属结构，其特征在于，该第一金属体的该凹沟内成形有一导引结构。
13.根据权利要求12所述的复合金属结构，其特征在于，该导引结构的剖断面呈三角形，并于该导引结构两侧分别形成有一导引斜面。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170620 |