CN111703012A - 一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于注塑方法技术领域，尤其涉及一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法。本发明针对现有技术中金属与聚合物结合较差的问题提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，包括将剪裁好的金属板置于变形模具内，再将变形模具置于注塑模具中，此时金属板上表面和下表面分别具有初始自由空腔和变形空腔；将聚合物的熔体注入至初始自由空腔内，升高注塑压力使得金属板发生向变形空腔内延伸的形变；待聚合物冷却后得到金属板与聚合物相复合的产品。本发明在注塑过程中，利用注射压力迫使金属发生形变，金属的形变有助于增强金属与聚合物的结合，故增强了复合后产品中金属与聚合物两相之间的结合力。

Description

一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法
技术领域
本发明属于注塑方法技术领域，尤其涉及一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法。
背景技术
目前，金属与塑料长期以来都用作汽车制造等工业领域中的重要元件，金属通常添加到混合组件中，以提供所需的强度和刚度，增强美观性，导热性和导电性，并防止电磁干扰。塑料则使混合元件能够配置成轻型复杂的形状，并具有改进的阻尼特性，耐腐蚀的特点。目前，正在进行的研究是将两种材料整合成一个比两种材料单独拥有的性能更好的混合元件。现有技术中，金属部件在利用机加工或塑性加工成型后，再实现与塑料的结合。而且，大多采用粘结剂或是机械铆合，即：对金属表面进行处理以形成一定的微观结构，再利用粘结剂将一面具有微观结构的金属基材与塑性材料结合；或是对金属基材进行机械加工以形成机械孔，在通过注射熔体将金属材料与塑性材料结合。但是这两种方法制备的金-塑复合件，金属和聚合物两相之间的结合力较弱。
例如，中国实用新型专利公开了一种注塑模具[申请号：201821765257.6]，该实用新型专利包括：注塑模具前模，所述注塑模具前模包括前模固定板、定位圈、进胶口、前模座板及流道，所述定位圈设置于所述前模固定板上，所述进胶口与所述定位圈连通，所述前模座板设置于所述前模固定板上，且所述前模座板上开设有两个前模腔，所述流道设置于所述前模座板上，所述流道包括主流道及两个分流道，所述主流道与所述进胶口连通，每一所述分流道包括一级缓冲部、二级缓冲部及喷发部，所述一级缓冲部、所述二级缓冲部及所述喷发部顺序连通，且所述一级缓冲部的直径小于所述二级缓冲部的直径，所述二级缓冲部的直径小于所述喷发部的直径，两个所述一级缓冲部分别与所述主流道的两端连通，两个所述喷发部分别与两个所述前模腔连通；注塑模具后模，所述注塑模具后模包括后模固定板、顶出底板、顶杆固定板、后模座板及两个后模垫块，两个所述后模垫块分别设置于所述后模固定板的两端上，所述顶出底板设置于所述后模固定板上，且所述顶出底板位于两个所述后模垫块之间，所述顶杆固定板设置于所述顶出底板上，所述后模座板的两端分别设置于两个所述后模垫块上，所述后模座板上开设有两个后模腔，所述前模座板用于与所述后模座板相贴合，使得所述前模腔与所述后模腔连通，且所述前模腔与所述后模腔连通并形成产品成型腔。
该实用新型具有通过减少冲印痕迹，能够进一步提高产品的合格率的优势，但其仍未解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种可提高金属与聚合物结合力的利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将剪裁好的金属板置于变形模具内，再将变形模具置于注塑模具中，此时金属板上表面和下表面分别具有初始自由空腔和变形空腔；
步骤二：将聚合物的熔体注入至初始自由空腔内，升高注塑压力使得金属板发生向变形空腔内延伸的形变；
步骤三：待聚合物冷却后得到金属板与聚合物相复合的产品。
在上述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法中，在进行步骤一之前还包括用于增强聚合物与金属板复合后之间的相互作用力的预处理步骤。
在上述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法中，所述预处理步骤包括利用砂纸对金属板上表面进行打磨处理，然后对金属板进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5％-6％的磷酸溶液对金属板进行氧化处理；或所述预处理步骤包括在金属板上表面浸涂或涂覆胶黏剂。
在上述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法中，所述金属板为铝、铜、铝合金、铜合金或碳钢；所述聚合物为热塑性弹性体材料，所述金属板的厚度为0.5-2.0mm。
在上述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法中，步骤二中的注塑压力为20-80MPa。
在上述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法中，步骤二中注塑模具的温度为30-160℃。
在上述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法中，所述变形空腔的最大宽度与最深深度的比值为1:0.1-1:0.75。
在上述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法中，所述注塑模具包括依次设置的底板、动模板、定模板和注塑板，变形模具位于动模板和定模板之间，所述金属板位于变形模具中，初始自由空腔和变形空腔分别位于金属板两侧，所述注塑板上具有注塑口，注塑口与初始自由空腔通过注塑流道相连通。
在上述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法中，所述变形模具包括固定板和活动板，所述固定板嵌合在定模板内，所述活动板嵌合在动模板内，所述固定板底面具有向固定板内部凹陷的安装槽，所述金属板位于安装槽内。
在上述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法中，所述底板和动模板之间设有可发生靠近或远离动模板移动的顶出机构和固定设置在底板上的模脚，所述模脚对称设置在顶出机构两侧且与顶出机构的侧面相贴合，所述顶出机构的一端压设在底板上，另一端延伸至变形模具内，还包括设置在顶出机构与动模板之间的缓冲弹簧，所述缓冲弹簧一端压设在顶出机构上，另一端压设在动模板上。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明在注塑过程中，利用注射压力迫使金属发生形变，金属的形变有助于增强金属与聚合物的结合，故增强了复合后产品中金属与聚合物两相之间的结合力。
2、本发明在注塑模具中设有变形模具，这样在面对不同的产品形状时仅需更换变形模具即可，无需整体更换注塑模具，减少了因产品不同而更换模具的难度。
3、本发明在金属板注塑形变前还对金属板表面进行了预处理，使得金属板表面呈微孔结构，进一步增大了与聚合物的结合力。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的爆炸图；
图4是变形模具的爆炸图；
图中：金属板1、变形模具2、注塑模具3、初始自由空腔4、变形空腔5、聚合物6、顶出机构7、缓冲弹簧8、模脚9、固定板21、活动板22、安装槽23、底板31、动模板32、定模板33、注塑板34、注塑口35、注塑流道36。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，这样可以去除金属表面的氧化膜，然后对金属板1进行电解抛光处理，以获得平整的表面，最后利用质量分数为5％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，这样可以在金属板1表面形成大量的微孔结构，大量的微孔结构为金属板1与聚合物6的粘附与机械互锁提供了更大的表面积，从而进一步增大金属板1与聚合物6的结合力，其中，金属板1为铝合金板，厚度为0.5mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.4；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为TPU，此时注塑模具3的温度为30℃，升高注塑压力至20MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
结合图1和图2所示，所述注塑模具3包括依次设置的底板31、动模板32、定模板33和注塑板34，变形模具2位于动模板32和定模板33之间，所述金属板1位于变形模具2中，初始自由空腔4和变形空腔5分别位于金属板1两侧，所述注塑板34上具有注塑口35，注塑口35与初始自由空腔4通过注塑流道36相连通。
注塑时，处于熔融状态的聚合物6通过注塑口35注入初始自由空腔4内与金属板1的上表面相贴合，增加注塑压力使得金属板1向下方的变形空腔5内弯折，冷却后得到金属板1和聚合物6的复合产品。聚合物6选用热塑性弹性体材料，例如TPU或聚苯乙烯。故本发明在注塑过程中，利用注射压力迫使金属板1发生形变，金属的形变有助于增强金属与聚合物的结合，故增强了复合后产品中金属板1与聚合物6两相之间的结合力。同时，本发明注塑模具3内的变形模具2为单独设置，是可以快速更换的，这样在面对不同的产品形状时仅需更换变形模具2即可，无需整体更换注塑模具3，减少了因产品不同而更换模具的难度。
结合图1和图4所示，所述变形模具2包括固定板21和活动板22，所述固定板21嵌合在定模板33内，所述活动板22嵌合在动模板32内，所述固定板21底面具有向固定板21内部凹陷的安装槽23，所述金属板1位于安装槽23内。这样将金属板1设置在定模板33一侧，减少合模前的移动对金属板1位置的影响。
结合图1-3所示，所述底板31和动模板32之间设有可发生靠近或远离动模板32移动的顶出机构7和固定设置在底板1上的模脚9，顶出机构7在注塑完成后可将复合有聚合物6的变形后的金属板1顶出，便于脱模过程。所述模脚9对称设置在顶出机构7两侧且与顶出机构7的侧面相贴合，模脚9用于保证顶出过程中底板31和动模板32之间的距离保持不变。所述顶出机构7的一端压设在底板31上，另一端延伸至变形模具2内，还包括设置在顶出机构7与动模板32之间的缓冲弹簧8，所述缓冲弹簧8一端压设在顶出机构7上，另一端压设在动模板32上。缓冲弹簧8可保证顶出过程的稳定性。
实施例2
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，然后对金属板1进行电解抛光处理，最后利用质量分数为6％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，其中，金属板1为铜板，厚度为2.0mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.4；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为聚苯乙烯，此时注塑模具3的温度为160℃，升高注塑压力至80MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
实施例3
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，然后对金属板1进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5.5％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，其中，金属板1为铝板，厚度为1.5mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.4；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为TPU，此时注塑模具3的温度为130℃，升高注塑压力至55MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
实施例4
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：在金属板1上表面浸涂或涂覆胶黏剂，胶黏剂直接能够实现金属板1与聚合物6的粘结，从而提高结合力，其中，金属板1为铜合金板，厚度为1.5mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.4；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为TPU，此时注塑模具3的温度为150℃，升高注塑压力至55MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
实施例5
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，然后对金属板1进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，其中，金属板1为碳钢板，厚度为1.5mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.4；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为TPU，此时注塑模具3的温度为150℃，升高注塑压力至55MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
实施例6
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，然后对金属板1进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，其中，金属板1为铝板，厚度为1.5mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.4；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为TPU，此时注塑模具3的温度为150℃，升高注塑压力至55MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
实施例7
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，然后对金属板1进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5.5％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，其中，金属板1为铝板，厚度为1.5mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.1；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为TPU，此时注塑模具3的温度为150℃，升高注塑压力至70MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
实施例8
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，然后对金属板1进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5.5％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，其中，金属板1为铝板，厚度为1.5mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.2；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为TPU，此时注塑模具3的温度为150℃，升高注塑压力至70MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
实施例9
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，然后对金属板1进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5.5％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，其中，金属板1为铝板，厚度为1.5mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.4；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为TPU，此时注塑模具3的温度为150℃，升高注塑压力至70MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
实施例10
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，然后对金属板1进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5.5％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，其中，金属板1为铝板，厚度为1.5mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.5；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为TPU，此时注塑模具3的温度为150℃，升高注塑压力至70MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
实施例11
本实施例提供一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，然后对金属板1进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5.5％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，其中，金属板1为铝板，厚度为1.5mm，变形空腔5的最大宽度与最深深度的比值为1:0.75；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于变形模具2内，再将变形模具2置于注塑模具3中，此时金属板1上表面与初始自由空腔4相贴合，下表面与变形空腔5相贴合；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至初始自由空腔4内，其中，聚合物6为TPU，此时注塑模具3的温度为150℃，升高注塑压力至70MPa，使得金属板1发生向变形空腔5内延伸的形变；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
对比例1
本对比例提供一种利用金属与聚合物结合的方法，包括以下步骤：
步骤一：利用砂纸对金属板1上表面进行打磨处理，然后对金属板1进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5.5％的磷酸溶液对金属板1进行氧化处理，其中，金属板1为铝合金板，厚度为1.5mm；
步骤二：将剪裁好的金属板1置于模具内；
步骤三：将聚合物6的熔体注入至模具内金属板1的表面，其中，聚合物6为TPU，此时模具的温度为130℃，升高注塑压力至55MPa；
步骤四：待聚合物6冷却后得到金属板1与聚合物6相复合的产品。
应用例1
本应用例与实施例1的具体步骤大体相同，不同之处仅在于注塑压力的改变，当注射压力为30MPa时，聚合物6很难填满聚合物型腔。当注射压力为40MPa时，聚合物6开始填充型腔并1伴有微量变形；当注射压力50MPa时，聚合物6很好地填满聚合物型腔，并开始变形，但变形程度不够；当注射压力为60MPa时，聚合物6填满型腔且出现飞边，金属板1在变形处发生撕裂。当金属板1改用1.5mm厚度的时，上述的破坏现象不再发生。
由以上实验结果可以看出，不同厚度的金属板1具有不同的适宜注塑压力，压力过大会导致金属板1出现裂纹且聚合物6产生飞边，压力过小会导致聚合物6无法使金属板1弯折。
应用例2
本应用例与实施例1的具体步骤大体相同，不同之处仅在于注塑模具3的温度，当聚合物6熔体的温度为200℃，注塑模具3的温度为35℃，锁模力150KN，冷却时间60s，产品体积40cm3，注射速率为2cm3/s时，铝板最大穹顶半径处的厚度变薄为0.81mm，最高变形位移为12mm；当聚合物6熔体的温度为200℃，注塑模具3的温度为225℃，锁模力150KN，冷却时间60s，产品体积40cm3，注射速率为2cm3/s时，铝板最大穹顶半径处的厚度变薄为0.89mm，最高变形位移为30mm。由此可见注塑模具3的温度对于金属板1的变形程度影响效果显著。
应用例3
以对比例1中记载的方法，仅将模具温度调节至80℃，制得对比材料1；
以对比例1中记载的方法，仅将模具温度调节至100℃，制得对比材料2；
以对比例1中记载的方法，仅将模具温度调节至120℃，制得对比材料3；
以对比例1中记载的方法，仅将模具温度调节至140℃，制得对比材料4；
以对比例1中记载的方法，仅将模具温度调节至150℃，制得对比材料5；
以对比例1中记载的方法，仅将模具温度调节至160℃，制得对比材料6；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑模具3的温度调节至80℃，制得材料1
以实施例3中记载的方法，仅将注塑模具3的温度调节至100℃，制得材料2；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑模具3的温度调节至120℃，制得材料3；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑模具3的温度调节至140℃，制得材料4；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑模具3的温度调节至150℃，制得材料5；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑模具3的温度调节至160℃，制得材料6；
将材料1-6和对比材料1-6均剪裁为相同形状，分别测量各个材料的结合强度，结果如下表所示：
材料 结合强度(MPa)
对比材料1 7.2
对比材料2 8.9
对比材料3 11.8
对比材料4 13.2
对比材料5 15.4
对比材料6 14.3
材料1 8.1
材料2 10.3
材料3 13.1
材料4 16.5
材料5 17.8
材料6 16.6
结果分析：由以上实验结果可以看出，本发明提供的技术方案相比直接注塑成型贴合的方案具有更好的结合强度，故达到了本发明的预期目的。
应用例4
以对比例1中记载的方法，仅将注塑压力调节至20MPa，制得对比材料7；
以对比例1中记载的方法，仅将注塑压力调节至30MPa，制得对比材料8；
以对比例1中记载的方法，仅将注塑压力调节至40MPa，制得对比材料9；
以对比例1中记载的方法，仅将注塑压力调节至50MPa，制得对比材料10；
以对比例1中记载的方法，仅将注塑压力调节至60MPa，制得对比材料11；
以对比例1中记载的方法，仅将注塑压力调节至70MPa，制得对比材料12；
以对比例1中记载的方法，仅将注塑压力调节至80MPa，制得对比材料13；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑压力调节至20MPa，制得材料7；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑压力调节至30MPa，制得材料8；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑压力调节至40MPa，制得材料9；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑压力调节至50MPa，制得材料10；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑压力调节至60MPa，制得材料11；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑压力调节至70MPa，制得材料12；
以实施例3中记载的方法，仅将注塑压力调节至80MPa，制得材料13；
将材料7-13和对比材料7-13均剪裁为相同形状，分别测量各个材料的结合强度，结果如下表所示：
材料 结合强度(MPa)
材料7 0.2
材料8 2.5
材料9 6.9
材料10 14.1
材料11 16.4
材料12 17.2
材料13 17.2
对比材料7 0.1
对比材料8 2.3
对比材料9 4.2
对比材料10 8.8
对比材料11 13.5
对比材料12 15.3
对比材料13 15.4
结果分析：由以上实验结果可以看出，本发明提供的技术方案相比直接注塑成型贴合的方案具有更好的结合强度，故达到了本发明的预期目的。
应用例5
以实施例7中记载的方法，制得材料14；
以实施例8中记载的方法，制得材料15；
以实施例9中记载的方法，制得材料16；
以实施例10中记载的方法，制得材料17；
以实施例11中记载的方法，制得材料18；
分别测量各个材料的结合强度以及上下两侧的形变位移，结果如下表所示：
材料 结合强度(MPa) 下位移(mm) 上位移(mm)
材料14 12.3 1.2 0.8
材料15 13.9 1.6 0.6
材料16 17.6 1 0.4
材料17 15.4 0.6 0.9
材料18 10.1 1.5 1.1
结果分析：由以上实验结果可以看出，变形空腔5的最大宽度与最大深度的比值对结合强度以及金属板变形后的性状均有较大影响，通过实验发现，最适比例在1:0.4附近。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了金属板1、变形模具2、注塑模具3、初始自由空腔4、变形空腔5、聚合物6、顶出机构7、缓冲弹簧8、模脚9、固定板21、活动板22、安装槽23、底板31、动模板32、定模板33、注塑板34、注塑口35、注塑流道36等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将剪裁好的金属板(1)置于变形模具(2)内，再将变形模具(2)置于注塑模具(3)中，此时金属板(1)上表面和下表面分别具有初始自由空腔(4)和变形空腔(5)；
步骤二：将聚合物(6)的熔体注入至初始自由空腔(4)内，升高注塑压力使得金属板(1)发生向变形空腔(5)内延伸的形变；
步骤三：待聚合物(6)冷却后得到金属板(1)与聚合物(6)相复合的产品。
2.如权利要求1所述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于：在进行步骤一之前还包括用于增强聚合物(6)与金属板(1)复合后相互作用力的预处理步骤。
3.如权利要求2所述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于：所述预处理步骤包括利用砂纸对金属板(1)上表面进行打磨处理，然后对金属板(1)进行电解抛光处理，最后利用质量分数为5％-6％的磷酸溶液对金属板(1)进行氧化处理；
或所述预处理步骤包括在金属板(1)上表面浸涂或涂覆胶黏剂。
4.如权利要求1所述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于：所述金属板(1)为铝、铜、铝合金、铜合金或碳钢；所述聚合物(6)为热塑性弹性体材料，所述金属板(1)的厚度为0.5-2.0mm。
5.如权利要求1所述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于：步骤二中的注塑压力为20-80MPa。
6.如权利要求1所述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于：步骤二中注塑模具(3)的温度为30-160℃。
7.如权利要求1所述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于：所述变形空腔(5)的最大宽度与最深深度的比值为1:0.1-1:0.75。
8.如权利要求1所述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于：所述注塑模具(3)包括依次设置的底板(31)、动模板(32)、定模板(33)和注塑板(34)，变形模具(2)位于动模板(32)和定模板(33)之间，所述金属板(1)位于变形模具(2)中，初始自由空腔(4)和变形空腔(5)分别位于金属板(1)两侧，所述注塑板(34)上具有注塑口(35)，注塑口(35)与初始自由空腔(4)通过注塑流道(36)相连通。
9.如权利要求8所述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于：所述变形模具(2)包括固定板(21)和活动板(22)，所述固定板(21)嵌合在定模板(33)内，所述活动板(22)嵌合在动模板(32)内，所述固定板(21)底面具有向固定板(21)内部凹陷的安装槽(23)，所述金属板(1)位于安装槽(23)内。
10.如权利要求8所述的一种利用注塑工艺实现金属变形及其与聚合物结合的方法，其特征在于：所述底板(31)和动模板(32)之间设有可发生靠近或远离动模板(32)移动的顶出机构(7)和固定设置在底板(1)上的模脚(9)，所述模脚(9)对称设置在顶出机构(7)两侧且与顶出机构(7)的侧面相贴合，所述顶出机构(7)的一端压设在底板(31)上，另一端延伸至变形模具(2)内，还包括设置在顶出机构(7)与动模板(32)之间的缓冲弹簧(8)，所述缓冲弹簧(8)一端压设在顶出机构(7)上，另一端压设在动模板(32)上。
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