CN111497375A

CN111497375A - 金属复合件及其制备方法

Info

Publication number: CN111497375A
Application number: CN202010185531.8A
Authority: CN
Inventors: 朱文成; 徐波玲; 付晓青; 王潇健; 侯康生; 王伟
Original assignee: Shenzhen Yuzhan Precision Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Yuzhan Precision Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2040-03-17
Also published as: CN111497375B

Abstract

本申请提供一种金属复合件，包括：第一金属层；及第二金属层，设置于所述第一金属层的表面；第一金属层包括膜层，所述膜层包括第一金属氧化物，所述膜层具有第一孔；第一孔的形状为不规则形状，为多层互通孔；所述第一金属层包括第一金属，第一金属选自铝和铝合金中的一种；第二金属层包括第二金属，第二金属选自不锈钢。本申请还提供了一种金属复合件的制备方法，包括步骤：将金属复合件的前体和第一导电材料分别作为第一电极和第二电极置于第一电解液中；在第一电极与第二电极之间通入交流电以使第一金属形成带第一孔的膜层，以制得第一金属层，形成金属复合件，第一金属选自铝和铝合金中的一种，第二金属选自不锈钢。

Description

金属复合件及其制备方法

技术领域

本申请涉及一种金属复合件及其制备方法。

背景技术

移动型消费类电子产品在人们生活中越来越多的使用。消费者对电子产品的外观以及壳体的性能要求也越来越高。现有壳体成型工艺一般由单一金属件上形成注塑成型孔，再将塑胶注塑成型，形成壳体。但单一金属壳体的外观及厚度逐渐满足不了需求，目前涌现出不同金属复合的金属件复合件用于电子产品的壳体。现有单一铝合金或钛合金表面注塑成型孔结构的制备，主要是采用40V-60V恒压直流阳极氧化的工艺，以磷酸作为主要电解液，对铝合金或钛合金制品进行多孔氧化膜的制备。然而，当上述孔结构的制备方法应用于两种金属复合的金属件复合件时，在不同金属复合的金属件复合件的电化学阳极氧化过程中，由于两种金属间的导电能力不同，导电能力强的金属表面会发生强烈的电化学抛光，造成导电能力强金属的尺寸及结构被破坏，导电能力弱的金属也无法形成注塑成型孔，因此现有工艺无法应用于上述金属复合件中。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种包含不同金属的金属复合件，在金属复合件上形成注塑成型孔，以解决包含不同金属的金属复合件因无法形成注塑成型孔而无法与塑胶结合的问题。同时，本申请还提供一种金属复合件的制备方法，以解决包含不同金属的金属复合件不能形成注塑成型孔的问题。

一种金属复合件，包括：第一金属层；及第二金属层，设置于所述第一金属层的表面；所述第一金属层包括膜层，所述膜层包括第一金属氧化物，所述膜层具有第一孔；其中，所述第一孔的形状为不规则形状，多层互通孔；所述第一金属层包括第一金属，所述第一金属选自铝和铝合金中的一种；所述第二金属层包括第二金属，所述第二金属选自不锈钢。

一种金属复合件的制备方法，所述金属复合件的前体包括第一金属和第二金属，所述第二金属设置在所述第一金属的表面，包括步骤：将所述金属复合件的前体作为第一电极置于电解液中；将第一导电材料作为第二电极置于所述电解液中；及在所述第一电极与所述第二电极之间通入交流电以使所述第一金属形成带第一孔的膜层，以制得第一金属层，形成所述金属复合件，所述第一金属选自铝和铝合金中的一种，所述第二金属选自不锈钢。

一种金属复合件，所述金属复合件由上述的制备方法制备。

上述金属复合件及其制备方法，在第一金属层形成了第一孔，所述第一孔作为注塑成型孔进行注塑，解决了现有技术中不能在包含不同金属的金属复合件上形成注塑成型孔的问题。同时本申请的金属复合件中的第一孔为不规则形状的多层互通孔，在后续塑胶与金属复合件结合时，可提高塑胶与金属复合件的结合力。

附图说明

图1为本申请中金属复合件的示意图。

图2为本申请中金属复合件的制备方法的流程图。

图3为本申请中金属复合件的制备方法的另一实施方式的流程图。

图4为本申请中金属复合件上第一金属层和第二金属层结合面处的SEM图像。

图5为本申请中金属复合件上第一金属层和第二金属层结合面处的光学显微镜图像。

图6为本申请中金属复合件上第一孔的一种实施方式的SEM图像。

图7为本申请中金属复合件上第一孔的另一种实施方式的SEM图像。

主要元件符号说明

金属复合件的前体	20
		第一金属	24
第二金属	22
		金属复合件	40
第一金属层	42
		第二金属层	44
第一孔	46
		金属复合件的制备方法	步骤S110-S190

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请作进一步详细说明。

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

在一些技术中，包含不同金属的金属复合件的前体在形成带有注塑孔时，为了避免由于不同金属的导电性不同而导致的无法形成可用注塑孔的情况，会采用遮蔽其中一种金属，在另一金属上形成注塑孔，然后再去遮蔽。但是这种方法比较繁琐，且最终由于遮蔽过程中的工艺控制较难，很容易出现遮蔽不到位或者漏遮蔽等问题，导致形成的金属复合件的质量不佳。

请参阅图1及图2，本申请提供了一种金属复合件的制备方法，用于在金属结合面上形成注塑成型孔。所述金属复合件的前体20包括第一金属24和第二金属22，所述第二金属22设置在所述第一金属24的表面。所述第一金属24选自铝和铝合金中的一种，所述第二金属22选自不锈钢。在一实施方式中，所述金属复合件的前体20由不锈钢原料及铝合金或铝原料压铸成型。

所述金属复合件的制备方法包括如下步骤。

步骤S120：将所述金属复合件的前体20作为第一电极置于第一电解液中。所述第一电解液的反应温度为25℃-35℃。所述第一电解液包括造孔剂和缓蚀剂，所述造孔剂选自磷酸和硫酸中的至少一种，所述缓蚀剂选自羧酸，一元醇，二元醇中的至少一种。所述电解液还可以包括分散剂。在一实施方式中，所述电解液中包含体积比分别为30％-40％、5％-10、1％-3％、1％-5％的磷酸、偏聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、乙二醇。在另一实施方式中，所述第一电解液中包含体积比分别为20％-30％、5％-10％、2％-5％、1％-3％的磷酸、草酸、乙二醇、葡萄糖酸钠。在另一实施方式中，所述第一电解液中包含体积比分别为10％-15％、5％-10％、5％-10％、2％-5％的磷酸、酒石酸、草酸、乙醇。在另一实施方式中，所述电解液中包含体积比分别为20％-25％、1％-3％、3％-6％的磷酸、硫酸铈、硫酸。在另一实施方式中，所述第一电解液中包含体积比分别为20％-30％、2％-6％、0.5％-2％的草酸、硫酸、氧化铝。

步骤S130：将第一导电材料作为第二电极置于所述第一电解液中。在一实施方式中，所述辅助导电材料为石墨。在其他实施方式中，所述辅助导电材料可为铂片、铜片等。

步骤S140：在所述第一电极与所述第二电极之间通入交流电以使所述第一金属24形成带第一孔的膜层，以制得第一金属层，形成所述金属复合件。在一实施方式中，所述低压交流电的电压范围为1V～10V，所述交流电的正负时间比范围为1.5-5，在所述第一电极和所述第二电极之间通入所述交流电的时间范围为30分钟-120分钟。

在一些实施方式中，在上述步骤S140中，在通入交流电且所述金属复合件的前体20作为阳极时，由于阳极氧化，作为所述第二金属22的不锈钢原料的表面形成以氧化镍氧化铬为主的钝化膜，作为所述第一金属24的铝合金或铝原料的表面也形成氧化膜阻挡层。不锈钢原料的表面形成的钝化膜能够承受一定电压，从而使不锈钢原料不会发生电化学抛光，使不锈钢原料的尺寸及结构不被改变。在通入交流电且所述金属复合件的前体20作为阴极时，电解液中析出的氢离子能够穿过铝合金或铝原料上的氧化膜阻挡层在铝合金或铝原料的表面得到电子形成气体，从而使得铝合金或铝原料的表面在一定电压下被击穿形成注塑成型孔。

如图4所示，第一金属层42上有孔，而在第二金属层44上则未见孔。说明本申请中提到可实现在第一金属层42上成孔，在第二金属层44上不形成孔。

同时如图5的光学显微镜的图显示，第一金属层42的表面的晶相结构被破坏且有第一孔46，而第二金属层44的表面晶相完整。进一步印证经上述S140步骤后形成金属复合件40。

在一些实施方式中，所述金属复合件的制备方法步骤S120前及步骤S140之后分别还包括如下步骤S110、S150。

步骤S110：对所述金属复合件的前体20进行前处理以清洁所述金属复合件的前体。所述步骤S100包括：将金属复合件的前体20至于脱脂剂中以去除金属复合件的油污；对金属复合件的前体20进行碱咬以去除金属复合件的前体20的毛边，使金属复合件的前体20变得光滑；对所述金属复合件的前体20进行剥黑膜处理以去除所述金属复合件的前体20的表面的氧化物。

步骤S150：将塑胶成形于所述第一孔中以形成塑胶件。

如图3，在另一实施方式中，在步骤S140后，还包括如下步骤。

步骤S160：将所述金属复合件作为第三电极置于第二电解液中。所述第二电解液包括醇类和含氟化合物，醇类可选自乙醇，乙二醇，二乙二醇，丙二醇，丙三醇至少一种，含氟化合物可选自NH₄F。所述第二电解液还可以含有水。所述第二电解液的反应温度20℃～40℃。

步骤S170：将第二导电材料作为第四电极置于所述第二电解液中。

步骤S180：在所述第三电极和所述第四电极之间通入直流电以使所述第二金属22表面形成第二孔，以制得所述金属复合件。所述直流电的电压范围为60V～120V，在所述第三电极和所述第四电极之间通入所述直流电的时间范围为300秒～1200秒。

在一些实施方式中，所述金属复合件的制备方法还包括：

步骤S190：将塑胶成形于所述第一孔以及成形于所述第二孔中以形成塑胶件。

请参阅图4-7，本申请还提供了一种金属复合件40。所述金属复合件40包括第一金属层42及第二金属层44。

所述第一金属层42包括第一金属，所述第一金属选自铝和铝合金中的一种。所述第一金属层42包括膜层，所述膜层包括第一金属氧化物，所述膜层具有第一孔46，所述第一孔46的形状为不规则形状，所述第一孔46为多层互通孔，多层互通孔中的多层为大于等于两层，互通孔指的是相邻两层孔之间互通，例如多层互通孔为两层，第一层中的孔与第二层中的孔互通，在实际的后续生产中，第一层中的孔与第二层中的孔互通可在注塑成型作业中使得注塑的塑胶可以更好的进入各个孔层中，且可提高塑胶和第一孔46的结合力。在一些实施方式中，如图6和图7所示，可以看到上层的孔下有下层孔，相邻孔层之间互通，在后续的注塑过程中，有利于塑胶进入孔中，实现金属与塑胶的复合。

在一些实施例中，第一孔46的形状为不规则形，具体类似海绵状或丝瓜络状孔，如图6和图7所示，这种不规则孔的设置，可使得在后续的注塑过程中，由于孔的不规则形状使得塑胶与第一孔46的结合力更好，不规则的孔可减少注塑时的应力问题。

在一些实施方式中，所述膜层的厚度范围为150nm～300nm。膜层厚度小于150nm则所述膜层在后续注塑过程中，由于塑胶深入所述膜层的深度过浅，会导致膜层与塑胶的结合力不强。

在一些实施方式中，所述膜层中相邻层中的第一孔46之间互通。

在一些实施方式中，所述第一孔46的孔径范围5nm～100nm。

在一些实施方式中，所述第一孔46的孔密度范围为45％～65％。

在一实施方式中，所述金属复合件40还包括设置于所述第一孔46中的塑胶件。

所述第二金属层44设置于所述第一金属层42的表面。所述第二金属层44包括第二金属，所述第二金属选自不锈钢。所述第二金属层44包括第二孔。在一实施方式中，所述第二孔中也设置有塑胶件。

上述金属复合件的制备方法及金属复合件40在第一金属层42形成了第一孔46，所述第一孔46可作为注塑成型孔进行注塑，解决了现有技术中不能在金属复合件40上形成注塑成型孔的缺陷。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请所公开的范围之内。

Claims

1.一种金属复合件，包括：

第一金属层；及

第二金属层，设置于所述第一金属层的表面；

所述第一金属层包括膜层，所述膜层包括第一金属氧化物，所述膜层具有第一孔；其中，

所述第一孔的形状为不规则形状，所述第一孔为多层互通孔；

所述第一金属层包括第一金属，所述第一金属选自铝和铝合金中的一种；

所述第二金属层包括第二金属，所述第二金属选自不锈钢。

2.如权利要求1所述的金属复合件，其中，

所述第一孔的孔径范围5nm～100nm。

3.如权利要求1所述的金属复合件，其中，

所述膜层的厚度范围为150nm～300nm。

4.如权利要求1所述的金属复合件，其中，

所述第一孔的孔密度范围为45％～65％。

5.如权利要求1所述的金属复合件，其中，

所述膜层中相邻层中的第一孔之间互通。

6.如权利要求1-5任一项所述的金属复合件，其中，

所述第二金属层包括第二孔。

7.如权利要求1-5任一项所述的金属复合件，还包括：塑胶件，设置于所述第一孔中。

8.如权利要求6所述的金属复合件，还包括：

塑胶件，设置于所述第一孔以及设置于所述第二孔中。

9.一种金属复合件的制备方法，所述金属复合件的前体包括第一金属和第二金属，所述第二金属设置在所述第一金属的表面，包括步骤：

将所述金属复合件的前体作为第一电极置于第一电解液中；

将第一导电材料作为第二电极置于所述第一电解液中；及

在所述第一电极与所述第二电极之间通入交流电以使所述第一金属形成带第一孔的膜层，以制得第一金属层，形成所述金属复合件，所述第一金属选自铝和铝合金中的一种，所述第二金属选自不锈钢。

10.如权利要求9所述的制备方法，其中，所述交流电的电压范围为1V～10V。

11.如权利要求9所述的制备方法，还包括：

将所述金属复合件作为第三电极置于第二电解液中；

将第二导电材料作为第四电极置于所述第二电解液中；

在所述第三电极和所述第四电极之间通入直流电以使所述第二金属表面形成第二孔，以制得所述金属复合件。

12.如权利要求9所述的制备方法，还包括：

将塑胶成形于所述第一孔中以形成塑胶件。

13.如权利要求11所述的制备方法，还包括：

将塑胶成形于所述第一孔以及成形于所述第二孔中以形成塑胶件。

14.一种金属复合件，所述金属复合件由权利要求9～13任一项所述的制备方法制备。