CN114855256B - 成孔方法、成孔控制方法及成孔设备、金属工件及其应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种成孔方法，用于在包含第一金属件和第二金属件的金属复合件的表面成孔，该方法包括将金属复合件置于第一电解液中，以金属复合件为阳极，以恒定电压电解处理金属复合件以在第一金属件的表面形成第一孔；将带有第一孔的金属复合件置于第二电解液中，以金属复合件为阳极，以恒定电流电解处理金属复合件，对第一孔进行扩孔以形成第二孔；第一电解液包括可与水互溶的有机溶剂和可溶性氯化物；第二电解液包括可与水互溶的有机溶剂、可溶性氯化物和磷酸化合物。本申请还提供了成孔控制方法及成孔设备、金属工件及其应用，本申请的成孔方法在两步电化学处理过程中分别以恒定电压和恒定电流电解处理金属复合件，提高了第二孔的成孔质量。
Description
技术领域
本申请涉及金属加工技术领域，具体涉及金属复合件的成孔方法、成孔控制方法、成孔设备、应用上述方法制备的金属工件、应用该工件的金属制品及该金属制品的制备方法。
背景技术
便携式消费类电子产品在人们生活中得到越来越多的使用。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孔，再将塑胶注入孔中成型，形成壳体。但单一金属壳体的外观逐渐满足不了需求，多金属复合的金属制品壳体开始慢慢进入消费类电子厂家的研发中。
多金属包括至少两种金属，但由于两种金属间的导电能力不同，两种金属之间存在电位差以及电导率不同，传统的电化学方法会在其中一种金属成孔时，另一种金属发生严重的电化学抛光而致其结构破坏，从而导致整个金属制品被破坏；而且形成的孔的孔径大小不均，深度不均，从而导致孔质量较差，因此，传统的电化学方法很难在其中一种金属层的表面形成合适的孔。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种金属复合件的成孔方法、应用上述方法制备的金属工件、应用该工件的金属制品、该金属制品的制备方法、成孔控制方法及实现该成孔控制方法的成孔设备。
本申请实施例提供一种成孔方法，用于在金属复合件的表面成孔，所述金属复合件包括相互连接的第一金属件和第二金属件，其中，所述方法包括：
将所述金属复合件置于第一电解液中，以所述金属复合件为阳极，以恒定电压电解处理所述金属复合件，以在所述第一金属件的表面形成第一孔；
将带有所述第一孔的所述金属复合件置于第二电解液中，以所述金属复合件为阳极，以恒定电流电解处理所述金属复合件，对所述第一孔进行扩孔以形成第二孔；
所述第一电解液包括可与水互溶的有机溶剂和可溶性氯化物；
所述第二电解液包括可与水互溶的有机溶剂、可溶性氯化物和磷酸化合物。
进一步地，所述以恒定电压电解处理所述金属复合件的步骤中，所述恒定电压范围为30V至60V。
进一步地，所述以恒定电流电解处理所述金属复合件的步骤中，所述恒定电流的电流密度范围为3A/dm2至5A/dm2。
进一步地，所述第一金属件的材质包括不锈钢或钛合金，所述第二金属件的材质包括铝合金。
进一步地，所述方法还包括：
将带有所述第二孔的所述金属复合件置于蚀刻液中，以在所述第二金属件的表面形成第三孔，其中，所述蚀刻液中包括氯化铁。
进一步地，所述方法还包括：
将带有所述第二孔的所述金属复合件置于酸溶液中，以去除所述金属复合件表面的反应副产物；
其中，所述酸溶液包括硫酸和氧化剂，所述氧化剂包括氯化铁、双氧水、过硫酸钠以及过硫酸钾中的至少一种。
进一步地，在所述将所述金属复合件置于第一电解液的步骤之前，所述方法还包括：
喷淋所述金属复合件，喷淋压力为2.5kgf至3.5kgf，喷淋速度为1.2L/min至2.3L/min。
进一步地，在所述将所述金属复合件置于第一电解液中的步骤之前，所述方法还包括：
将所述金属复合件放置在所述第一电解液中进行预浸。
进一步地，在所述第一金属件的表面形成所述第二孔的步骤之前，所述方法还包括：
水洗带有所述第一孔的所述金属复合件。
进一步地，所述第一孔的平均孔径的范围为8μm至25μm，平均孔深的范围为6μm至15μm；
所述第二孔的平均孔径的范围为20μm至120μm，平均孔深的范围为30μm至140μm；
所述第三孔的平均孔径的范围为20μm至100μm，平均孔深的范围为20μm至80μm。
本申请还提供一种金属工件，由如上所述的成孔方法制备而成，所述金属工件包括基体和第二孔，所述基体包括相互连接的第一金属部和第二金属部，所述第二孔位于所述第一金属部的表面。
本申请还提供一种金属制品，包括材料体和由如上所述的成孔方法制备而成的金属工件，所述材料体位于所述第二孔内。
本申请还提供一种金属制品的制备方法，所述金属制品包括金属工件和材料体，所述方法包括以下步骤：
由如上所述的成孔方法制备所述金属工件，所述金属工件包括基体和第二孔，所述基体包括相互连接的第一金属部和第二金属部，所述第二孔位于所述第一金属部的表面；以及
于所述第二孔内形成材料体，从而得到所述金属制品。
本申请还提供一种成孔控制方法，用于在金属复合件的表面成孔，所述金属复合件包括相互连接的第一金属件和第二金属件，所述方法包括：
控制第一处理槽的电压，以对位于所述第一处理槽的第一电解液中的所述金属复合件进行恒定电压电解处理，以在所述第一金属件的表面形成第一孔；
将带有所述第一孔的所述金属复合件置入第二处理槽，控制所述第二处理槽的电流，以对位于所述第二处理槽的第二电解液中的所述金属复合件进行恒定电流电解处理，以对所述第一孔进行扩孔以形成第二孔；其中，
所述第一电解液包括可与水互溶的有机溶剂和可溶性氯化物；
所述第二电解液包括可与水互溶的有机溶剂，可溶性氯化物和磷酸化合物。
进一步地，所述恒定电压的范围为30V至60V。
进一步地，所述恒定电流的电流密度的范围为3A/dm2至5A/dm2。
进一步地，所述方法还包括：
将带有所述第二孔的所述金属复合件置入含有蚀刻液的第三处理槽中，并控制所述第三处理槽的反应参数，以在所述第二金属件的表面形成第三孔，其中，所述蚀刻液包括氯化铁。
进一步地，所述方法还包括：
将带有所述第二孔的所述金属复合件置于含酸溶液的第四处理槽中，并控制所述第四处理槽的反应参数，以去除所述金属复合件表面的反应副产物；
其中，所述酸溶液包括硫酸和第二氧化剂，所述第二氧化剂包括氯化铁、双氧水、过硫酸钠以及过硫酸钾中的至少一种。
本申请还提供一种成孔设备，用于对金属复合件进行成孔，所述金属复合件包括第一金属件和第二金属件，所述成孔设备包括：
第一处理槽，所述第一处理槽中盛装有第一电解液；
第二处理槽，所述第二处理槽中盛装有第二电解液；及
控制器，所述控制器用于控制所述第一处理槽的电压，以对位于所述第一处理槽的所述第一电解液中的所述金属复合件进行恒定电压电解处理，以在所述第一金属件的表面形成第一孔；还用于控制所述第二处理槽的电流，以对位于所述第二处理槽的所述第二电解液中的所述金属复合件进行恒定电流电解处理，以对所述第一孔进行扩孔以形成第二孔；所述第一电解液包括可与水互溶的有机溶剂和可溶性氯化物；所述第二电解液包括可与水互溶的有机溶剂，可溶性氯化物和磷酸化合物。
进一步地，所述成孔设备还包括旋转治具，所述旋转治具可移动设置于所述第一处理槽和所述第二处理槽内，其中，
所述旋转治具包括：
连接组件，设有相对的第一端和第二端，所述第一端设有第一连接部；
第一承载组件，用于承载所述金属复合件，所述第一承载组件的一端设有第二连接部，所述第二连接部与所述第一连接部活动连接，所述第一承载组件通过所述第二连接部悬挂于所述连接组件的所述第一连接部；及
驱动组件，连接于所述连接组件的所述第二端，所述控制器控制所述驱动组件驱动所述连接组件带动所述第一承载组件旋转，以使所述第一承载组件上的所述金属复合件转动。
进一步地，所述旋转治具还包括活动连接于所述连接组件的挂具，所述挂具用于承载所述金属复合件，其中，
所述挂具包括：
基座，包括主轴及第一支撑组件，所述主轴的一端悬挂于所述连接组件的所述第一连接部，所述第一支撑组件包括固定件及第一支撑件，所述固定件的两端分别连接于所述主轴和所述第一支撑件；
第二承载组件，包括第一连接件及承载件，所述第一连接件位于所述第一支撑件和所述承载件之间，所述第一连接件的一端卡设于所述第一支撑件，所述承载件可拆卸地连接于所述第一连接件的另一端并用于承载所述金属复合件。
进一步地，所述成孔设备还包括第三处理槽，所述第三处理槽盛装有蚀刻液，所述蚀刻液包括氯化铁；所述控制器控制所述第三处理槽的反应参数，以对位于所述蚀刻液中的所述金属复合件进行蚀刻处理，以在所述金属复合件的表面形成第三孔。
进一步地，所述成孔设备还包括第四处理槽，所述第四处理槽盛装有酸溶液，所述酸溶液包括硫酸和第二氧化剂，所述第二氧化剂包括氯化铁、双氧水、过硫酸钠以及过硫酸钾中的至少一种；所述控制器控制所述第四处理槽的反应参数，以去除所述金属复合件表面形成孔后的反应副产物。
本申请提供的成孔方法，通过在第一步电化学处理过程中以恒定电压电解处理金属复合件，在以恒定电压电解处理时，能够使第二金属件的表面形成氧化膜，对第二金属件形成一定的保护，避免腐蚀离子对第二金属件表面的过度腐蚀；另外，恒定电压能够有效击破第一金属件表面的钝化层，并有利于第一电解液中的腐蚀离子以恒定的迁移速率有秩序的迁移至金属复合件的表面，从而使第一金属件所成的第一孔的平均孔径、平均孔深以及平均孔密度都更均匀，提高第一孔的成孔质量。通过在第二步电化学处理过程中以恒定电流电解处理金属复合件，能够使第二电解液腐蚀离子以恒定的速率有秩序的迁移至金属复合件的表面，从而保证在同一时间，金属复合件表面的腐蚀离子浓度较均一，进而保证金属复合件表面各处的腐蚀速率较均一，在第一孔的基础上扩孔形成的第二孔的孔径、孔深及孔密度更均一，提高第二孔的成孔质量。
附图说明
图1是本申请一些实施例提供的成孔方法的流程图。
图2是本申请一些实施例提供的以金属复合件为阳极，分别施加恒定电压和恒定电流至金属复合件上的示意图。
图3A是本申请一些实施例提供的第四孔的成型过程示意图。
图3B是本申请一些实施例提供的去除反应副产物的过程示意图。
图4是本申请一些实施例提供的在第一金属件的表面形成第二孔的步骤示意图。
图5是在图4形成的第二孔内形成材料体的流程示意图。
图6是图4中带有第二孔的金属复合件的第二金属件表面形成第三孔并在第二孔和第三孔内形成材料体的步骤示意图。
图7是图4中带有第二孔的金属复合件的第二金属件表面形成第四孔并在第二孔和第四孔内形成材料体的流程示意图。
图8是本申请一些实施例提供的成孔控制方法的流程图。
图9是本申请一些实施例提供的成孔设备的结构示意图。
图10是图9中旋转治具的结构示意图。
图11A是本申请一些实施例提供的挂具的结构示意图。
图11B是图11A中基座的结构示意图。
图12是本申请实施例1-2中金属复合件中第一金属件的基恩士数码显微镜照片。
图13是本申请实施例1-2中第一金属件的表面形成第一孔的扫描电镜照片。
图14是本申请实施例1-2中第一金属件的表面形成第二孔的扫描电镜照片。
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
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方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式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，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，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方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。
请一并参阅图1、图2、图4、图6与图7，本申请实施例提供一种成孔方法，用于在金属复合件100的表面成孔，金属复合件100包括第一金属件10和第二金属件20。具体地，金属复合件100可以是不锈钢-铝合金复合件，但不以此为限，其中第一金属件10为不锈钢部分，第二金属件20为铝合金部分。
如图1与图2所示，成孔方法包括以下步骤S10-S20。
步骤S10：将金属复合件100置于第一电解液70中，以金属复合件100为阳极，以恒定电压电解处理金属复合件100(请参阅图2)，以在第一金属件10的表面形成第一孔30。其中，第一电解液70包括可与水互溶的有机溶剂和可溶性氯化物。
如图4所示，在以恒定电压电解处理金属复合件100的过程中，可溶性氯化物能够解离出腐蚀离子(Cl-)，可与水互溶的有机溶剂能够增加腐蚀离子(Cl-)迁移所需要的能量，降低腐蚀离子(如Cl-)的扩散速率，使腐蚀离子(如Cl-)不会由于反应活性的影响而导致分布不均，反而可以将腐蚀成孔的有效腐蚀离子均匀地束缚在金属复合件100的表面，从而避免在纯水溶液中由于第一金属件10和第二金属件20之间电位差的存在而在电场中形成原电池，防止腐蚀离子(如Cl-)集中在作为阳极的第二金属件20(即铝合金部分)的表面而使得腐蚀离子(如Cl-)与第二金属件20反应，避免出现第一金属件10(即不锈钢部分)作为阴极受到保护，而使得第一金属件10(即不锈钢部分)不被腐蚀离子(如Cl-)蚀刻造孔的现象。通过电化学的牵引对金属复合件100表面形成弱腐蚀。由于第一金属件10与第二金属件20在材质上存在差别，铝合金部分的表面会形成氧化膜(氧化铝)，对铝合金部分形成一定的保护，从而避免腐蚀离子对铝合金部分的表面的过度腐蚀，因此，能够在保护铝合金部分的同时在不锈钢部分的表面形成高密度的第一孔30结构。另外，由于在成孔之前第一金属件10(即不锈钢部分)的表面存在钝化层，会对腐蚀成孔造成一定的障碍，使第一金属件10表面最终形成的第一孔30的分布不均，且孔径不均匀，通过施加恒定电压，可以有效击破该钝化层，使第一金属件10的表面形成分布均匀且孔径均匀的密集第一孔30结构。
第一电解液70包括水，水可以是单独加入第一电解液70中的水，也可以是加入第一电解液70中含有结晶水的化合物产生的水。水用于使第一电解液70中的可溶性氯化物解离出Cl-。
在一些实施例中，水在第一电解液70中的质量分数为7％-63％。水的含量在此范围内，一方面，水的含量低于63％，对应的有机溶剂含量相对适中，可以起到束缚腐蚀离子的作用；另一方面，腐蚀离子在适量的有机溶剂中不会迁移过快而快速腐蚀第二金属件20的表面，不会造成第二金属件20的过度腐蚀。水的含量大于7％，可使腐蚀离子迁移速率适中，防止反应效率低，降低时间成本和能耗成本。水在第一电解液70中的质量分数还可以是8％、10％、15％、25％、30％、45％、50％。
进一步地，第一电解液70中含有可溶性氯化物，可解离出Cl-，还包括能够解离出Fe3+以及Cu2+中至少一种的物质。
可解离出Fe3+与Cl-或者Cu2+与Cl-的物质中包括含有结晶水的化合物。
其中，可解离出Fe3+的物质可以选自FeCl3·6H2O以及FeCl3中的至少一种；可解离出Cu2+的物质可以选自CuCl2·12H2O以及CuCl2中的至少一种；可解离出Cl-的物质可以选自NaCl、KCl、FeCl3·6H2O、FeCl3、CuCl2·12H2O以及CuCl2中的至少一种。
其中，当第一电解液70中含有Fe3+以及Cu2+中至少一种离子时，Fe3+与Cu2+的电位均比单质铁(Fe)的电位高，均能够与第一金属件10(即不锈钢部分)中的铁发生置换反应，有利于刻蚀不锈钢部分以进一步形成更大的第一孔30。其中，Cu2+与Fe之间的电位差大于Fe3+与Fe之间的电位差，包含Cu2+的第一电解液70相较于包含Fe3+的第一电解液70更有利于形成具有更大孔径以及更大孔深的第一孔30，相反，包含Fe3+的第一电解液70相较于包含Cu2+的第一电解液70更有利于形成具有更小孔径以及更小孔深的第一孔30，因此，可以根据实际需要的第一孔30的孔径和孔深大小，选取合适的第一电解液70。
有机溶剂可为可以与水互溶的醇类，包括但不限于乙二醇、丙二醇、二乙二醇以及丙三醇中的至少一种。有机溶剂与水互溶，以使水解离出的离子均匀分散于有机溶剂中，从而在以恒定电压电解处理金属复合件100的过程中，有利于腐蚀离子均匀负载在金属复合件100的表面。
恒定电压由直流电源输出，以击破第一金属件10表面的钝化层，同时使第一电解液70中的离子有秩序的迁移，而且采用恒定的电压，可以保证腐蚀离子迁移的速率恒定，进而将有效的腐蚀离子匀速迁移至金属复合件100的表面，使金属复合件100表面各处的腐蚀离子浓度以恒定的速率增加，以使成孔的孔径、孔深以及孔密度都更均匀，以提高成孔质量。
恒定电压的范围可以为30V至60V。在此范围内的恒定电压，电流较大，能够有效击破第一金属件10表面的钝化层，使腐蚀离子能够对第一金属件10进行有效腐蚀成孔，且可以使腐蚀离子以合适的迁移速率向金属复合件100的表面迁移，进而能够保证成孔质量。在本申请的一些实施例中，恒定电压可以是35V、40V、45V、50V、55V。恒定电压偏低时，则腐蚀离子的迁移速率过慢，导致金属复合件100表面的孔密度低，且孔分布趋向不均。恒定电压偏高时，则腐蚀离子的迁移速率过快，可能导致金属复合件100表面腐蚀度增加，孔径增大。
在以恒定电压电解处理金属复合件100的步骤中，第一电解液70的温度的范围可以为50℃-70℃。在本申请的一些实施例中，第一电解液70的温度可以是55℃、59℃、60℃、63℃、68℃。第一电解液70的温度偏低时，则在第一金属件10表面形成的第一孔30的密度降低；第一电解液70的温度偏高时，为离子的迁移提供了能量，离子有可能腐蚀第二金属件20。
以恒定电压电解处理金属复合件100的时间范围可以为5min至20min。在本申请的一些实施例中，施加恒定电压的时间可以是7min、9min、13min、17min、18min、19min。其中，可以根据所需要形成第一孔30的孔径、孔深以及孔密度等因素调整施加恒定电压的时间。
其中，需要说明的是，上述步骤S10中，阴极可以是石墨板阴极或铂阴极。
第一孔30的平均孔径的范围为8μm至25μm，在一些实施例中，第一孔30的平均孔径可以是9μm、9.6、10.4μm、10.7、11μm、14.8μm、16μm、17.2μm、18.5μm、19μm、20μm、24μm。
第一孔30的平均孔深的范围为6μm至15μm，在一些实施例中，第一孔30的平均孔深可以是6.4μm、6.8、7.2μm、9.5、10.3μm、11.6μm、13.7μm、14μm。
第一孔30的平均孔密度的范围为30％至60％，在一些实施例中，第一孔30的平均孔密度可以是36％、40％、47％、50％、55％、58％。
在一些实施方式中，在金属复合件100表面形成第一孔30的步骤之前还包括对金属复合件100进行表面处理的步骤，以先去除金属复合件100表面的杂质和油污等，再进行造孔。
在一些实施例中，在金属复合件100表面形成第一孔30的步骤之前还包括对金属复合件100进行喷淋处理，采用一定压力和一定速度的水流对金属复合件100中的特殊结构特别是盲孔结构进行破气泡处理，使金属复合件100的表面充分浸润，防止出现气泡，影响后续成孔效果。其中，喷淋压力的范围为2.5kgf至3.5kgf，喷淋速度的范围为1.2L/min至2.3L/min。
在一些实施方式中，在金属复合件100表面形成第一孔30的步骤之前还包括对金属复合件100进行预浸处理，如前所述，由于水含量对第一电解液70的解离有着重要的影响，对于含水量比较敏感的第一电解液70，可以采用预浸处理来保持后续成孔的第一电解液70中组分的稳定。其中，预浸处理采用的预浸液与第一电解液70相同。
步骤S20：将带有第一孔30的金属复合件100置于第二电解液80中，以金属复合件100为阳极，以恒定电流电解处理金属复合件100，对第一孔30进行扩孔以形成第二孔40，其中，第二电解液80包括可与水互溶的有机溶剂、可溶性氯化物和磷酸化合物。
第二电解液80中还包括水，第二电解液80中的氯化物在水中能够解离出氯离子(Cl-)，磷酸化合物在水中能够解离出磷酸根离子(PO4 3-)。在以恒定电流电解处理金属复合件100的过程中，第一金属件10与第二金属件20表面的金属都被氧化形成氧化物形成一层氧化膜，Cl-基于其半径小、穿透能力强的特点，因此能够先选择吸附在氧化物上，把氧原子排挤掉，然后和氧化物中的阳离子结合成可溶性氯化物，从而在带有第一孔30的第一金属件10的表面形成点蚀状的孔，以对第一孔30进行扩孔，而最终形成第二孔40。与此同时，Cl-也会在第二金属件20的表面形成点蚀状的小孔(图未示)，但，PO4 3-能够与第二金属件20中的铝反应形成一层磷酸铝膜包覆在第二金属件20的表面，反应式为Al3++PO4 3+＝AlPO4，从而保护第二金属件20的表面，以减缓Cl-对第二金属件20的腐蚀。
水可以是单独加入第二电解液80中的水，也可以是加入第二电解液80中含有结晶水的化合物产生的水。水可以用于解离氯化物生成Cl-，解离磷酸化合物生成PO4 3-。
氯化物可以选自氯化钠、氯化钾、氯化铜以及氯化铁中的至少一种。
在一些实施方式中，氯化物选自氯化铜，氯化铜在第二电解液80中不但能够解离出Cl-，还能够解离出铜离子(Cu2+)，其中，Cu2+会先与第二金属件20中的铝元素反应形成致密的铜膜，从而阻止Cu2+和Cl-进一步腐蚀第二金属件20。Cu2+也会和第一金属件10中的铁元素反应生成金属铜，但由于不锈钢中还含有部分其他元素，如铬，镍等金属元素，导致不锈钢部分的铜膜不够致密，Cu2+和Cl-可进入铜膜空隙与第一金属件10中的铁元素反应，因此会在第一金属件10的表面形成点蚀孔；而第二金属件20中铝的含量较多，与Cu2+反应生成的铜膜比较致密，故第二金属件20的表面只有轻微腐蚀。因此，氯化物选择氯化铜能够在保护第二金属件20的同时在第一金属件10的第一孔30的基础上扩孔形成第二孔40结构。
磷酸化合物可以选自磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢盐、磷酸盐、偏磷酸盐中的至少一种。
恒定电流可以由直流电源输出，以使第二电解液80中的腐蚀离子以恒定的速率有秩序的迁移，从而保证在同一时间，金属复合件100表面的腐蚀离子浓度较均一，进而保证金属复合件100表面各处的腐蚀速率较均一，形成的第二孔40的孔径、孔深及孔密度更均一。避免在腐蚀成孔的过程中，腐蚀电流的变化造成的孔径和孔深的不均匀，因此，采用恒定电流可以使形成的第二孔40的孔径和孔深的大小更均匀，进而提高第二孔40的成孔质量。
恒定电流的电流密度的范围可以为3A/dm2至5A/dm2。在这一范围内，可以使第二电解液80中的腐蚀离子以合适的恒定速率有秩序的迁移至金属复合件100的表面。在一些实施例中，电流密度可以是3.6A/dm2、4.0A/dm2、5.0A/dm2。电流密度较小时，则腐蚀离子移动速度，在金属复合件100表面成孔密度过低低，孔分布趋向不均匀。电流密度较大时，则腐蚀离子移动速度增大，短时间内会在金属复合件100的表面聚集大量腐蚀离子，致使孔分布趋向不均。另外，恒定电流的电流还会受第二电解液80的投料量的影响，投料量越大，电流越大，电流的变化对成孔质量的影响就越大。
以恒定电流电解处理金属复合件100的步骤中，第二电解液80的温度范围可以为50℃至70℃。在本申请的一些实施例中，第二电解液80的温度可以是55℃、59℃、60℃、63℃、68℃。第二电解液80的温度降低时，会使第一金属件10表面形成的第二孔40的密度降低，第一孔30的扩孔效率不理想；第二电解液80的温度升高时，为离子的迁移提供了能量，会使第二金属件20的腐蚀量增加。施加恒定电流的时间范围可以为10min至25min，在本申请的一些实施例中，施加第二电解液80的时间可以是12min、14min、16min、20min、22min。
其中，需要说明的是，上述步骤S20中，阴极可以是石墨板阴极或铂阴极。
第二孔40的平均孔径的范围为20μm至120μm，在一些实施例中，第二孔40的平均孔径可以是23μm、31、40μm、53、60μm、80μm、96μm、99μm、105μm、110μm。
第二孔40的平均孔深的范围为30μm至140μm，在一些实施例中，第二孔40的平均孔深可以是40μm、48、55μm、72、85μm、96μm、102μm、113μm、125μm、137μm。
第二孔40的平均孔密度的范围为30％至80％，在一些实施例中，第二孔40的平均孔密度可以是36％、41％、57％、64％、70％、71％、78％。
在一些实施例中，在形成第二孔40的步骤之前还包括对带有第一孔30的金属复合件100进行清洗并干燥处理，以清洗掉附着在金属复合件100表面的离子以及有机溶剂等。
进一步地，在一些实施方式中，如图6所示，在步骤S20之后，还可以包括步骤S30：
请一并参阅图图1与图3A，将带有第二孔40的金属复合件100置于蚀刻液90a中，以在第二金属件20的表面形成第三孔50，其中，蚀刻液90a中包括氯化铁。
蚀刻液90a中含有Fe3+与Cl-，Fe3+会先腐蚀第二金属件20并在第二金属件20的表面形成点蚀的第三孔50。
蚀刻液90a中还包括水，水可以是单独加入蚀刻液90a中的水，也可以是加入蚀刻液90a中含有结晶水的化合物产生的水。水可以用于解离Fe3+与Cl-。
蚀刻液90a的温度范围可以为40℃至70℃。在一些实施例中，温度可以是40℃、50℃、65℃、70℃。
第三孔50的平均孔径的范围为20μm至120μm，在一些实施例中，第三孔50的平均孔径可以是25μm、32、46μm、53、60μm、79μm、87μm、100μm、105μm、110μm。
第三孔50的平均孔深的范围为20μm至80μm，在一些实施例中，第三孔50的平均孔深可以是26μm、37、40μm、54μm、68μm、73μm、79μm。
第三孔50的平均孔密度的范围为30％至80％，在一些实施例中，第三孔50的平均孔密度可以是35％、40％、56％、64％、70％、76％。
进一步地，在一些实施方式中，如图7所示，在步骤S20或者步骤S30之后，还可以包括步骤S40：
请一并参阅图1、图3A和图3B，将带有第二孔40的金属复合件100或带有第二孔40和第三孔50的金属复合件100放入第三电解液90中，以金属复合件100作为阳极，施加另一恒定电压，以在金属复合件100的第二金属件20的表面形成第四孔60。
其中，此过程可以是阳极氧化过程，第三电解液90中主要以水作为溶剂，以在铝合金部分形成阳极氧化膜孔。在一些实施方式中，氧化膜孔的平均孔径范围为20nm至50nm，平均膜厚范围为100nm至500nm。
其中，需要说明的是，上述步骤S40中，阴极可以是石墨板阴极或铂阴极。
在一些实施例中，在形成第二孔40的步骤之后、或在形成第三孔50的步骤之后、或在形成第四孔60的步骤之后，还包括将带有第二孔40或第三孔50或第四孔60的所述金属复合件100置于酸溶液中，以去除金属复合件100表面的反应副产物。其中，酸溶液包括硫酸和氧化剂。在一些可能的实施方式中，氧化剂包括氯化铁、双氧水、过硫酸钠以及过硫酸钾中的至少一种。
请再次参阅图5至图7，本申请还提供一种采用上述成孔方法形成的金属工件200，该金属工件200包括基体210以及第二孔40，基体210包括相互连接的第一金属部10a以及第二金属部20a，第二孔40位于第一金属部10a的表面。
第二孔30的平均孔径范围为20μm至120μm，第二孔40的平均孔深范围为30μm至140μm，第二孔30的平均孔密度的范围为30％至80％。
在一些实施方式中，金属工件200还包括第三孔50，第三孔50位于第二金属部20a的表面，其中第三孔50的平均孔径的范围为20μm至120μm，平均孔深的范围为20μm至80μm，孔密度的范围为30％至80％。
可以理解的，在其他实施方式中，金属工件200还可以包括第四孔60，第四孔60位于第二金属部20a的表面。其中，第四孔60为氧化膜孔，第四孔60的平均孔径范围为20nm至50nm，平均膜厚范围为100nm至500nm。第四孔60的形状大致为柱状。
请再次参阅图5，本申请还提供一种金属制品300，金属制品300包括材料体310和上述金属工件200，材料体310设置于第二孔40中从而与金属工件200结合，第二孔40的设置，有利于增加材料体310与金属工件200的结合力。
材料体310可以选自金属、聚合物、陶瓷以及玻璃中的至少一种。需要说明的是，聚合物包括常用的塑料或橡胶，例如聚苯醚酮、聚酰亚胺或聚苯硫醚等塑料，以及如丁腈橡胶或乙二烯橡胶等橡胶。
请再次参阅图6与图7，进一步地，在一些实施方式中，金属工件200还可以包括第三孔50或第四孔60，材料体310还可以设置于第三孔50或第四孔60中，以进一步增加材料体310与金属工件200的结合力。
本申请还提供一种上述金属制品300的制备方法，请一并参阅图4，在前述成孔步骤S20或步骤S30或步骤S40之后，还可包括步骤S50：
请再次参阅图5至图7，将带有第二孔40的金属工件200或带有第二孔40及第三孔50的金属工件200或带有第二孔40及第四孔60的金属工件200放入成型机中，将材料体310的材料成型于第二孔40中或第二孔40及第三孔50中或第二孔30及第四孔60中，以形成金属制品300。
在一些实施例中，成型机可以是注塑成型机，用于将聚合物注塑进第二孔40及第三孔50中或者第二孔40及第四孔60中形成金属制品300。
请参阅图8，本申请还提供了一种成孔控制方法，具体用于前述成孔方法的过程控制，请一并参阅图1至图3B，具体包括以下步骤：
步骤S100：如图2所示，控制第一处理槽1的电压，以对位于第一处理槽1的第一电解液70中的金属复合件100进行恒定电压电解处理，以在第一金属件10的表面形成第一孔30。其中，第一电解液70和及具体成孔过程请参阅前述步骤S10。
在一些实施方式中，控制器与第一处理槽1连接，从而控制第一处理槽1的电压，以对金属复合件100进行恒定电压电解处理。其中，恒定电压的范围及作用原理请参阅前述步骤S10。
步骤S200：再次参阅图2所示，将带有第一孔30的金属复合件100置入第二处理槽2中，控制第二处理槽2的电流，以对位于第二处理槽2的第二电解液80中的金属复合件100进行恒定电流电解处理，以对第一孔30进行扩孔以形成第二孔40。其中，第二电解液80和及具体成孔过程请参阅前述步骤S20。
在一些实施方式中，控制器与第二处理槽2连接，从而控制第二处理槽2的电压，以对金属复合件100进行恒定电流处理。其中，恒定电流的范围及作用原理请参阅前述步骤S20。
进一步地，在一些实施方式中，如图3A所示，步骤S200之后还包括步骤S300：
将带有第二孔40的金属复合件100置入含有蚀刻液90a的第三处理槽3中，控制第三处理槽3的反应参数，以在第二金属件100的表面形成第三孔50。其中，蚀刻液90a及具体成孔过程请参阅前述步骤S30。
具体地，第三处理槽3的反应参数可以包括反应温度及反应时间等。
进一步地，在一些实施方式中，如图3B所示，步骤S200之后还包括将带有第二孔40的金属复合件100或带有第二孔40和第三孔50的金属复合件100置入含有第三电解液90的第五处理槽4中，控制第五处理槽4的电压，以对第五处理槽4的第三电解液90中的金属复合件100进行另一恒定电压电解处理，以在第二金属件20的表面形成第四孔60。其中，具体成孔过程请参阅前述步骤S40。
在一些实施方式中，控制器与第五处理槽4连接，从而控制第五处理槽4的电压，以对金属复合件100进行另一恒定电压电解处理。
进一步地，在一些实施方式中，在形成第二孔40或第三孔50或第四孔60之后还包括将带有第二孔40或第三孔50或第四孔60的金属复合件100置于含酸溶液的第四处理槽4a中，并控制第四处理槽4a的反应参数，以去除金属复合件100表面的反应副产物。具体地，第四处理槽4a的反应参数可以包括处理温度及处理时间等。
请参阅图9，一并结合参阅图2、图3A与图3B，本申请还提供一种实现上述成孔控制方法的成孔设备400，该成孔设备400包括第一处理槽1、第二处理槽2及控制器(图未示)，其中，控制器控制第一处理槽1的电压，以对位于第一处理槽1的第一电解液70中的金属复合件100进行恒定电压电解处理，以在第一金属件100的表面形成第一孔30，控制器还控制第二处理槽2的电流，以对位于第二处理槽2的第二电解液80中的金属复合件100进行恒定电流电解处理，以对第一孔30进行扩孔以形成第二孔40；第一电解液70包括可与水互溶的有机溶剂和可溶性氯化物；第二电解液80包括可与水互溶的有机溶剂，可溶性氯化物和磷酸化合物。
进一步地，在一些实施方式中，成孔设备400还包括第三处理槽3，第三处理槽3盛装有蚀刻液90a，蚀刻液90a包括氯化铁，控制器还控制第三处理槽3的温度和反应时间等反应参数，以对位于第三处理槽3的蚀刻液90a中的金属复合件100进行蚀刻处理，以在金属复合件100的表面形成第三孔50。
进一步地，在一些实施方式中，成孔设备400还包括第五处理槽4，控制器还控制第五处理槽4的电压，以恒定电压电解处理金属复合件100，以对第五处理槽4的第三电解液90中的金属复合件100进行另一恒定电压处理，以在第二金属件20的表面形成第四孔60。
进一步地，在一些实施方式中，成孔设备400还包括第四处理槽4a，控制器还控制第四处理槽4a的温度和处理时间等参数，以去除金属复合件100在形成第二孔40或第三孔50或第四孔60之后的反应副产物。
进一步地，在一些实施方式中，请参阅图9至图11B，成孔设备400还包括可移动的安装架410以及设于安装架410上的旋转治具420。其中，旋转治具420用于承载金属复合件100，并可移动地设置于第一处理槽1、第二处理槽2、第三处理槽3、第四处理槽4a及第五处理槽4内，以使金属复合件100分别在不同的处理槽之间转移。
如图9与图10所示，旋转治具420包括连接组件5和驱动组件6，连接组件5设有相对的第一端51和第二端52，第一端51设有第一连接部53，其中第一连接部53用于悬挂承载金属复合件100的结构。驱动组件6连接于连接组件5的第二端52，控制器控制驱动组件6驱动连接组件5带动位于其上的金属复合件100转动。
在一些实施方式中，如图10所示，旋转治具420还包括第一承载组件7，第一承载组件7的一端设有第二连接部71，第二连接部71与第一连接部53活动连接，第一承载组件7通过第二连接部71悬挂于连接组件5的第一连接部53上。第一承载组件7包括承载板72、中心杆73及支撑杆74。中心杆73与承载板72连接以形成第二连接部71，中心杆73的一端穿过连第一连接部53，承载板72卡持于第一连接部53以实现第一承载组件7与连接组件5的连接，支撑杆74与中心杆73连接并用于承载金属复合件100。驱动组件6驱动连接组件5带动第一承载组件7旋转，以使第一承载组件7上的金属复合件100转动。
上述旋转治具420中，第一承载组件7通过第二连接部71悬挂于连接组件5的第一连接部53，驱动组件6驱动连接组件5带动第一承载组件7旋转时，第一承载组件12在自身重力作用下实现与连接组件5的同步旋转，以便于对设置在第一承载组件7上的金属复合件100进行蚀刻、清洗等作业，第一承载组件7的第二连接部71与连接组件5的第一连接部53活动连接，便于第一承载组件7的取放，使得上述旋转治具420在满足第一承载组件7和连接组件5同步旋转的基础上，提高了第一承载组件7的装卸效率。
在一些实施方式中，如图11A与图11B所示，请一并结合参阅图8与图9，旋转治具410还包括一挂具8，该挂具8用于承载金属复合件100。挂具8可与连接组件5连接，驱动组件6驱动连接组件5带动挂具8旋转(图未示)。挂具8包括基座81及第二承载组件82。基座81包括主轴811、第一支撑组件812及与第一支撑组件812间隔设置的第二支撑组件813。第一支撑组件812包括固定件8121及第一支撑件8122，固定件8121的两端分别连接于主轴811和第一支撑件8122。第二承载组件82包括第一连接件821、承载件822和多个第二连接件823，第一连接件821位于第一支撑件8122和承载件822之间，第一连接件821的一端卡设于第一支撑件8122。承载件822的一端可拆卸地连接于第一连接件821的另一端，且承载件822的另一端通过对应的多个第二连接件823与第二支撑组件813连接以将多个承载件122固定在第一支撑组件812和第二支撑组件813之间，金属复合件100承载于承载件822上。
采用上述挂具8承载金属复合件100时，主轴811可连接外部动力部件，例如：电机或机械手等，并在外部动力部件的驱动下带动第一支撑组件812旋转，承载件822通过第一连接件821与第一支撑组件812中的第一支撑件8122连接，以在第一支撑组件812的带动下带动所承载的金属复合件100在不同的储液槽的加工液内旋转，使得加工液相对金属复合件100的流动性增强，进而提高对金属复合件100的成孔效率，同时可以提高加工液对金属复合件100表面的均匀包覆，以提高金属复合件100表面成孔的孔质量。
以下通过具体实施例以及对比例来对本申请进行说明。需要说明的是，实施例1-1至2-4以及对比例3-1至3-3中提供的金属复合件100均是经过表面预处理、第一步电化学处理(P1)及第二步电化学处理(P2)的，金属复合件100的型号为不锈钢316/铝合金6013。
表面预处理的步骤包括：先将金属复合件置于浓度为55g/L的脱脂剂(正一特殊材料(河南)有限公司C-01)、温度为55℃的水溶液中超声清洗4min；再在喷淋压力为300KPa，喷淋速度为1.7L/min的条件下对金属复合件100进行喷淋处理；喷淋处理后，将金属复合件100置于第一电解液70中进行预浸处理，第一电解液70中包括70wt％的丙二醇以及浓度为30wt％的FeCl3·6H2O。
金属复合件100经过成孔处理后得到的金属工件200通过基恩士数码显微镜测试其成孔情况。
为了说明在P1步骤中，不同的恒定电压对第二孔40的成孔质量的影响，设计了实施例1-1至实施例1-5。
实施例1-1至实施例1-5
P1：将经过表面预处理的金属复合件100放入第一电解液70中，实施例1-1至实施例1-5的第一电解液70中均包括质量分数为70％的丙二醇以及质量分数为30％的FeCl3·6H2O，第一电解液70的温度为60℃；以金属复合件100为阳极、石墨作为阴极，实施例1-1至实施例1-5分别施加30V、45V、60V、20V和80V的恒定电压至金属复合件100以在第一金属件10(不锈钢部分)的表面形成第一孔30，施加恒定电压的时间为18min；清洗后并在80℃的温度下干燥，形成带有第一孔30的金属复合件100。
P2：将带有第一孔30的金属复合件100放入第二电解液80中，实施例1-1至实施例1-5的第二电解液80中均包括质量分数为40％的丙二醇、质量分数为2％的氯化钠、质量分数为10％的磷酸以及余量的水，第二电解液80的温度为60℃。以金属复合件100作为阳极，实施例1-1至实施例1-3均施加电流密度为4A/dm2的恒定电流20min至金属复合件100，以使第一金属件10的表面在第一孔30的基础上扩孔形成第二孔40。最后取出具有第二孔40的金属复合件100清洗，在95℃的温度下烘干。
请参阅表1，为实施例1-1至1-5的主要区别条件以及测试结果。
表1
从表1测试结果可以看出：在以上浓度的第一电解液70和第二电解液80的条件下，成孔主要发生在第一金属件10(即不锈钢部分)的表面，而在P1步骤中对金属复合件100施加不同的恒定电压将改变最终的成孔质量。实施例1-4中施加的恒定电压为20V，电压较低，第一金属件10表面的钝化层只有部分被反应，而且腐蚀离子的迁移速率较慢，在金属复合件100的表面形成腐蚀离子层不够均匀，导致形成的孔密度比较低，而且孔的均匀性较差。而实施例1-5中施加的恒定电压为80V，电压过高，使金属复合件100表面的钝化层击破程度过高，而且腐蚀离子的迁移速率过快，在金属复合件100的表面快速形成较高浓度的腐蚀离子，从而导致金属复合件100的表面被过度腐蚀，出现过抛光形貌。实施例1-1至1-3分别形成较为均匀的第二孔40，且第二孔40主要分布在第一金属件10，由此可知，施加30V至60V范围内的恒定电压，能够有效击破第一金属件10表面的钝化层，使腐蚀离子能够以合适的速率迁移至金属复合件100的表面，以对第一金属件10进行有效腐蚀成孔，进而能够保证在第一金属件10表面的形成高质量的第二孔40。其中，从实施例1-1至1-3还可以看出，在30V至60V的范围内，随着恒定电压的升高，对第二孔40的平均孔径、平均孔深影响不大，对平均孔密度均具有一定的影响，升高恒定电压可以增大第二孔40的平均孔密度。
请参阅图12至图14，为实施例1-2中金属复合件100中第一金属件10在处理前后的示意图。一并结合参阅图4，可以看出，图12中第一金属件10的表面没有孔，图13为经过P1处理后，在第一金属件10(即不锈钢部分)形成的第一孔30的形貌，可以看出，经过恒定电压电解处理的第一金属件10的表面形成了密集的小孔。图14为经过P2处理后，在第一金属件10的第一孔30的基础上扩孔形成第二孔40的形貌，可以看出，经过恒定电流电解处理后，在第一孔30的基础上形成了分布较为均匀的第二孔40。
为了说明在P2步骤中，恒定电流的电流密度对第二孔40的成孔质量的影响，设计了实施例2-1至实施例2-4。
实施例2-1至实施例2-4
P1：与实施例1-1至实施例1-5不同的是：实施例2-1至实施例2-4均施加45V恒定电压。
P2：与实施例1-1至实施例1-5不同的是：实施例2-1至实施例2-4施加的恒定电流的电流密度分别为3A/dm2、5A/dm2、2A/dm2和6A/dm2。
其他步骤与实施例1-1至实施例1-5相同，这里不再赘述。
请参阅表2，为实施例2-1至2-4的主要区别条件以及测试结果。
表2
从表2的测试结果可以看出：在以上浓度的第一电解液70和第二电解液80的条件下，成孔主要发生在第一金属件10(即不锈钢部分)，而在P2步骤中对金属复合件100施加不同的恒定电流将改变最终的成孔质量。实施例2-3中施加的恒定电流的电流密度为2A/dm2，电流密度较低，腐蚀离子的迁移速率较慢，在形成有第一孔30的金属复合件100的表面形成腐蚀离子层不够，导致形成的孔密度较低，孔径和孔深较小，而且孔的均匀性不好。而实施例2-4中施加的恒定电流的电流密度为6A/dm2，电流较高，使腐蚀离子的迁移速率过快，在金属复合件100的表面的腐蚀粒子浓度较高，从而导致带有第一孔30的金属复合件100的表面腐蚀度增加，孔径、孔深及孔密度较大。实施例2-1与实施例2-2分别形成较为均匀的第二孔40，且第二孔40主要分布在第一金属件10(即不锈钢部分)，由此可知，电流密度在3A/dm2至5A/dm2范围内的恒定电流，能够使使解离出的腐蚀离子以合适的迁移速率向金属复合件100的表面迁移，进而能够保证在第一金属件10表面上第一孔30的基础上扩孔均匀，从而形成高质量的第二孔40。其中，结合实施例2-1、实施例1-2和实施例2-2还可以看出，随着恒定电流的电流密度的升高，对第二孔40的平均孔径、平均孔深以及平均孔密度均具有一定的影响，升高恒定电流的电流密度可以增大第二孔40的平均孔径、平均孔深及平均孔密度。
为了说明恒定电压电解处理和恒定电流电解处理的处理顺序对第二孔40的成孔质量的影响，设计了对比例3-1至对比例3-3。
对比例3-1
与实施例1-2不同的是：P1步骤中采用恒定电流对金属复合件100的表面进行处理，其中恒定电流的电流密度为3A/dm2。
其他步骤与实施例1-2相同，这里不再赘述。
对比例3-2
与实施例1-2不同的是：P1步骤中采用恒定电流对金属复合件100的表面进行处理，其中恒定电流的电流密度为3A/dm2。P2步骤中采用的恒定电压对形成有第一孔30的金属复合件100进行表面处理，其中恒定电压为45V。
其他步骤与实施例1-2相同，这里不再赘述。
对比例3-3
与实施例1-2不同的是：P2步骤中采用恒定电压对形成有第一孔30的金属复合件100的表面进行处理，其中恒定电压为45V。
其他步骤与实施例1-2相同，这里不再赘述。
请参阅表3，为对比例3-1至3-3的主要区别条件以及测试结果。
表3
从表3结合表1中的实施例1-2的测试结果可以看出：对比例3-1中P1和P2两步电化学处理均采用恒定电流，虽然采用的恒定电流密度均在本申请验证的范围内，但最终金属复合件100表面的孔密度过低，孔分布不均匀，这是由于：P1步骤的作用是在第一金属件10的表面形成密集小孔(即第一孔30)，而对比例3-1中P1步骤中的恒定电流受第一电解液70投料量的影响，易造成孔分布不均、孔密度过低。对比例3-2中P1过程采用恒定电流，P2过程采用恒定电压，且恒定电流与恒定电压均在本申请验证的范围内，但最终金属复合件100表面严重过腐蚀，孔分布不均匀，这是由于：P1步骤的作用是在第一金属件10的表面形成密集小孔(即第一孔30)，P1中采用上述恒定电流，由于恒定电流受第一电解液70的投料量的影响，易造成孔分布不均，而在P2步骤中采用上述恒定电压，造成反应体系的腐蚀电流过大，易造成金属复合件100表面过腐蚀。对比例3-3中P1和P2两步电化学处理均采用恒定电压，虽然采用的恒定电压均在本申请验证的范围内，但最终金属复合件100表面被过腐蚀，平均孔密度过大，这是由于：P2步骤主要是为了在P1步骤的基础上增加第一孔30的孔深及孔径，若P2步骤采用恒定电压，反应体系的腐蚀电流过大，易造成金属复合件100的表面过腐蚀。
本申请提供的成孔方法，通过在第一步电化学处理过程中以恒定电压电解处理金属复合件100，在恒定电压电解处理过程中，能够使第二金属件20的表面形成氧化膜，对第二金属件20形成一定的保护，避免腐蚀离子对第二金属件20表面的过度腐蚀；另外，恒定电压能够有效击破第一金属件10表面的钝化层，并有利于第一电解液70中的腐蚀离子以恒定的迁移速率有秩序的迁移迁移至金属复合件100的表面，从而使第一金属件10所成的第一孔30的平均孔径、平均孔深以及平均孔密度都更均匀，提高第一孔30的成孔质量。通过在第二步电化学处理过程中以恒定电流电解处理金属复合件100，能够使第二电解液80腐蚀离子以恒定的速率有秩序的迁移至金属复合件100的表面，从而保证在同一时间，金属复合件100表面的腐蚀离子浓度较均一，进而保证金属复合件100表面各处的腐蚀速率较均一，在第一孔30的基础上扩孔形成的第二孔40的孔径、孔深及孔密度更均一，提高第二孔40的成孔质量。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。
Claims (18)
1.一种成孔方法，用于在金属复合件的表面成孔，所述金属复合件包括相互连接的第一金属件和第二金属件，其中，所述方法包括：
将所述金属复合件置于第一电解液中，以所述金属复合件为阳极，以恒定电压电解处理所述金属复合件，以在所述第一金属件的表面形成第一孔，所述恒定电压的范围为30V至60V；
将带有所述第一孔的所述金属复合件置于第二电解液中，以所述金属复合件为阳极，以恒定电流电解处理所述金属复合件，对所述第一孔进行扩孔以形成第二孔，所述恒定电流的电流密度范围为3A/dm2至5A/dm2；
所述第一电解液包括可与水互溶的有机溶剂和可溶性氯化物；
所述第二电解液包括可与水互溶的有机溶剂、可溶性氯化物和磷酸化合物，
所述第一金属件的材质包括不锈钢或钛合金，所述第二金属件的材质包括铝合金，所述第一电解液和所述第二电解液中的有机溶剂均为与水互溶的醇类。
2.如权利要求1所述的成孔方法，还包括：
将带有所述第二孔的所述金属复合件置于蚀刻液中，以在所述第二金属件的表面形成第三孔，其中，所述蚀刻液中包括氯化铁。
3.如权利要求1所述的成孔方法，还包括：
将带有所述第二孔的所述金属复合件置于酸溶液中，以去除所述金属复合件表面的反应副产物；
其中，所述酸溶液包括硫酸和氧化剂，所述氧化剂包括氯化铁、双氧水、过硫酸钠以及过硫酸钾中的至少一种。
4.如权利要求1所述的成孔方法，在所述将所述金属复合件置于第一电解液的步骤之前，所述方法还包括：
喷淋所述金属复合件，喷淋压力为2.5kgf至3.5kgf，喷淋速度为1.2L/min至2.3L/min。
5.如权利要求1所述的成孔方法，在所述将所述金属复合件置于第一电解液中的步骤之前，所述方法还包括：
将所述金属复合件放置在所述第一电解液中进行预浸。
6.如权利要求5所述的成孔方法，在所述第一金属件的表面形成所述第二孔的步骤之前，所述方法还包括：
水洗带有所述第一孔的所述金属复合件。
7.如权利要求2所述的成孔方法，其中，
所述第一孔的平均孔径的范围为8μm至25μm，平均孔深的范围为6μm至15μm；
所述第二孔的平均孔径的范围为20μm至120μm，平均孔深的范围为30μm至140μm；
所述第三孔的平均孔径的范围为20μm至100μm，平均孔深的范围为20μm至80μm。
8.一种金属工件，由如权利要求1-7任一项所述的成孔方法制备而成，所述金属工件包括基体和第二孔，所述基体包括相互连接的第一金属部和第二金属部，所述第二孔位于所述第一金属部的表面。
9.一种金属制品，包括材料体和由如权利要求1-7任一项所述的成孔方法制备而成的金属工件，所述材料体位于所述第二孔内。
10.一种金属制品的制备方法，所述金属制品包括金属工件和材料体，所述方法包括以下步骤：
由如权利要求1-7任一项所述的成孔方法制备所述金属工件，所述金属工件包括基体和第二孔，所述基体包括相互连接的第一金属部和第二金属部，所述第二孔位于所述第一金属部的表面；以及
于所述第二孔内形成材料体，从而得到所述金属制品。
11.一种用于执行如权利要求1至7中任一项所述的成孔方法的成孔控制方法，用于在金属复合件的表面成孔，所述金属复合件包括相互连接的第一金属件和第二金属件，所述方法包括：
控制第一处理槽的电压，以对位于所述第一处理槽的第一电解液中的所述金属复合件进行恒定电压电解处理，以在所述第一金属件的表面形成第一孔；
将带有所述第一孔的所述金属复合件置入第二处理槽，控制所述第二处理槽的电流，以对位于所述第二处理槽的第二电解液中的所述金属复合件进行恒定电流电解处理，以对所述第一孔进行扩孔以形成第二孔；其中，
所述第一电解液包括可与水互溶的有机溶剂和可溶性氯化物；
所述第二电解液包括可与水互溶的有机溶剂，可溶性氯化物和磷酸化合物。
12.如权利要求11所述的成孔控制方法，还包括：
将带有所述第二孔的所述金属复合件置入含有蚀刻液的第三处理槽中，并控制所述第三处理槽的反应参数，以在所述第二金属件的表面形成第三孔，其中，所述蚀刻液包括氯化铁。
13.如权利要求11所述的成孔控制方法，还包括：
将带有所述第二孔的所述金属复合件置于含酸溶液的第四处理槽中，并控制所述第四处理槽的反应参数，以去除所述金属复合件表面的反应副产物；
其中，所述酸溶液包括硫酸和第二氧化剂，所述第二氧化剂包括氯化铁、双氧水、过硫酸钠以及过硫酸钾中的至少一种。
14.一种实现如权利要求1至7中任一项所述的成孔方法的成孔设备，用于对金属复合件进行成孔，所述金属复合件包括第一金属件和第二金属件，所述成孔设备包括：
第一处理槽，所述第一处理槽中盛装有第一电解液；
第二处理槽，所述第二处理槽中盛装有第二电解液；及
控制器，所述控制器用于控制所述第一处理槽的电压，以对位于所述第一处理槽的所述第一电解液中的所述金属复合件进行恒定电压电解处理，以在所述第一金属件的表面形成第一孔；还用于控制所述第二处理槽的电流，以对位于所述第二处理槽的所述第二电解液中的所述金属复合件进行恒定电流电解处理，以对所述第一孔进行扩孔以形成第二孔；所述第一电解液包括可与水互溶的有机溶剂和可溶性氯化物；所述第二电解液包括可与水互溶的有机溶剂，可溶性氯化物和磷酸化合物。
15.如权利要求14所述的成孔设备，其中，还包括旋转治具，所述旋转治具可移动设置于所述第一处理槽和所述第二处理槽内，其中，
所述旋转治具包括：
连接组件，设有相对的第一端和第二端，所述第一端设有第一连接部；
第一承载组件，用于承载所述金属复合件，所述第一承载组件的一端设有第二连接部，所述第二连接部与所述第一连接部活动连接，所述第一承载组件通过所述第二连接部悬挂于所述连接组件的所述第一连接部；及
驱动组件，连接于所述连接组件的所述第二端，所述控制器控制所述驱动组件驱动所述连接组件带动所述第一承载组件旋转，以使所述第一承载组件上的所述金属复合件转动。
16.如权利要求15所述的成孔设备，其中，所述旋转治具还包括活动连接于所述连接组件的挂具，所述挂具用于承载所述金属复合件，其中，
所述挂具包括：
基座，包括主轴及第一支撑组件，所述主轴的一端悬挂于所述连接组件的所述第一连接部，所述第一支撑组件包括固定件及第一支撑件，所述固定件的两端分别连接于所述主轴和所述第一支撑件；
第二承载组件，包括第一连接件及承载件，所述第一连接件位于所述第一支撑件和所述承载件之间，所述第一连接件的一端卡设于所述第一支撑件，所述承载件可拆卸地连接于所述第一连接件的另一端并用于承载所述金属复合件。
17.如权利要求14所述的成孔设备，其中，还包括第三处理槽，所述第三处理槽盛装有蚀刻液，所述蚀刻液包括氯化铁；
所述控制器控制所述第三处理槽的反应参数，以对位于所述蚀刻液中的所述金属复合件进行蚀刻处理，以在所述金属复合件的表面形成第三孔。
18.如权利要求14至17中任一项所述的成孔设备，其中，还包括第四处理槽，所述第四处理槽盛装有酸溶液，所述酸溶液包括硫酸和第二氧化剂，所述第二氧化剂包括氯化铁、双氧水、过硫酸钠以及过硫酸钾中的至少一种；
所述控制器控制所述第四处理槽的反应参数，以去除所述金属复合件表面形成孔后的反应副产物。
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