CN111571916A - 复合构件的制造方法和复合构件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有优异的接合强度的复合构件的制造方法。该铝构件与树脂构件接合的复合构件的制造方法包括如下工序：喷砂加工工序，对铝构件的表面进行喷砂加工；表面氢氧化工序，使用热和等离子体中的至少一者使经喷砂加工的铝构件的表面与水反应，将铝构件的表面改性为铝氢氧化物；以及，接合工序，在改性为铝氢氧化物的铝构件的表面直接接合树脂构件。

Description

复合构件的制造方法和复合构件
技术领域
本发明涉及复合构件的制造方法和复合构件。
背景技术
专利文献1公开了复合构件的制造方法。在该方法中，制造将母材与树脂构件接合的复合构件。在母材的表面形成有微米级或纳米级的凹凸。通过使树脂构件进入微米级或纳米级的凹凸并固化，从而与毫米级的凹凸的情况相比，产生更强的锚固效果。因此，通过该方法制造的复合构件具有优异的接合强度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/141381号
发明内容
铝与铁相比，量轻且强度也高。因此，作为各种部件使用，作为复合构件的母材也有效。专利文献1记载的制造方法从进一步提高以铝为母材的复合构件的接合强度的观点考虑有改善的余地。
根据本发明的一方面，可提供一种将铝构件与树脂构件接合的复合构件的制造方法。制造方法包括喷砂加工工序、表面氢氧化工序以及接合工序。在喷砂加工工序中，对铝构件的表面进行喷砂加工。在表面氢氧化工序中，使用热和等离子体的至少一者使经喷砂加工的铝构件的表面与水反应，将铝构件的表面改性为铝氢氧化物。在接合工序中，在改性为铝氢氧化物的铝构件的表面直接接合树脂构件。
根据该制造方法，对铝构件的表面进行喷砂加工。在喷砂加工后的铝构件的表面形成有凹凸。该凹凸有助于锚固效果。但是，凹凸由于通过喷射材料的碰撞而形成，因此，成为锐角的突起。锐角的突起有可能成为树脂构件断裂的起点。根据该制造方法，喷砂加工后的铝构件的表面被改性为铝氢氧化物。由此，锐角的突起被倒圆。然后，在改性为铝氢氧化物的铝构件的表面直接接合树脂构件。树脂构件进入被倒圆的凹凸而固化。如此，根据该制造方法，由于能够通过表面氢氧化工序而除去有可能成为树脂构件断裂的起点的锐角的突起，因此，能够提高复合构件的接合强度。进而，在铝构件的表面中，铝氢氧化物的羟基的氧原子与树脂中所含的氢原子进行氢键合。因此，由于在铝构件的表面与树脂构件之间产生化学键，因此，能够提高接合强度。进而，由铝氢氧化物构成的铝构件的表面具有几十～几百nm的细孔。因此，能够增强锚固效果。
在一个实施方式中，铝氢氧化物可以为勃姆石。
在一个实施方式中，在表面氢氧化工序中，可以利用水对铝构件的表面进行清洗，并且将铝构件的表面改性为铝氢氧化物。在铝构件的表面存在碳污时，有树脂原料的润湿性降低，并且阻碍铝构件的表面与树脂构件之间的化学键的顾虑。根据该构成，由于利用在改性为铝氢氧化物时使用的水对铝构件的表面进行清洗，因此，能够抑制因碳污引起的接合强度的降低。
在一个实施方式中，表面氢氧化工序可以使用水热处理、水蒸气处理、过热水蒸气处理、液相等离子体和混入了水的大气压等离子体中的任一个，使铝构件的表面与水反应。铝构件的表面改性能够通过上述的处理而实现。
在一个实施方式中，喷砂加工工序中使用的磨粒的粒径可以为30μm～710μm。由此，能够适当地除去形成于铝构件的表面的氧化膜，因此，能够在铝构件的表面形成均匀的铝氢氧化膜。
根据本发明的其它方式，可提供一种复合构件。复合构件具备：表面具有凹凸且在其表面形成有铝氢氧化膜的铝构件，以及，与形成有铝氢氧化膜的铝构件的表面直接接触的树脂构件。
在该复合构件中，由于在与树脂构件直接接触的铝构件的表面具有凹凸，因此，发挥锚固效果。而且，在铝构件的表面形成有铝氢氧化膜。铝氢氧化膜的羟基的氧原子与树脂中所含的氢原子进行氢键合。因此，在铝构件的表面与树脂构件之间产生化学键，所以，能够提高接合强度。而且，形成有铝氢氧化膜的铝构件的表面具有几十nm～几百nm的细孔。因此，能够增强锚固效果。
在一个实施方式中，铝氢氧化膜可以由勃姆石构成。
根据本发明的一方面和实施方式，可提供具有优异的接合强度的复合构件的制造方法和具有优异的接合强度的复合构件。
附图说明
图1是表示实施方式的复合构件的立体图。
图2是沿着图1的II－II线的复合构件的截面图。
图3是实施方式的复合构件的制造方法中使用的喷砂加工装置的概念图。
图4是对实施方式的复合构件的制造方法中使用的喷砂加工装置的构成进行说明的图。
图5是图4的喷射喷嘴的截面图。
图6是注射模塑成型中使用的模具的俯视图。
图7是沿着图6的VII－VII线的模具的截面图。
图8是实施方式的复合构件的制造方法的流程图。
图9是喷砂加工的概念图。
图10是对喷砂加工的扫描进行说明的图。
图11是对复合构件的制造工序进行说明的图。
图12是铝构件的表面观察结果。
图13是铝构件的表面的组成分析结果。
图14是剪切强度的测定结果。
符号说明
1…复合构件、2…铝构件、3…树脂构件、10…喷砂加工装置、11…处理室、12…喷射喷嘴、13…存积罐、14…加压室、15…压缩气体供给机、16…定量供给部、17…连接管、18…加工台、19…控制部、20…模具、21…模具主体。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。应予说明，在以下的说明中，对相同或相等要素标注相同符号，省略重复的说明。另外，本实施方式的“接合强度”作为“剪切强度”进行说明。
[复合构件]
图1是表示实施方式的复合构件1的立体图。如图1所示，复合构件1是多个构件通过接合而一体化的构件。例如，复合构件1是使树脂构件与相对于树脂构件的异种构件接合的构件。相对于树脂构件的异种构件是由热膨胀率、导热率、强度等相对于树脂构件具有不同的性质的材料形成的构件。
复合构件1具备铝构件2和树脂构件3。铝构件2的一个例子是板状的构件。树脂构件3与铝构件2的表面直接接触。在图1中，树脂构件3与铝构件2的表面的一部分(铝构件2的接触面4)直接接触，具有重叠接头结构。铝构件2的材料为铝或铝的合金。树脂构件3的材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、聚酰胺、液晶聚合物、聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯等树脂。
图2是沿着图1的II－II线的复合构件1的截面图。如图2所示，铝构件2在其表面2a的一部分(接触面4)具有凹凸2b。凹凸2b为微米级或纳米级的凹凸。微米级的凹凸是具有1μm以上且小于1000μm的高低差的凹凸。纳米级的凹凸是具有1nm以上且小于1000nm的高低差的凹凸。凹凸2b的端部被倒角。因此，凹凸2b带有圆度，不具有成为锐角的部位。树脂构件3由于进入凹凸2b中而固定，因此，发挥锚固效果。
进而，在铝构件2的表面形成有铝氢氧化膜2d。铝氢氧化膜2d是由铝氢氧化物构成的膜，在其表面具有几十～几百nm的细孔。铝氢氧化物是具有羟基的铝的化合物。铝氢氧化膜2d作为一个例子由勃姆石构成。铝氢氧化膜2d除勃姆石以外，也可以含有氢氧化铝、γ－氧化铝等其它铝氢氧化物而构成。
树脂构件3以其一部分进入凹凸2b的状态接合于铝构件2。这样的结构通过使用后述的模具20的注射模塑成型而形成。应予说明，复合构件1可以通过注射模塑成型以外的方法、例如压制成型、振动接合、超声波接合等而接合。
由此，本实施方式的复合构件1由于在与树脂构件3直接接触的铝构件2的表面2a具有凹凸2b，因此，发挥锚固效果。而且，在铝构件2的表面2a形成有铝氢氧化膜2d。铝氢氧化膜2d的羟基的氧原子与树脂中所含的氢原子进行氢键合。因此，由于在铝构件2的表面2a与树脂构件3之间产生化学键，因此，能够提高接合强度。而且，形成有铝氢氧化膜2d的铝构件2的表面2a由于具有几十～几百nm的细孔，因此，能够给增强锚固效果。因此，该复合构件1具有优异的接合强度。
[复合构件的制造方法]
对复合构件1的制造方法中使用的装置概要进行说明。首先，对在铝构件2的表面进行喷砂加工的装置进行说明。喷砂加工装置可以使用重力式(吸引式)的空气喷砂装置、直压式(加压式)的空气喷砂装置、离心式的喷砂装置等的任一种类型。本实施方式的制造方法作为一个例子使用所谓直压式(加压式)的空气喷砂装置。图3是复合构件1的制造方法中使用的喷砂加工装置10的概念图。喷砂加工装置10具备处理室11、喷射喷嘴12、存积罐13、加压室14、压缩气体供给机15和集尘机(未图示)。
在处理室11的内部收容有喷射喷嘴12，在处理室11对工件(在此为铝构件2)进行喷砂加工。由喷射喷嘴12喷射的喷射材料与粉尘一起落下到处理室11的下部。落下的喷射材料被供给到存积罐13，粉尘被供给到集尘机。存积于存积罐13的喷射材料被供给到加压室14，通过压缩气体供给机15对加压室14进行加压。存积于加压室14的喷射材料与压缩气体一起被供给到喷射喷嘴12。如此，一边使喷射材料循环一边对工件进行喷砂加工。
图4是对实施方式的复合构件1的制造方法中使用的喷砂加工装置10的构成进行说明的图。图4所示的喷砂加工装置10是图3所示的直压式的喷砂装置。在图4中，将处理室11的壁面的局部省略而示出。
如图4所示，喷砂加工装置10具备：连接有压缩气体供给机15且形成为密闭结构的喷射材料存积罐13和加压室14；在加压室14内与存积罐13连通的定量供给部16；介由连接管17与定量供给部16连通的喷射喷嘴12；在喷射喷嘴12的下方保持工件的同时可移动的加工台18；以及，控制部19。
控制部19对喷砂加工装置10的构成要素进行控制。控制部19作为一个例子包含显示部和处理部。处理部是具有CPU和存储部等的一般的计算机。控制部19基于所设定的喷射压力和喷射速度控制分别向存积罐13和加压室14供给压缩气体的压缩气体供给机15的供给量。另外，控制部19基于所设定的工件与喷嘴之间的距离以及工件的扫描条件(速度、移送间距、扫描次数等)对喷射喷嘴12的喷射位置进行控制。作为具体的一个例子，控制部19使用喷砂加工处理前所设定的扫描速度(X方向)和移送间距(Y方向)对喷射喷嘴12的位置进行控制。控制部19通过使保持工件的加工台18移动而控制喷射喷嘴12的位置。
图5是图4的喷射喷嘴12的截面图。喷射喷嘴12具有作为主体部的喷射管支架120。喷射管支架120是在内部具有使喷射材料和压缩气体通过的空间的筒状构件。喷射管支架120的一端是喷射材料导入口123，另一端是喷射材料排出口122。在喷射管支架120的内部形成有从喷射材料导入口123侧朝向喷射材料排出口122其前端变细的内壁面，构成具有倾斜角度的圆锥形状的收缩加速部121。在喷射管支架120的喷射材料排出口122侧连通设置有圆筒形状的喷射管124。收缩加速部121从喷射管支架120的圆筒形部的中间向喷射管124而前端变细。由此，形成压缩气体流115。
在喷射喷嘴12的喷射材料导入口123连接有喷砂加工装置10的连接管17。由此，形成依次连接有存积罐13、加压室14内的定量供给部16、连接管17和喷射喷嘴12的喷射材料路径。
如此构成的喷砂加工装置10将由控制部19控制的供给量的压缩气体从压缩气体供给机15供给到存积罐13和加压室14。而且，通过恒定的压流力，存积罐13内的喷射材料在加压室14内的定量供给部16中被定量，介由连接管17供给到喷射喷嘴12，从喷射喷嘴12的喷射管喷射到工件的加工面。由此，总是将一定的喷射材料喷射于工件的加工面。而且，喷射喷嘴12向工件的加工面的喷射位置由控制部19控制，对工件进行喷砂加工。
另外，所喷射的喷射材料和喷砂加工中产生的切削粉由未图示的集尘机吸引。在从处理室11向集尘机的路径配置有未图示的分级机，被分离为能够再使用的喷射材料和其它微粉(成为无法再使用的尺寸的喷射材料、喷砂加工中产生的切削粉)。能够再利用的喷射材料被收容于存积罐13，再次供给到喷射喷嘴12。微粉由集尘机回收。
接着，对注射模塑成型进行说明。作为注射模塑成型，在此使用嵌件成型。在嵌件成型中，在规定的模具安装嵌件，注入树脂并保持规定时间而使其固化。然后，通过热处理将树脂的残留应力除去。图6是注射模塑成型中使用的模具的俯视图。图7是沿着图6的VII－VII线的模具的截面图。如图6、图7所示，模具20具备模具主体21(上模具21a和下模具21b)。在上模具21a与下模具21b之间具备用于安装嵌件(在此为铝构件2)的空间22和注入树脂的空间23。在上模具21a的上表面设置有树脂注入口。树脂注入口介由浇道24、流道25和浇口26，与空间23连通。在空间23设置有压力传感器27和温度传感器28，检测空间23的压力和温度。基于压力传感器27和温度传感器28的检测结果来调整未图示的成型机的参数而制造成型品。参数包括模具温度、填充时的树脂温度、填充压力、注射率、保持时间、保持时的压力、热处理温度、热处理时间等。通过模具20而成型的成型品成为以规定面积接合的重叠接头结构。
接着，对复合构件1的制造方法的一系列的流程进行说明。图8是实施方式的复合构件1的制造方法MT的流程图。如图8所示，首先，作为准备工序(S10)，将规定的喷射材料填充到喷砂加工装置10。喷射材料(磨粒)的粒径例如为30μm～710μm。喷射材料的粒径越小，质量越小，因此，惯性力变低。因此，喷射材料的粒径小于30μm时，难以形成期望形状的凹凸2b。另外，工业上使用的铝构件2一般在大气中保管，其表面被厚度60nm～300nm的不均匀的铝的非结晶氧化膜覆盖。因此，利用药剂的表面蚀刻、表面激光加工有可能因铝的非结晶氧化膜的存在而成为不均匀的表面处理。在后述的表面氢氧化工序中，为了使铝构件2的表面均匀地改性，需要使铝的非结晶氧化膜为厚度约30nm以下的膜。但是，喷射材料的粒径超过710μm时，难以将铝的非结晶氧化膜削薄成厚度约30nm以下。因此，无法将形成于铝构件2的表面的铝氧化物充分地除去。能够实现凹凸的形成和铝的非结晶氧化膜的除去这两者的磨粒的粒径为30μm～710μm。
作为准备工序(S10)，喷砂加工装置10的控制部19获取喷砂加工条件。控制部19基于操作人员的操作或存储于存储部的信息而获取喷砂加工条件。喷砂加工条件包括喷射压力、喷射速度、喷嘴间距离、工件的扫描条件(速度、移送间距、扫描次数)等。喷射压力例如为0.5～2.0MPa。喷射压力越小，惯性力越低。因此，喷射压力小于0.5MPa时，难以形成期望形状的凹凸2b。喷射压力越大，惯性力越高。因此，由于与铝构件2的碰撞而喷射材料容易被粉碎。其结果，产生如下问题：(1)碰撞的能量在凹凸2b的形成以外分散，因此，加工效率差，(2)喷射材料的损耗剧烈，不经济等。这样的现象在喷射压力超过2.0MPa时变得显著。控制部19通过管理喷砂加工条件，将铝构件2的表面2a的凹凸2b的大小、深度、密度等以微米级或纳米级精密地进行控制。此外，喷砂加工条件也可以包括确定喷砂加工对象区域的条件。此时，能够进行选择性的表面处理。
接着，喷砂加工装置10作为喷砂加工工序(S12)进行以下的一系列处理。首先，将成为喷砂加工对象的铝构件2设置在处理室11内的加工台18上。接着，控制部19使未图示的集尘机工作。集尘机基于控制部19的控制信号使处理室11的内部减压而成为负压状态。接着，喷射喷嘴12基于控制部19的控制信号在喷射压力0.5～2.0MPa的范围内将喷射材料以压缩空气的固气二相流方式喷射。接着，控制部19使加工台18工作，使铝构件2移动到固气二相流的喷射流中(图4中为喷射喷嘴的下方)。图9是喷砂加工的概念图。如图9所示，从喷射喷嘴12向铝构件2的表面2a的一部分区域2c喷射喷射材料。在此，控制部19使加工台18继续工作，以预先设定的轨迹用喷射流对铝构件2进行描绘。图10是对喷砂加工的扫描进行说明的图。如图10所示，控制部19依照以移送间距P扫描加工台18的轨迹L进行工作。由此，在铝构件2的表面形成期望的微米级或纳米级的凹凸2b。
通过使用粒径30～710μm的喷射材料在喷射压力0.5～2.0MPa的范围内进行喷砂加工，从而在铝构件2的表面2a形成期望的微米级或纳米级的凹凸2b(例如，算术平均斜率RΔa和均方根斜率RΔq分别被控制为0.17～0.50、0.27～0.60的凹凸2b)。进而，铝构件2的表面的非结晶氧化膜成为厚度约9nm以下的膜。使喷砂加工装置10的工作停止后，取出铝构件2，喷砂加工完成。
图11是对复合构件的制造工序进行说明的图。如图11的(A)所示，喷砂加工后的铝构件2的表面2a的凹凸2b具有锐角的突起。
接下来，作为表面氢氧化工序(S14)，使用热和等离子体的至少一者使经喷砂加工的铝构件2的表面2a与水反应，将铝构件2的表面2a改性为铝氢氧化物。在表面氢氧化工序中，使用水热处理、水蒸气处理、过热水蒸气处理、液相等离子体和混入了水的大气压等离子体中的任一个，使铝构件2的表面2a与水反应。以下，作为一个例子，对使用水热处理的情况进行说明。在水热处理中，使经喷砂加工的铝构件2在加热到70℃以上的纯水中浸渍规定时间。由此，如图11的(B)所示，凹凸2b被倒圆。进而，铝构件2的表面2a主要改性为勃姆石，形成铝氢氧化膜2d。铝氢氧化膜2d除勃姆石以外，还可以含有氢氧化铝、γ－氧化铝等其它铝氢氧化物而构成。应予说明，在水蒸气处理、过热水蒸气处理、液相等离子体和混入了水的大气压等离子体中，水的温度也只要为70℃以上即可。从抑制铝的材质变化的观点考虑，水的温度只要为300℃以下即可。
在表面氢氧化工序中，可以利用水对铝构件的表面进行清洗。通过水热处理进行表面氢氧化工序时，可以利用水对铝构件的表面进行清洗，使表面碳浓度降低。应予说明，也可以将水热处理和超声波清洗组合而积极地使表面碳浓度降低。例如，在使铝构件2浸渍于加热到70℃以上的纯水的状态下对纯水照射超声波。由此，能够同时进行水热处理和表面清洗。
接着，作为接合工序(S16)，未图示的成型机使用上述的模具20进行成型。首先，将模具20开模，将表面被改性为铝氢氧化物的铝构件2安装于空间22，将模具20关模。然后，成型机将具有所设定的树脂温度的溶解的树脂从树脂注入口注入模具20的内部。注入的树脂在浇道24、流道25和浇口26通过，填充于空间23。成型机基于压力传感器27的检测结果来控制树脂的填充压力、注射率。成型机基于温度传感器28的检测结果以模具温度成为设定值的方式进行控制。另外，成型机基于压力传感器27的检测结果，在所设定的保持时间的期间以压力成为设定值的方式进行控制。然后，成型机基于所设定的热处理温度和热处理时间进行热处理。然后，成型机将模具20开模，将铝构件2和树脂构件3一体化的复合构件1取出。接合工序(S16)结束，则图8所示的流程图结束。由此制造图11的(C)所示的复合构件1。
如以上说明所示，根据制造方法MT，对铝构件2的表面2a进行喷砂加工。在喷砂加工后的铝构件2的表面2a形成具有锐角的突起的凹凸2b。然后，喷砂加工后的铝构件2的表面2a主要被改性为勃姆石。由此，锐角的突起被倒圆。然后，在改性为铝氢氧化物的铝构件2的表面2a直接接合树脂构件3。树脂构件3进入所倒圆的凹凸2b而固化。如此，根据制造方法MT，由于能够通过表面氢氧化工序(S14)除去可成为树脂构件3断裂的起点的锐角的突起，因此，能够提高复合构件1的接合强度。进而，在铝构件2的表面中，主要是勃姆石的羟基的氧原子与树脂中所含的氢原子进行氢结合。因此，由于在铝构件2的表面2a与树脂构件3之间产生化学键，因此，能够提高接合强度。而且，主要由勃姆石构成的铝构件2的表面2a具有几十～几百nm的细孔。因此，能够增强锚固效果。而且，通过喷砂加工将形成于铝构件2的表面2a的铝氧化膜除去。铝氧化膜是阻碍铝氢氧化膜2d的形成的要因。根据制造方法MT，由于在形成铝氢氧化物前除去铝氧化膜，因此，能够将铝构件2的表面2a改性为均质的铝氢氧化物。
根据制造方法MT，由于利用向铝氢氧化物的改性中使用的水对铝构件2的表面2a进行清洗，因此，能够抑制由碳污引起的接合强度的降低。根据制造方法MT，通过使喷砂加工工序中使用的磨粒的粒径为30μm～710μm，能够适当地除去形成于铝构件2的表面2a的氧化膜，因此，能够在铝构件2的表面2a形成均匀的勃姆石膜。
以上，对本实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述本实施方式，除本实施方式以外，也可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变形而实施是不言而喻的。
[母材、树脂构件的变形例]
作为上述实施方式的铝构件2和树脂构件3，作为例子示出了板状构件，但并不限定于该形状。可以采用能够彼此接触的所有形状。上述实施方式中，树脂构件3与铝构件2的表面的一部分接触，但也可以与铝构件2的表面全部接触。
[注射模塑成型的变形例]
注射模塑成型并不限于嵌件成型，也可以为外插成型。
实施例
[喷射材料的磨粒尺寸]
首先，测定实施喷砂加工工序(S12)之前的铝构件2的氧化被膜的膜厚。使用“欧杰电子光谱法(AES：Auger electron spectroscopy)”进行铝氧化皮膜的深度方向分析。在氧化物/金属的界面附近，为了同时检测氧化物和金属成分，将它们通过光谱合成法分离，求出氧化被膜的膜厚。氧化被膜的膜厚为72nm。接着，使用图3～图5所示的喷砂加工装置实施喷砂加工工序(S12)后，测量铝构件2的氧化被膜的膜厚。使用磨粒的中心粒径为600μm～710μm的喷射材料时，氧化被膜的膜厚为13nm。使用磨粒的中心粒径为41μm～50μm的喷射材料(最大粒径127μm以下，平均粒径57μm±3μm)时，氧化被膜的膜厚为9nm。因此，确认了通过至少使用710μm以下的喷射材料，能够除去铝构件2的表面2a的氧化被膜。
[铝构件的表面状态的确认]
使用图3～图5所示的喷砂加工装置实施喷砂加工工序(S12)。铝构件使用铝板(JIS(Japanese Industrial Standards)：A5052)。喷砂加工的使用材料为氧化铝，是磨粒中心粒径为106μm～125μm的喷射材料。喷砂压力为1.0MPa。在喷砂加工工序后，使用场发射扫描电子显微镜(FE－SEM：Field Emission Scanning Electron Microscope)进行表面观察。
接下来，实施表面氢氧化工序(S14)。使经喷砂加工的铝板在90℃的纯水中浸渍5分钟。然后，使用场发射扫描电子显微镜(FE－SEM)进行表面观察。
图12是铝构件的表面观察结果。图12的(A)是喷砂加工工序(S12)后的铝板的表面观察结果，图12的(B)是表面氢氧化工序(S14)后的铝板的表面观察结果。同样地，图12的(C)、(E)是喷砂加工工序(S12)后的铝板的表面观察结果，图12的(D)、(F)是表面氢氧化工序(S14)后的铝板的表面观察结果。
如图12的(A)、(C)所示，确认到喷砂加工工序(S12)后的铝构件2的表面2a形成有凹凸，以及具有锐角的突起。与此相对，如图12的(B)、(D)所示，确认了喷砂加工工序(S12)后的铝构件2的表面2a整体带有圆度。另外，将图12的(E)、(F)进行比较则可知，确认了在表面氢氧化工序(S14)后的铝板的表面存在几十～几百nm的细孔。
[铝构件的表面的组成确认]
[实施例：表面处理品]
使用图3～图5所示的喷砂加工装置实施喷砂加工工序(S12)。铝构件使用铝板(JIS：A5052)。喷砂加工使用材料为氧化铝、磨粒中心粒径为106μm～125μm的喷射材料。喷砂压力为1.0MPa。接下来，实施表面氢氧化工序(S14)。使经喷砂加工的铝板在90℃的纯水中浸渍5分钟。
[比较例：未处理品]
采用没有实施喷砂加工工序(S12)和表面氢氧化工序(S14)的铝板(JIS：A5052)。
使用傅立叶变换红外光谱光度计(FT－IR：Fourier Transform InfraredSpectroscopy)，通过全反射测定法(ATR：Attenuated Total Reflectance)对表面处理品和未处理品的表面组成进行分析。将分析结果示于图13。
图13是铝构件的表面的组成分析结果。对于图13所示的坐标图，横轴为波数，纵轴为吸光度。坐标图中上面所示的波形数据为表面处理品的组成分析结果，坐标图中下面所示的波形数据为未处理品的组成分析结果。如图13所示，在未处理品的波形数据中，在波数3960m－1、3930m－1、2873m－1处出现由碳污(C－H等)引起的峰，在波数946m－1处出现由铝氧化物引起的峰(Al－O)。没有确认到由勃姆石引起的峰。与此相对，在表面处理品的数据中，处理前存在的由碳污(C－H等)引起的峰和由铝氧化物引起的峰(Al－O)消失，在波数3268m－1、3113m－1处出现由勃姆石引起的峰。如此，确认了通过表面处理，铝构件2的表面的氧化物和碳污被除去，形成铝氢氧化物。
[表面碳浓度的确认]
测定实施了表面氢氧化工序(S14)的铝构件2的表面碳浓度和未处理品的表面碳浓度，进行比较。测量使用X射线光电子能谱法(XPS：X-ray PhotoelectronSpectroscopy)。其结果，未处理品的表面碳浓度为40at％，与此相对，实施了表面氢氧化工序(S14)的铝构件2的表面碳浓度为8at％。如此，确认了作为水热处理的二次效果，其有清洗效果。
[剪切强度的确认]
准备实施例和比较例1～3来确认剪切强度。
[实施例]
使用图3～图5所示的喷砂加工装置实施喷砂加工工序(S12)。铝构件使用铝板(JIS：A5052)。喷砂加工使用材料为氧化铝、磨粒中心粒径为106μm～125μm的喷射材料。喷砂压为1.0MPa。接下来，实施表面氢氧化工序(S14)。使经喷砂加工的铝板在90℃的纯水中浸渍5分钟。接下来，实施接合工序(S16)。使用图6和图7所示的模具20，使树脂构件3接合于铝构件2。树脂构件3以纵、横、厚度成为10mm×45mm×3.0mm的方式设定。树脂构件3的材料使用聚苯硫醚树脂(PPS)。作为树脂构件3，准备成分不同的3个PPS。在注射时，模具温度为150℃，注射速度为20mm/s，注射压力为53～93MPa，注射时间为0.56s。在保持时，保持压力为80MPa，保持时间为8s。铝构件2与树脂构件3的重叠为5mm。
[比较例1～3]
比较例1中，作为构件准备没有实施喷砂加工工序(S12)和表面氢氧化工序(S14)的铝板(JIS：A5052)。接合工序(S16)与实施例相同。
比较例2中，作为铝构件使用没有实施喷砂加工工序(S12)，实施了与实施例相同的表面氢氧化工序(S14)的铝板(JIS：A5052)。接合工序(S16)与实施例相同。
比较例3中，作为铝构件使用实施了与实施例相同的喷砂加工工序(S12)，没有实施表面氢氧化工序(S14)的铝板(JIS：A5052)。接合工序(S16)与实施例相同。
[接合强度评价]
测定在上述条件下制作的实施例和比较例1～3的剪切强度。评价装置通过依据ISO 19095的试验方法进行测定。将测定结果示于图14。
图14是剪切强度的测定结果如。图14所示，在实施例和比较例1～3中分别使成分不同的3个PPS接合，测定各自的剪切强度。比较例1的剪切强度为“0.0”、“0.5”、“0.0”，比较例2的剪切强度为“0.0”、“0.4”、“0.6”，比较例3的剪切强度为“5.5”、“7.2”、“12.8”，实施例的剪切强度为“12.2”、“26.9”、“20.2”。
通过将比较例1与比较例2进行比较，可确认仅实施表面氢氧化工序(S14)时，没有大幅有助于剪切强度的提高。通过将比较例1与比较例3进行比较，可确认喷砂加工工序(S12)有助于剪切强度的提高。通过将实施例与比较例1～3进行比较，可确认喷砂加工工序(S12)与表面氢氧化工序(S14)的组合大幅有助于剪切强度的提高。另外，3种PPS的结果全部是上述的趋势，因此，可确认喷砂加工工序(S12)与表面氢氧化工序(S14)的组合不论树脂构件3的材质，均大幅有助于剪切强度的提高。

Claims (7)

1.一种复合构件的制造方法，是将铝构件与树脂构件接合的复合构件的制造方法，包括如下工序：
喷砂加工工序，对所述铝构件的表面进行喷砂加工，
表面氢氧化工序，使用热和等离子体中的至少一者使经所述喷砂加工的所述铝构件的表面与水反应，将所述铝构件的表面改性为铝氢氧化物，以及
接合工序，在改性为所述铝氢氧化物的所述铝构件的表面直接接合所述树脂构件。
2.根据权利要求1所述的复合构件的制造方法，其中，所述铝氢氧化物为勃姆石。
3.根据权利要求1或2所述的复合构件的制造方法，其中，在所述表面氢氧化工序中，利用所述水对所述铝构件的表面进行清洗，并且将所述铝构件的表面改性为所述铝氢氧化物。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的复合构件的制造方法，其中，所述表面氢氧化工序使用水热处理、水蒸气处理、过热水蒸气处理、液相等离子体和混入了水的大气压等离子体中的任一个而使所述铝构件的表面与水反应。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的复合构件的制造方法，其中，所述喷砂加工工序中使用的磨粒的粒径为30μm～710μm。
6.一种复合构件，具备：
铝构件，其表面具有凹凸，并且在其表面形成有铝氢氧化膜，以及
树脂构件，与形成有所述铝氢氧化膜的所述铝构件的表面直接接触。
7.根据权利要求6所述的复合构件，其中，所述铝氢氧化膜由勃姆石构成。
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