ES2954332T3

ES2954332T3 - Método para producir un miembro metálico y método para producir un cuerpo unido de metal-resina

Info

Publication number: ES2954332T3
Application number: ES17932457T
Authority: ES
Inventors: Seiichi Sai
Original assignee: Mutsuki Electric KK
Current assignee: Mutsuki Electric KK
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2023-11-21
Anticipated expiration: 2037-11-16
Also published as: WO2019097624A1; CN111344428A; CN111344428B; EP3604605B1; EP3604605A1; JPWO2019097624A1; EP3604605A4; US20200070477A1; US11090908B2; JP6935944B2

Abstract

Según la presente invención, un cuerpo unido metal-resina se obtiene: calentando la superficie de un sustrato metálico compuesto de un metal para formar una película de óxido sobre la superficie del sustrato metálico; calentar al menos una porción de la película de óxido para mejorar la fuerza de unión de la película de óxido al sustrato metálico; y posteriormente, unir un sustrato de resina sintética compuesto de una resina sintética a la película de óxido. De esta manera, se puede obtener un cuerpo unido metal-resina que tiene una alta fuerza de unión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método para producir un miembro metálico y método para producir un cuerpo unido de metal-resina

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método para producir un miembro metálico y un método para producir un cuerpo unido de metal-resina.

Antecedentes de la técnica

Por ejemplo, en PTL 1 y PTL 2, se han sugerido cuerpos unidos metal-resina obtenidos uniendo un sustrato metálico formado a partir de un metal y un sustrato de resina sintética formado a partir de una resina sintética.

En el siguiente PTL 1, se ha sugerido aumentar la fuerza de unión entre un sustrato metálico y un sustrato de resina sintética poniendo en contacto un agente oxidante líquido que contiene finas burbujas de aire con la superficie del sustrato metálico y formando un grupo reactivo que es capaz de formar enlaces de hidrógeno, enlaces fenólicos o enlaces de éster con el sustrato de resina sintética, en la superficie del sustrato metálico.

En el siguiente PTL 2, se ha sugerido aumentar la fuerza de unión entre un sustrato metálico y un sustrato de resina sintética formando una película de recubrimiento que contiene oxígeno que contiene oxígeno sobre la superficie del sustrato metálico y uniendo el sustrato de resina sintética sobre esta película de recubrimiento que contiene oxígeno.

El documento EP 2762289 A1 describe un cuerpo unido aluminio-resina que incluye un sustrato de aluminio formado por aluminio o una aleación de aluminio, una película que contiene oxígeno que contiene oxígeno, que se forma sobre una superficie del sustrato de aluminio, y una resina moldeada formada por una resina termoplástica, que está unida a la película que contiene oxígeno. La resina termoplástica es una resina termoplástica que contiene un elemento que tiene un par de electrones no compartidos en una unidad repetida y/o en un extremo.

El documento EP 3674080 A1 describe un material compuesto de metal-resina y un método para fabricar el material compuesto de metal-resina. El material compuesto de metal-resina comprende un miembro metálico que tiene una superficie tratada con láser; y un miembro de resina termoplástica puesto en contacto con el miembro metálico en un lado que tiene la superficie tratada con láser, estando compuesto el miembro de resina termoplástica de una composición de resina que contiene de 1 a 25 partes en masa de un aditivo de estructuración directa por láser por 100 partes por masa de una resina termoplástica.

El documento JP 2013/227599 A describe que se forma una película con una alta fuerza de adhesión a una superficie de un objeto de recubrimiento al irradiar la superficie del objeto a recubrir con la película con un rayo láser, depositando partículas finas de dispersión evaporadas de su región de irradiación sobre la superficie del objeto en sí mismo, haciendo reaccionar un líquido con una región donde se depositan las partículas finas de dispersión, y posteriormente realizando un tratamiento térmico.

El documento EP 2762289 A1 describe cómo impartir desarrollo de color variable a múltiples colores a una superficie metálica sin usar metales nobles mediante la formación de una película fina que consiste en el producto de reacción de componentes gaseosos mediante un tratamiento térmico en la superficie de un material metálico provisto de una aspereza fina correspondiente a franjas de interferencia de un rayo láser. La superficie del material metálico se irradia con un rayo láser para causar interferencia en su superficie, por lo que se forma una fina aspereza correspondiente a las franjas de interferencia. La superficie que tiene esta fina aspereza se trata térmicamente a continuación en un gas reactivo, por lo que se forma la película fina que consiste en el producto de reacción del componente metálico y el componente gaseoso. Los adornos con los que los patrones se observan visiblemente como brillo reflejado.

Lista de citas

Literatura de patentes

PTL 1: Documento JP-A-2014-60138

PTL 2: Publicación Internacional No. 2014/157289

Compendio de la invención

Problema técnico

El grupo reactivo y la película de recubrimiento que contiene oxígeno sugeridos en PTL 1 y PTL 2 funcionan como una película que ayuda en la unión de un sustrato metálico y un sustrato de resina sintética en la superficie del sustrato metálico, y puede aumentar la fuerza de unión entre el sustrato metálico y el sustrato de resina sintética. Sin embargo, existe una fuerte demanda de un aumento en la resistencia de la unión y se desea una mayor mejora.

Mientras tanto, en PTL 2, se describe que se puede obtener una fuerza de unión de 40 MPa como máximo. Sin embargo, en PTL 2, dado que la fuerza de unión se mide bajo una carga aplicada en una dirección paralela a la superficie de unión entre el sustrato metálico y el sustrato de resina sintética, la fuerza de unión efectiva es tan pequeña como aproximadamente la mitad del valor medido, y esto no es una fuerza de unión suficiente.

La invención se logró en vista de los problemas descritos anteriormente, y es un objeto de la invención proporcionar un elemento metálico que pueda aumentar la fuerza de unión entre un sustrato metálico formado a partir de un metal y un sustrato de resina sintética formado a partir de una resina sintética, un cuerpo unido de metal-resina, y un método para producir un cuerpo unido de metal-resina.

Solución al problema

Los inventores de la invención llevaron a cabo una investigación exhaustiva para lograr una mayor fuerza de unión y encontraron que aumentar la fuerza de unión entre un sustrato metálico y una película que ayuda a la unión es muy útil para unir un sustrato metálico y un sustrato de resina sintética. Así, los inventores completaron la invención. El problema de la invención se resuelve mediante un método para producir un miembro metálico según la reivindicación independiente, así como mediante un método para producir un cuerpo unido de metal-resina según la reivindicación independiente 5. Los temas de las reivindicaciones dependientes se refieren a otros desarrollos ventajosos de la presente invención.

Efectos ventajosos de la invención

En la invención, se puede aumentar la fuerza de unión entre un sustrato metálico formado a partir de un metal y un sustrato de resina sintética formado a partir de una resina sintética.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista en sección transversal de un miembro metálico según una realización de la invención.

La Fig. 2 es una vista en planta del miembro metálico de la fig. 1.

La Fig. 3 es una vista en planta de un miembro metálico según el ejemplo de modificación 1.

La Fig.4 es una vista en planta de un miembro metálico según otro ejemplo de modificación 1.

La Fig.5 es una vista en planta de un miembro metálico según el ejemplo de modificación 2.

La Fig.6 es una vista en planta de un miembro metálico según otro ejemplo de modificación 2.

La Fig.7 es una vista en planta de un miembro metálico según el ejemplo de modificación 3.

La Fig. 8 es una vista en sección transversal de un cuerpo unido de metal-resina según una realización de la invención. La Fig. 9A es un diagrama que ilustra un método para producir un miembro metálico según una realización de la invención.

La Fig. 9B es una vista en sección transversal que ilustra una película de óxido formada en el proceso ilustrado en la Fig. 9A.

La Fig. 9C es un diagrama que ilustra un método para producir un miembro metálico según una realización de la invención.

La Fig. 9D es una vista en sección transversal que ilustra una película de óxido formada en el proceso ilustrado en la Fig. 9C.

La Fig. 10 es una vista en sección transversal de un molde de moldeo por inyección para moldear un cuerpo unido de metal-resina según una realización de la invención.

La Fig. 11 es una vista en planta de un miembro metálico según el ejemplo comparativo.

Descripción de realizaciones

A continuación, se describirá una realización de la invención con referencia a los dibujos. No se pretende que la invención se limite a la siguiente realización. La siguiente realización se propone únicamente con fines ilustrativos y no pretende limitar el alcance de la invención. Mientras tanto, el espesor de una película de óxido real es delgado; sin embargo, para que la explicación sea fácilmente comprensible, en los dibujos se describe que el espesor es mayor. (1) Miembro metálico

El elemento metálico 10 según una realización de la invención es tal que un sustrato de resina sintética formado a partir de una resina sintética se une al mismo y constituye una parte del cuerpo unido de metal-resina. Este miembro metálico 10 incluye, como se muestra en la Fig. 1 y la Fig. 2, un sustrato metálico 12 y una película de óxido 14 formada en la superficie del sustrato metálico 12.

El sustrato metálico 12 es un miembro obtenido por moldeo de un metal en una forma predeterminada tal como una forma de bloque, una forma de lámina o una forma de alambre. Los ejemplos del metal que constituye el sustrato metálico 12 incluyen cobre (Cu), hierro (Fe), aluminio (Al), titanio (Ti), níquel (Ni) y cromo (Cr). El sustrato metálico 12 también puede estar compuesto por una aleación formada por dos o más tipos de metales, como una aleación de cobre, una aleación de hierro (material de acero), una aleación de aluminio, acero inoxidable, una aleación de titanio o una aleación de cromo.

La aleación de cobre utilizada para el sustrato metálico 12 no está limitada. Pueden utilizarse todas las aleaciones de cobre, como las aleaciones a base de cobre puro, como C1020 y C1100, tal como se definen en las normas industriales japonesas (serie JIS H 3000); aleaciones de latón como la serie C2600; y aleaciones a base de cobre-níquel como la serie C5600.

En cuanto a la aleación de hierro utilizada para el sustrato metálico 12, por ejemplo, pueden utilizarse materiales de hierro y acero para uso estructural, como un material de acero laminado en frío (SPCC), un material de acero laminado en caliente (SPHC), un material de lámina de acero laminado en caliente para automóviles para uso estructural (SAPH), un material de lámina de acero de alta tensión laminado en caliente para uso estructural de automóviles (SPFH) y materiales de acero utilizados principalmente para el trabajo de máquinas (materiales SS). Además, sin limitarse a las aleaciones de hierro descritas anteriormente, se pueden utilizar todos los materiales de hierro y acero estandarizados por los estándares industriales japoneses (JIS), la Organización Internacional de Normalización (ISO) y similares.

La aleación de aluminio utilizada para el sustrato metálico 12 no está limitada. Pueden utilizarse todas las aleaciones de aluminio como la serie A1000 a la serie 7000 (aleaciones de aluminio resistentes a la corrosión, aleaciones de aluminio de alta resistencia, aleaciones de aluminio resistentes al calor y similares), que son aleaciones de aluminio para extensión según se define en los estándares industriales japoneses (JIS), y los tipos ADC1 a ADC12 (aleaciones de aluminio para fundición a presión), que son aleaciones de aluminio para fundición.

El acero inoxidable utilizado para el sustrato metálico 12 incluye acero inoxidable a base de Cr obtenido al añadir cromo al hierro, acero inoxidable a base de Cr-Ni, que es un acero obtenido al añadir una combinación de níquel y cromo, y otras aleaciones de hierro resistentes a la corrosión conocidas llamadas acero inoxidable. El acero inoxidable a base de Cr como SUS405, SUS429 y SUS403; acero inoxidable a base de Cr-Ni como SUS301, SUS304, SUS305 y SUS316; y similares, que están estandarizados por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO), los Estándares Industriales Japoneses (JIS), la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM) y similares, se pueden utilizar para el sustrato metálico 12.

La aleación de titanio utilizada para el sustrato metálico 12 no está limitada. Pueden utilizarse todas las aleaciones de titanio, como una aleación a base de titanio puro, una aleación de titanio en forma a, una aleación de titanio en forma p y una aleación de titanio en forma a-p, que están definidas por la Organización Internacional de Normalización (ISO), estándares industriales japoneses (JIS) y similares.

Además, el sustrato metálico 12 es tal que la superficie del sustrato metálico 12 está cubierta por una capa de recubrimiento formada de otro metal, y se puede formar una película de óxido 14 sobre la capa de recubrimiento. La capa de recubrimiento que cubre la superficie del sustrato metálico 12 se puede formar mediante métodos tales como recubrimiento químico, inmersión en caliente, recubrimiento con acero inoxidable, deposición de vapor y pulverización de metal. Además, es preferible que la capa de recubrimiento esté formada por un metal que tenga una mayor tendencia a la ionización que el metal que constituye el sustrato metálico 12.

La forma del sustrato metálico 12 se puede formar en una forma deseada según el uso y similares. Con respecto al método para moldear el sustrato metálico 12, se puede aplicar cualquier método arbitrario, y la fundición de verter un metal fundido o similar en un molde que tenga la forma deseada, el mecanizado por corte utilizando una máquina herramienta o similar, y el mecanizado por punción utilizando una máquina de prensa o similar, se puede utilizar.

La película de óxido 14 formada sobre la superficie del sustrato metálico 12 tiene un óxido formado por fusión de la superficie del sustrato metálico 12. Es decir, la película de óxido 14 tiene un óxido de un metal que constituye el sustrato metálico 12. Por ejemplo, en el caso de que el sustrato metálico 12 esté formado por cobre o una aleación de cobre, la película de óxido 14 puede contener Cu2O, CuO y similares. En el caso de que el sustrato metálico 12 esté formado por hierro o una aleación de hierro, la película de óxido 14 contiene FeO, FeaOs y similares. En el caso de que el sustrato metálico 12 esté formado por aluminio o una aleación de aluminio, la película de óxido 14 puede contener A^O3 y similares. En el caso de que el sustrato metálico 12 esté formado por níquel o una aleación de níquel, la película de óxido 14 puede contener NiO y similares. En el caso de que el sustrato metálico 12 esté formado por acero inoxidable, la película de óxido 14 puede contener FeO, Fe2O3, Cr2O3, CrO2, CrO3, y similares. En el caso de que el sustrato metálico 12 esté formado por cromo o una aleación de cromo, la película de óxido 14 puede contener Cr2O3, CrO2, CrO3, y similares. En el caso de que el sustrato metálico 12 esté formado por titanio o una aleación de titanio, la película de óxido 14 puede contener TiO y similares.

Como realización preferida, la película de óxido 14 puede incluir una pluralidad de partes fundidas 14a formadas por fusión localizada de la superficie del sustrato metálico 12; y una pluralidad de partes periféricas 14b formadas alrededor de las partes fundidas 14a por un metal disperso desde las partes fundidas 14a.

Como se muestra en la Fig. 2, se forma una pluralidad de partes fundidas 14a sobre la superficie del sustrato metálico 12 en posiciones desplazadas en una dirección (en lo sucesivo, esta dirección puede denominarse como dirección X). Las partes periféricas 14b formadas alrededor de las partes fundidas 14a adyacentes se superponen al menos parcialmente entre sí (los sitios en los que las partes periféricas 14b pueden denominarse en lo sucesivo partes superpuestas 14c).

Para mencionar ejemplos de varias dimensiones con referencia a la Fig. 2, la longitud Lx1 en la dirección X de cada parte fundida 14a se puede establecer en 1 pm a 50 pm, la longitud Ly1 en una dirección perpendicular a la dirección X (en adelante, esta dirección puede denominarse como dirección Y) de la parte fundida 14a se puede establecer en 1 pm a 50 pm, el intervalo Mx1 en la dirección X de una parte fundida 14a adyacente se puede establecer en 20 pm o menos, y la distancia P1 desde el borde de una parte fundida 14a hasta el borde de una parte periférica 14b puede establecerse de 10 pm a 100 pm.

En el miembro metálico 10 de la presente realización como se describe anteriormente, se forma una película de óxido 14 sobre la superficie del sustrato metálico 12 de manera que las partes periféricas 14b formadas alrededor de las partes fundidas adyacentes 14a se superponen entre sí, es decir, las partes superpuestas 14c están formadas por una pluralidad de piezas periféricas 14b. En las partes superpuestas 14c formadas en la superficie del sustrato metálico 12, las partes periféricas 14b formadas en la superficie del sustrato metálico 12 se recalientan primero por el calor generado en el momento de formar posteriormente las partes fundidas 14a y las partes periféricas 14b. A través de este recalentamiento, las partes periféricas 14b han aumentado la fuerza de unión al sustrato metálico 12 en las partes superpuestas 14c, y la fuerza de unión de la película de óxido 14 en conjunto al sustrato metálico 12 aumenta. Por lo tanto, al unir el miembro metálico 10 de la presente realización a un sustrato de resina sintética formado a partir de una resina sintética sobre la película de óxido 14, se puede obtener un cuerpo unido de metal-resina que tiene una alta fuerza de unión.

Además, como otra realización preferida, la película de óxido 14 formada sobre la superficie del sustrato metálico 12 puede tener la fuerza de unión con el sustrato metálico 12 ajustada para que sea de 45 MPa o superior. Aquí, la fuerza de unión al sustrato metálico es la resistencia a la tracción obtenida al unir un sustrato de resina sintética formado a partir de una resina PPS (TORELINA (marca registrada) A673M fabricada por TORAY INDUSTRIES, INC.) a la película de óxido 12 para producir una muestra de tipo A como se define en la norma ISO 19095-2, y midiendo la resistencia a la tracción según la norma ISO 19095-3 para la muestra así producida.

Cuando la fuerza de unión de la película de óxido 14 con el sustrato metálico 12 medida como se describe anteriormente es de 45 MPa o superior, se puede obtener un cuerpo unido de metal-resina que tenga una alta fuerza de unión uniendo un sustrato de resina sintética formado a partir de una resina sintética sobre el película de óxido 14.

Mientras tanto, con respecto al miembro metálico 10 de la presente realización como se describe anteriormente, se puede proporcionar una capa de recubrimiento o un material de recubrimiento en la superficie del sustrato metálico 12. En ese caso, es preferible que una capa de recubrimiento o un material de recubrimiento esté formado por un metal que tiene una mayor tendencia a la ionización que el metal que constituye el sustrato metálico. Al cubrir la superficie del sustrato metálico 12 con un metal que tiene una alta tendencia a la ionización como tal, la película de óxido 14 formada en la superficie no se puede reducir fácilmente y se mejora la durabilidad. En particular, en un caso en el que el metal que constituye el sustrato metálico 12 tiene una tendencia a la ionización más alta que el hidrógeno, como el cobre, la plata, el platino, el paladio o el oro, la película de óxido no se puede reducir fácilmente con agua y, por lo tanto, la durabilidad se aumenta notablemente.

Ejemplo de modificación 1

En la realización descrita anteriormente, se ha explicado un miembro metálico 10 que incluye una película de óxido 14 provista de una pluralidad de partes fundidas 14a a un intervalo en la dirección X de manera que algunas de las partes periféricas 14b se superponen entre sí en la dirección X; sin embargo, por ejemplo, también es aceptable un miembro metálico 110 que incluya una película de óxido 114 como se muestra en la Fig. 3. Es decir, la película de óxido 114 incluye una pluralidad de partes fundidas 114a proporcionadas a intervalos en la dirección X y la dirección Y; y una pluralidad de partes periféricas 114b dispuestas alrededor de las partes fundidas 114a. Algunas de las múltiples partes periféricas 114b se superponen en la dirección X y en la dirección Y y forman partes superpuestas 114c.

Para mencionar ejemplos de varias dimensiones con referencia a la Fig. 3, la longitud Lx2 en la dirección X de cada parte fundida 114a puede establecerse en 1 pm a 50 pm, la longitud Ly2 en la dirección Y de la parte fundida 114a puede establecerse entre 1 pm y 50 pm, el intervalo Mx2 en la dirección X de una parte fundida adyacente 114a se puede establecer en 20 pm o menos, la distancia P2 desde el borde de una parte fundida 114a hasta el borde de una parte periférica 114b se puede establecer en 10 |jm a 100 |jm, y el intervalo My2 de los centros de las partes fundidas 114a adyacentes en la dirección Y se puede establecer en 10 jm a 500 jm .

Además, también es aceptable un miembro metálico 210 que incluya una película de óxido 214 como se ilustra en la Fig. 4. Es decir, la película de óxido 214 incluye una pluralidad de partes fundidas 214a que se extienden a lo largo de la dirección X; y una pluralidad de partes periféricas 214b dispuestas alrededor de las partes fundidas 214a. Las partes fundidas 214a se proporcionan a un intervalo en la dirección Y de manera que partes de las múltiples partes periféricas 214b se superponen en la dirección Y y forman partes superpuestas 214c.

Para mencionar ejemplos de varias dimensiones con referencia a la Fig. 4, la longitud Lx3 en la dirección X de cada parte fundida 214a puede establecerse en 1 mm a 20 mm, la longitud Ly3 en la dirección Y de la parte fundida 214a puede establecerse en 1 jm a 50 jm , la distancia P3 desde el borde de una parte fundida 214a hasta el borde de una parte periférica 214b se puede establecer en 10 jm a 100 jm , y el intervalo My3 en los centros de las partes fundidas 214a adyacentes en la dirección Y se puede establecer en 20 j a 500 jm . Mientras tanto, en este caso, un extremo en la dirección X de una parte fundida 214a adyacente en la dirección Y puede estar conectado con la parte fundida 214a, o puede estar separado de la misma.

También para los miembros metálicos 110 y 210 de dicho ejemplo de modificación, se aumenta la fuerza de unión al sustrato metálico 12 en las partes superpuestas 114c y 214c, y se aumenta la fuerza de unión de las películas de óxido 114 y 214 en conjunto al sustrato metálico 12.

Ejemplo de modificación 2

En la realización descrita anteriormente, se ha explicado un caso en el que se forman múltiples partes fundidas 14a sobre la superficie de un sustrato metálico 12 en un intervalo; sin embargo, como en el caso del miembro metálico 310 ilustrado en la Fig. 5, se puede proporcionar una pluralidad de partes fundidas 314a de modo que las partes de las partes fundidas 314a que son adyacentes en la dirección X se solapen. En ese momento, es preferible proporcionar las partes fundidas 21 en posiciones cambiadas para que la mitad o más de las partes fundidas 314a se superpongan en una dirección en la que las partes fundidas 314a se encuentran adyacentes (dirección X en la Fig. 5).

Además, como en el caso del miembro metálico 410 ilustrado en la Fig. 6, se puede proporcionar una pluralidad de partes fundidas 414a de modo que las partes de las partes fundidas 414a que son adyacentes en la dirección X se superpongan, y esas partes fundidas 414a se pueden proporcionar para que estén alineadas en una pluralidad de filas en la dirección Y. En ese momento, como en el caso del miembro metálico 310 ilustrado en la Fig. 5, es preferible que las partes fundidas 414a se proporcionen en posiciones cambiadas de modo que la mitad o más de las partes fundidas 414a se superpongan en una dirección en la que las partes fundidas 414a se encuentran adyacentes (dirección X en la Fig. 6). Además, como se ilustra en la Fig. 6, en un caso en el que se proporcionen múltiples partes fundidas 414a para que estén alineadas en una pluralidad de filas en la dirección Y, es preferible que se proporcionen múltiples partes fundidas 414a para que estén alineadas en la dirección Y de manera que partes de las partes periféricas 114b se superponen en la dirección Y y forman partes superpuestas 114c.

Como en el caso del miembro metálico 310 ilustrado en la Fig. 5 y el miembro metálico 410 ilustrado en la Fig. 6, las partes superpuestas 314c y 414c, en las que las partes periféricas 314b y 414b formadas alrededor de las partes fundidas 314a y 414a se superponen entre sí, se pueden formar extensamente superponiendo partes fundidas 314a y 414a. Por lo tanto, se aumenta la fuerza de unión de las películas de óxido 314 y 414 en conjunto al sustrato metálico 12.

En particular, las partes superpuestas 314c' y 414c', en las que las partes periféricas 314b y 414b se superponen entre sí tres o más veces, se pueden formar extensamente proporcionando una pluralidad de partes fundidas 314a y 414a de manera que la mitad o más de las partes fundidas 314a y 414a se superponen en una dirección en la que las partes fundidas 314a y 414a se encuentran adyacentes. En estas partes superpuestas 314c' y 414c', dado que las partes periféricas 314b y 414b se recalientan varias veces, la fuerza de unión al sustrato metálico 12 aumenta y la fuerza de unión de las películas de óxido 314 y 414 en su conjunto al metal el sustrato 12 se aumenta en gran medida.

Ejemplo de modificación 3

En la realización descrita anteriormente, se ha explicado un caso en el que se proporcionan múltiples partes fundidas 14a para que estén alineadas en una dirección predeterminada (dirección X o dirección Y); sin embargo, como en el caso del miembro metálico 410 ilustrado en la Fig. 7, se puede proporcionar una película de óxido 314 que tenga partes fundidas 414a dispersas sobre la superficie del sustrato metálico 12 en la medida en que al menos partes de las partes periféricas 414b se superpongan para formar partes superpuestas 414c.

(2) Cuerpo unido metal-resina

A continuación, se explicará un cuerpo unido de metal-resina 20 de una realización de la invención en base a la Fig. 8.

El cuerpo unido de metal-resina 20 de la presente realización incluye el miembro metálico 10 de la sección (1) descrita anteriormente; y un sustrato de resina sintética 22 formado a partir de una resina sintética.

El sustrato de resina sintética 22 es un miembro obtenido por moldeo de una resina sintética en una forma predeterminada como una forma de bloque, una forma de lámina o una forma de alambre. Además, el sustrato de resina sintética 22 puede ser una película de recubrimiento de una resina sintética o una capa adhesiva formada a partir de un adhesivo hecho de una resina sintética. En cuanto a la resina sintética que constituye el sustrato de resina sintética 22, se pueden utilizar uno o dos o más tipos de resinas producidas principalmente utilizando petróleo como materia prima, como una resina termoplástica, un elastómero termoplástico o una resina termoendurecible. Los ejemplos específicos incluyen una resina de polipropileno (resina PP), una resina de poliacetal (resina POM), una resina de sulfuro de polifenileno (resina PPS), una resina de acrilonitrilo/butadieno/estireno (resina ABS), una resina de polietileno (resina PE), una resina de poli(tereftalato de butileno) (resina PBT), una resina de poliamida (resina PA), una resina epoxi, un polímero de cristal líquido (resina LCP), una resina de poli(éter de fenileno) modificado (PPE modificado) y una resina a base de polipropileno blando tipo reactor (resina TPO tipo reactor con base de metaloceno). Además, el sustrato de resina sintética 22 puede ser un sustrato de resina obtenido mediante la incorporación de un material de refuerzo como fibras de carbono, fibras de vidrio o talco; un retardante de llama; un inhibidor del deterioro; un componente de elastómero; o similar en una resina sintética como la descrita anteriormente.

El sustrato de resina sintética 22 se une a la película de óxido 14 formada en la superficie del sustrato metálico 12 por compresión térmica, y constituye el cuerpo unido de metal-resina 20 que se muestra en la Fig. 8.

En el cuerpo unido de metal-resina 20 de la presente realización, como se describe en la sección (1) anterior, una película de óxido 14 formada sobre un miembro de metal 10 está fuertemente unida a un sustrato metálico 12. Además, dado que la película de óxido 14 puede formar fácilmente un enlace químico con un grupo funcional transportado por el material de resina, el sustrato de resina sintética 22 se puede unir fuertemente a la película de óxido 14. Por lo tanto, en el cuerpo unido de resina-metal 20, el sustrato metálico 12 y el sustrato de resina sintética 22 están fuertemente unidos por medio de la película de óxido 14.

Ejemplo de modificación

En la presente realización, se ha explicado un cuerpo unido de metal-resina 20 que tiene un sustrato de resina sintética 22 unido al miembro metálico 10 mostrado en la Fig. 1 y la Fig. 2; sin embargo, un cuerpo unido de metal-resina en el que un sustrato de resina sintética 22 está unido al miembro metálico 110 que se muestra en la Fig. 3, el miembro metálico 210 que se muestra en la Fig. 4, el miembro metálico 310 que se muestra en la Fig. 5, el miembro metálico 410 que se muestra en la Fig. 6, o el miembro metálico 510 que se muestra en la Fig. 7, también es aceptable.

(3) Método para producir un miembro metálico.

A continuación, se describirá un método para producir el miembro metálico 10 de la sección anterior (1) sobre la base de la Fig. 9A a la Fig. 9D.

El miembro metálico 10 puede obtenerse calentando localmente la superficie del sustrato metálico 12. En la presente realización, la superficie del sustrato metálico 12 se irradia intermitentemente con luz láser mientras se mueve (barrido) la posición de irradiación con luz láser en la dirección X a velocidad constante. Es decir, la superficie del sustrato metálico 12 se irradia con luz láser pulsátil. Por lo tanto, una pluralidad de sitios de la superficie del sustrato metálico 12 se calientan localmente y, por lo tanto, se forma una película de óxido 12 sobre la superficie del sustrato metálico 12.

Específicamente, como se muestra en la Fig. 9A, cuando la superficie del sustrato metálico 12 se calienta localmente irradiando una posición predeterminada de la superficie del sustrato metálico 12 con una primera luz láser R, el metal en el sitio Q1 irradiado con luz láser R se funde. El metal fundido S toma oxígeno del aire y se convierte en un óxido metálico. Además, una porción del metal fundido S se dispersa alrededor del sitio Q1 mientras toma oxígeno del aire. Cuando se completa la irradiación del sitio Q1 con luz láser, el metal fundido (óxido de metal) se enfría y solidifica, y se forma una parte fundida 14a en el sitio Q1. Además, el metal disperso forma una parte periférica 14b alrededor de la parte fundida 14a (ver Fig. 9B).

Dado que dicha parte periférica 14b es un óxido metálico formado cuando se dispersa el metal fundido, la fuerza de unión con el sustrato metálico 12 es débil.

Mientras tanto, en lo sucesivo, un proceso de irradiación de un sustrato metálico 12 con luz láser y, por lo tanto, la formación de una parte fundida 14a y una parte periférica 14b puede denominarse como primera etapa, y la parte fundida 14a y la parte periférica 14b formadas por irradiación con una primera luz láser se puede denominar como parte fundida 14a1 y parte periférica 14b1, mientras que la parte fundida 14a y la parte periférica 14b formadas por nésima (n: un número entero de 2 o mayor) irradiación con luz láser se pueden denominar como parte fundida 14an y parte periférica 14bn.

A continuación, como se muestra en la Fig. 9C, la primera luz láser se mueve una distancia predeterminada en la dirección X desde la posición de irradiación de la primera luz láser, y luego la superficie del sustrato metálico 12 se calienta localmente irradiando la superficie con una segunda luz láser. La superficie del sustrato metálico 12 se calienta localmente por irradiación con esta segunda luz láser, y el metal en un sitio Q2 que ha sido irradiado con luz láser R se funde. El metal fundido S toma oxígeno del aire y se convierte en un óxido de metal. Además, una parte del metal fundido S se dispersa alrededor del sitio Q2 mientras toma oxígeno del aire. Cuando se completa la irradiación del sitio Q2 con luz láser, el metal fundido (óxido de metal) se enfría y solidifica, y se forma una parte fundida 14a2 en el sitio Q2. Además, el metal disperso forma una parte periférica 14b2 alrededor de la parte fundida 14a2 (ver Fig. 9D).

Aquí, la posición irradiada con la segunda luz láser se establece para formar una parte superpuesta 14c, en la que la parte periférica 14b1 formada por irradiación con la primera luz láser y la parte periférica 14b2 formada por irradiación con la segunda luz láser se superponen al menos parcialmente entre sí. Además, la posición irradiada con la segunda luz láser puede superponerse con una porción de la parte fundida 14a1 formada por la irradiación con la primera luz láser.

Además, la luz láser a irradiar en cada posición de las posiciones primera, segunda, ■■■ y n-ésima puede ser un solo pulso de luz láser pulsátil, o puede ser una pluralidad de pulsos.

Aquí, en un caso en el que cada posición de las posiciones primera, segunda, ■■■ y n-ésima se irradia con un solo pulso de luz láser pulsátil, cuando la frecuencia de la luz láser se designa como C (Hz), la potencia de salida de la luz láser como D (W) y la velocidad de movimiento de la luz láser como E (mm/s), la velocidad de movimiento E de la luz láser se puede configurar para satisfacer la siguiente fórmula 1.

E < (10 x ^dx C)*/2 (Fórmula 1)

Al establecer la posición de irradiación con la segunda luz láser para formar la parte superpuesta 14c, la parte situada en la parte superpuesta 14c en la parte periférica 14b1 formada por la irradiación con la primera luz láser se recalienta por la conducción térmica de la el calor generado por la irradiación con la segunda luz láser y el calor del metal disperso de la parte fundida 14a2 por la irradiación con la segunda luz láser y la fuerza de unión de la película de óxido 14 al sustrato metálico 12 aumenta. Es decir, en la presente realización, la irradiación con la segunda luz láser combina la primera etapa de formación de la parte fundida 14a2 y la parte periférica 14b2; y un proceso de volver a calentar la parte periférica 14b1 formada por la irradiación con la primera luz láser y aumentar así la fuerza de unión al sustrato metálico 12 (en lo sucesivo, este proceso puede denominarse como segunda etapa).

Posteriormente, cuando la superficie del miembro metálico 10 se irradia intermitentemente con luz láser mientras se mueve la luz láser en la dirección X, se forma una película de óxido 14 que incluye una pluralidad de partes fundidas 14a proporcionadas en un intervalo en la dirección X y una pluralidad de partes periféricas 14b proporcionadas para superponerse parcialmente entre sí en la dirección X, sobre la superficie del sustrato metálico 12. Así, se obtiene un miembro metálico 10 como se muestra en la Fig. 2.

En la presente realización, como resultado de la irradiación con la segunda luz láser después de eso, es decir, la irradiación con la n-ésima luz láser, la parte situada en la parte superpuesta 14c en la parte periférica 14b(n-1) formada por irradiación con la luz láser (n-1)-ésima inmediatamente antes se recalienta por conducción térmica del calor generado por la irradiación con la luz láser n-ésima y el calor del metal disperso de la parte fundida 14an por irradiación con la n-ésima luz láser. Por lo tanto, se aumenta la fuerza de unión de la película de óxido 14 al sustrato de metal 12.

Además, en la presente realización, la superficie del sustrato metálico 12 se calienta localmente irradiando la superficie con luz láser pulsátil que se puede obtener sometiendo un láser a oscilación pulsada. Por lo tanto, la luz láser que tiene alta energía se puede irradiar instantáneamente, en comparación con el caso de la irradiación con luz láser continua que se puede obtener sometiendo un láser a una oscilación continua. Por lo tanto, en la presente realización, es probable que el metal fundido se disperse lejos de la parte fundida 14a y en gran cantidad, y una parte periférica 14b se puede formar extensamente alrededor de la parte fundida 14a. Así, se puede formar de forma extensa una parte superpuesta 14c.

Ejemplo de modificación 1

En las realizaciones descritas anteriormente, se han explicado los casos en los que se produce un miembro metálico 10 que incluye una película de óxido 14 que se extiende a lo largo de la dirección X, como se muestra en la Fig. 2, al irradiar la superficie de un sustrato metálico 12 con luz láser pulsátil mientras se mueve la posición de la irradiación con luz láser en la dirección X a una velocidad constante. Sin embargo, estableciendo adecuadamente el ancho de pulso B de la luz láser, la frecuencia C de la luz láser, la potencia de salida D de la luz láser, la velocidad de movimiento E de la luz láser y la dirección de movimiento de la luz láser, pueden producirse el miembro metálico 110 mostrado en la Fig. 3, el miembro metálico 210 mostrado en la Fig. 4, el miembro metálico 310 mostrado en la Fig. 5, el miembro metálico 410 mostrado en la Fig. 6, o el miembro metálico 510 mostrado en la Fig. 7.

Por ejemplo, en un caso en el que se produce el miembro de metal 110 que se muestra en la Fig. 3, primero, se forman una pluralidad de partes fundidas 114a y una pluralidad de partes periféricas 114b a lo largo de la dirección X al irradiar intermitentemente la superficie de un sustrato metálico 12 con luz láser mientras se mueve la posición de irradiación con luz láser hacia un lado en la dirección X a una velocidad constante. Posteriormente, se forman una pluralidad de partes fundidas 114a y una pluralidad de partes periféricas 114b a lo largo de la dirección X moviendo la posición de irradiación con luz láser sobre una distancia My2 en la dirección Y y luego irradiando intermitentemente la superficie del sustrato metálico 12 con luz láser mientras se mueve la posición de irradiación con luz láser hacia el otro lado de la dirección X a una velocidad constante. Posteriormente, se repiten el movimiento de la posición de la irradiación láser en la dirección Y y la formación de una pluralidad de partes fundidas 114a y una pluralidad de partes periféricas 114b, y así se puede producir el miembro metálico 110 que se muestra en la Fig. 3.

Mientras tanto, la distancia My2 sobre la cual se mueve la posición de irradiación con luz láser en la dirección Y se puede establecer de manera que las partes periféricas 114b que son adyacentes en la dirección Y se superpongan al menos parcialmente entre sí y formen las partes superpuestas 114c. Por ejemplo, cuando la potencia de salida de la luz láser se designa como D (W) y la velocidad de movimiento de la luz láser como E (mm/s), la distancia My2 (mm) se puede establecer para satisfacer las siguientes fórmula 2.

My2 < 10 x D/E (Fórmula 2)

Además, en un caso en el que se produce el miembro metálico 210 que se muestra en la Fig. 4, la superficie del sustrato metálico 12 se irradia continuamente con luz láser mientras que la posición de irradiación con luz láser se mueve hacia un lado de la dirección X a una velocidad constante y, por lo tanto, se forman una serie de partes fundidas 214a que se extienden a lo largo de la dirección X y partes periféricas 214b proporcionadas alrededor de las partes fundidas 214a. Posteriormente, después de que la posición de irradiación con luz láser se mueva sobre una distancia predeterminada My3 en la dirección Y, la superficie del sustrato metálico 12 se irradia continuamente con luz láser mientras que la posición de irradiación con luz láser se mueve hacia el otro lado de la dirección X a una velocidad constante y, por lo tanto, se forman una serie de partes fundidas 214a que se extienden a lo largo de la dirección X y partes periféricas 214b proporcionadas alrededor de las partes fundidas 214a. Posteriormente, se repiten el movimiento de la posición de la irradiación láser en la dirección Y y la formación de las partes fundidas 214a y las partes periféricas 214b, y así se puede producir el miembro metálico 210 que se muestra en la Fig. 4.

Mientras tanto, la distancia My3 en la que la posición de irradiación con luz láser se puede establecer de manera que las partes periféricas 214b que son adyacentes en la dirección Y se superpongan al menos parcialmente entre sí y formen partes superpuestas 214c. Por ejemplo, cuando la potencia de salida de la luz láser se designa como D (W) y la velocidad de movimiento de la luz láser como E (mm/s), la distancia My3 (mm) se puede establecer para satisfacer la siguiente Fórmula 3.

My3 < 10 x D/E (Fórmula 3)

En los dos ejemplos de modificación descritos anteriormente, las películas de óxido 114 y 214 que están fuertemente unidas a un sustrato metálico 12 se pueden formar de manera eficaz y extensa sobre la superficie del sustrato metálico 12.

En un caso en el que se produce el miembro metálico 310 que se muestra en la Fig. 5, el miembro metálico 410 que se muestra en la Fig. 5 se puede producir irradiando intermitentemente la superficie del miembro metálico 10 con luz láser pulsátil mientras se mueve la luz láser en la dirección X de manera que una luz láser n-ésima se superpone parcialmente con las partes fundidas 414a formadas por irradiación con una luz láser (n-1)-ésima.

En un caso en el que se produce el miembro de metal 410 que se muestra en la Fig. 6, mientras que el miembro metálico 410 se mueve en la dirección X como en el caso del miembro metálico 310 que se muestra en la Fig. 5, la superficie del miembro metálico 10 se irradia intermitentemente con luz láser pulsátil, por lo que se proporciona una pluralidad de partes fundidas 414a de manera que las partes fundidas 414a que son adyacentes en la dirección X se superponen parcialmente y, al mismo tiempo, las partes periféricas 414b se proporcionan alrededor de las partes fundidas 414a.

Posteriormente, después de que la posición de irradiación con luz láser se mueva a lo largo de la distancia My2 (ver Fórmula 2 descrita anteriormente) en la dirección Y, la superficie del sustrato metálico 12 se irradia intermitentemente con luz láser mientras la posición de irradiación con luz láser se mueve hacia el otro lado de la dirección X y, por lo tanto, se proporcionan una pluralidad de partes fundidas 414a y partes periféricas 414b de manera que las partes fundidas 414a que son adyacentes en la dirección X se superponen parcialmente. Posteriormente, se repiten el movimiento de la posición de la irradiación láser en la dirección Y y la formación de una pluralidad de partes fundidas 414a y partes periféricas 414b, y así se puede producir el miembro metálico 510 que se muestra en la Fig. 6.

Ejemplo de modificación 2

En las realizaciones descritas anteriormente, se ha explicado un caso en el que la superficie del sustrato metálico 12 se irradia con luz láser y se lleva a cabo una primera etapa y una segunda etapa; sin embargo, antes de la primera etapa, es decir, se lleva a cabo un proceso previo para proporcionar una capa de recubrimiento sobre la superficie del sustrato metálico 12 mediante un método como recubrimiento químico, recubrimiento por fusión, recubrimiento, deposición de vapor o pulverización de metal y posteriormente se llevan a cabo la primera etapa y la segunda etapa. Así, se puede formar una película de óxido 14 sobre la capa de recubrimiento o similar.

Ejemplo de modificación 3

En las realizaciones descritas anteriormente, se ha explicado un caso en el que la superficie del sustrato metálico 12 se calienta localmente irradiando la superficie con luz láser; sin embargo, el método de calentar localmente la superficie del sustrato metálico 12 no está particularmente limitado y, por ejemplo, la película de óxido 14 también se puede formar calentando localmente la superficie del sustrato metálico 12 mediante calentamiento por inducción de alta frecuencia o calentamiento resistente, o combinando varios de estos métodos de calentamiento.

Ejemplo de modificación 4

En las realizaciones descritas anteriormente, se ha explicado un caso en el que una primera etapa de formar nuevas partes fundidas 14a y partes periféricas 14b también sirve como una segunda etapa de recalentamiento de las piezas periféricas 14b que ya se han formado sobre la superficie del sustrato metálico 12; sin embargo, las partes periféricas 14b que ya se han formado se pueden recalentar irradiando de nuevo con luz láser, o las partes periféricas 14b que ya se han formado se pueden recalentar mediante calentamiento por inducción de alta frecuencia o calentamiento resistente, sin formar nuevas partes fundidas 14a y piezas periféricas 14b.

(4) Método para producir un cuerpo unido de metal-resina.

A continuación, se explicará un método para producir un cuerpo unido de metal-resina 20, como se muestra en la Fig. 8.

Se obtiene un cuerpo unido metal-resina 20 realizando un proceso de unión del sustrato de resina sintética 22 de la sección anterior (2) a la película de óxido 14 del miembro metálico 10 producido por el método de la sección anterior (3) mediante compresión térmica, moldeo por inyección, o similares (en lo sucesivo, este proceso puede denominarse como tercera etapa).

Según la presente realización, en la tercera etapa, como se muestra en la Fig. 10, el miembro metálico 10 que tiene la película de óxido 14 formada sobre él se inserta en un molde de moldeo por inyección 30, se inyecta un material de resina sintética fundida hacia la película de óxido 14 dentro del molde de moldeo por inyección 30, y por lo tanto un sustrato de resina sintética 22 se une al miembro metálico 10.

El molde de moldeo por inyección 30 incluye un molde inferior 31, un molde superior 32 y una cavidad 33 formada entre el molde inferior 31 y el molde superior 32, y se inyecta un material de resina fundida en el gabinete 33 a través de un puerto de inyección 34 provisto en el molde superior 32.

En el molde inferior 31, el miembro metálico 10 se coloca (inserta) de manera que la película de óxido 14 mire hacia la cavidad 33, posteriormente se cierra el molde superior 32 y se inyecta un material de resina fundida en la cavidad 33 a través del puerto de inyección 34. Luego, el material de resina fundida se moldea por inyección hacia la película de óxido 14. De este modo, cuando el sustrato de resina sintética 22 se moldea dentro de la cavidad 33, la película de óxido 14 sobre el sustrato metálico 12 y el sustrato de resina sintética 22 se unen simultáneamente, y así se obtiene un cuerpo unido metal-resina 20.

En la presente realización, dado que se puede formar una película de óxido 14 que está fuertemente unida a la superficie del sustrato metálico 12 mediante el recalentamiento de la película de óxido 14, el sustrato metálico 12 y el sustrato de resina sintética 22 pueden unirse fuertemente.

Ejemplo de modificación

En la presente realización, se ha explicado un caso en el que se produce un cuerpo unido de metal-resina 20 uniendo un sustrato de resina sintética 22 al miembro metálico 10 que se muestra en la Fig. 1; sin embargo, el cuerpo unido de metal-resina también se puede producir uniendo el sustrato de resina sintética 22 a la película de óxido 114 del miembro metálico 110 que se muestra en la Fig. 3, uniendo el sustrato de resina sintética 22 a la película de óxido 214 del miembro metálico 210 que se muestra en la Fig. 4, uniendo el sustrato de resina sintética 22 a la película de óxido 314 del miembro metálico 310 que se muestra en la Fig. 5, uniendo el sustrato de resina sintética 22 a la película de óxido 414 del miembro metálico 410 que se muestra en la Fig. 6, o uniendo el sustrato de resina sintética 22 a la película de óxido 514 del miembro metálico que se muestra en la Fig. 7.

(5) Evaluación del cuerpo unido metal-resina

Con el fin de describir específicamente las constituciones y los efectos de las realizaciones descritas anteriormente, los cuerpos unidos de metal-resina (muestras) de los ejemplos 1 a 16 y los ejemplos comparativos 1 a 4 se produjeron según el método de producción de la sección (4) anterior, y se realizó una evaluación del rendimiento. Mientras tanto, la forma y el tamaño de cada uno de los cuerpos unidos de metal-resina así producidos son similares a la muestra de tipo A (muestras de ensayo soldadas a tope) como se define en la norma ISO 19095-2. La radiación de luz láser se realizó utilizando un marcador láser, MD-X1500 (fabricado por KEYENCE CORPORATION, tipo de láser: láser de YVO4, longitud de onda: 1.064 nm).

Los ejemplos 1 a 16 son ejemplos en los que se une un sustrato de resina sintética 22 al miembro metálico 210 que tiene una película de óxido 414 dispuesta sobre la superficie de un sustrato metálico 12 como se muestra en la Fig. 6. Mientras tanto, en los ejemplos 1 a 16, un se proporciona una pluralidad de partes fundidas 414a que se extienden a lo largo de la dirección X alineando las partes fundidas 414a en 17 filas en la dirección Y.

Mientras tanto, los Ejemplos 11 y 14 tenían un recubrimiento de estaño (Sn) proporcionado sobre la superficie de un sustrato metálico formado a partir de cobre (C1100); el ejemplo 12 tenía un recubrimiento de níquel (Ni) proporcionado sobre la superficie de un sustrato de metal formado de hierro (SPCC); el ejemplo 13 tenía un recubrimiento de níquel (Ni) proporcionado sobre la superficie de un sustrato de metal formado de cobre (C1 100); y el ejemplo 16 tenía un tratamiento con alumita proporcionado sobre la superficie de un sustrato metálico formado de Al (A1050).

El ejemplo comparativo 1 es un ejemplo en el que no está presente ninguna película de óxido sobre la superficie del sustrato metálico, y se unió directamente un sustrato de resina sintética a la superficie de un sustrato metálico.

El ejemplo comparativo 2 es un ejemplo en el que se unió un sustrato de resina sintética 22 a un miembro metálico 610 que tenía una película de óxido 614 proporcionada sobre la superficie de un sustrato metálico 12 como se muestra en la Fig. 11. Es decir, el ejemplo comparativo 2 fue tal que la película de óxido que constituye el miembro metálico incluía una pluralidad de partes fundidas 614a proporcionadas a un intervalo en la dirección X y la dirección Y, y una pluralidad de partes periféricas 614b proporcionadas alrededor de las partes fundidas 614a; sin embargo, las partes periféricas adyacentes 614b no se superpusieron en la dirección X y la dirección Y. Se unió un material de resina a dicho miembro metálico 610, y así se obtuvo un cuerpo unido de metal-resina del ejemplo comparativo 2. Mientras tanto, en el ejemplo comparativo 2, las partes fundidas 614a y las partes periféricas 614b se proporcionaron alineándolas en 17 filas en la dirección Y.

En los ejemplos comparativos 3 y 4, se formó una película de óxido irradiando la superficie de un sustrato metálico con luz láser en las mismas condiciones que en los ejemplos 1 y 2, posteriormente se limpió la superficie del miembro metálico donde se había formado la película de óxido para eliminar la película de óxido, y se obtuvo un miembro metálico. Mientras tanto, se formaron irregularidades en la superficie junto con la película de óxido en la superficie del sustrato metálico como resultado de la irradiación con luz láser; sin embargo, la película de óxido se eliminó alterando las irregularidades superficiales formadas en la superficie del sustrato metálico. Se unió un material de resina al miembro metálico así obtenido, y se obtuvieron los cuerpos unidos de metal-resina de los ejemplos comparativos 3 y 4. El líquido de limpieza usado en el ejemplo comparativo 3 fue S-PURE SJ400 (fabricado por SASAKI CHEMICAL CO., lTd .), y el líquido de limpieza usado en el ejemplo comparativo 4 fue una disolución acuosa de ácido sulfúrico (10% en peso).

Varias dimensiones de las películas de óxido de los ejemplos 1 a 16 y el ejemplo comparativo 2, y las condiciones para la irradiación láser en los ejemplos 1 a 16 y los ejemplos comparativos 2 a 4 fueron como se muestra en las Tablas 1 y 2.

Además, en los ejemplos 1 a 16 y los ejemplos comparativos 1 a 4, los materiales que constituyeron los sustratos metálicos y los sustratos de resina sintética utilizados en los cuerpos unidos metal-resina, y las condiciones para el moldeo por inyección en el momento de unir el sustrato de resina sintética al miembro metálico era como se muestra en las siguientes Tablas 1 y 2. Los detalles de los diversos componentes de los materiales de resina en las Tablas 1 y 2 son los siguientes.

■ Resina PPS: TORELINA (marca registrada) A673M fabricada por TORAY INDUSTRIES, INC.

■ Resina LCP: Polyplastics Co., Ltd., LAPEROS (marca registrada) E525T

■ Resina POM: Polyplastics Co., Ltd., DURACON (marca registrada) M90-57

■ Resina PPE modificada: Asahi Kasei Corp., XYRON EV103

■ Resina PP: Japan Polypropylene Corporation, WINTEC WMH02

■ Resina TPO: Japan Polypropylene Corporation, WELNEX RFX4V

Para los cuerpos unidos de metal-resina de los ejemplos 1 a 16 y los ejemplos comparativos 1 a 4, se evaluaron los siguientes (a) y (b); para el cuerpo unido de metal-resina del ejemplo 2, se evaluó el siguiente (c); y para los cuerpos unidos de metal-resina de los ejemplos 2 y 16, se evaluó el siguiente (d). Los métodos de evaluación específicos son los siguientes.

(a) Medición de la fuerza de unión

Para los cuerpos unidos de metal-resina de los ejemplos 1 a 16 y los ejemplos comparativos 1 a 4, la resistencia a la tracción se midió según la norma ISO19095-3 utilizando una máquina de prueba universal de precisión, AUTOGRAPH (fabricada por SHIMADZU CORPORATION: AG-1).

(b) Morfología de la fractura

Con respecto a los ejemplos 1 a 16 y los ejemplos comparativos 1 a 4, los sitios de fractura se observaron visualmente después de medir la fuerza de unión y se realizó una evaluación para ver si la fractura era una fractura que ocurría en la interfase entre el sustrato metálico y la película de óxido (peladura de la membrana), una fractura que ocurrió dentro del sustrato de resina sintética (fractura de resina) o una fractura que ocurrió en la interfase entre el sustrato de metal y el sustrato de resina sintética (fractura interfacial).

(c) Prueba de choque térmico

Para el cuerpo unido metal-resina del ejemplo 2, se realizaron 1000 ciclos de un proceso de calentamientoenfriamiento usando un aparato de choque térmico (fabricado por ESPEC CORP.: TSA71S-A), y luego se midió la fuerza de unión por el método de la anterior sección (a). Mientras tanto, un proceso de calentamiento-enfriamiento de calentar durante 0,5 horas a 120 °C, posteriormente bajar la temperatura a -40 °C, enfriar durante 0,5 horas y luego elevar la temperatura a 120 °C nuevamente, se designó como un ciclo.

(d) Prueba de resistencia al agua

Los cuerpos unidos de metal-resina de los ejemplos 2 y 16 se dejaron reposar durante 10 horas en una atmósfera saturada de vapor de agua a una temperatura de 113 °C y una presión manométrica de 59 kPa, y luego se midió la fuerza de unión por el método de la sección (a) anterior.

Los resultados se muestran en la Tabla 1 y la Tabla 2.

En el ejemplo comparativo 1, dado que no existía una película de óxido formada por fusión sobre la superficie del sustrato metálico, el sustrato metálico no se unió al sustrato de resina sintética.

En el ejemplo comparativo 2, se produjo una fractura en la interfase entre el sustrato metálico y la película de óxido de manera que la película de óxido se desprendió del sustrato metálico bajo una carga de tracción de 10 MPa. En el ejemplo comparativo 2, una película de óxido formada por fusión estaba presente sobre la superficie del sustrato metálico. Sin embargo, una pluralidad de partes periféricas proporcionadas alrededor de las partes de fusión no se superpusieron entre sí, y las partes periféricas no se recalentaron. Por lo tanto, la fuerza de unión de la película de óxido al sustrato metálico fue baja.

En los ejemplos comparativos 3 y 4, la fractura se produjo en la interfase entre el sustrato metálico y el sustrato de resina sintética bajo una carga de tracción de 9 MPa y 11,1 MPa, respectivamente. En los ejemplos comparativos 3 y 4, la superficie del miembro metálico se limpia después de irradiarlo con luz láser y, por lo tanto, no existe una película de óxido sobre la superficie del sustrato metálico. Sin embargo, se forman irregularidades superficiales en la superficie del sustrato metálico como resultado de la irradiación con luz láser. El sustrato metálico y el sustrato de resina sintética se unieron mediante un efecto ancla provocado por esta irregularidad superficial; sin embargo, la fuerza de unión fue baja.

En los ejemplos 1 a 16, la película de óxido no se desprendió del sustrato metálico y el sustrato de resina sintética se fracturó en todos los casos.

En los ejemplos 1, 2, 3, 4 y 13 a 16 en los que se unieron un sustrato de resina sintética formado por una resina de PPS y un sustrato metálico, la película de óxido formada sobre la superficie del sustrato metálico no se despegó ni siquiera bajo un carga de tracción de 45 MPa o superior en todos los casos. Además, en estos ejemplos, el sustrato de resina sintética se fracturó antes de que se despegara la película de óxido. A partir de los resultados anteriores, se encontró que con respecto a un sustrato metálico formado por acero inoxidable, cobre, aluminio, hierro y titanio; un sustrato metálico obtenido sometiendo la superficie de cobre a niquelado o estañado; o un sustrato metálico obtenido sometiendo la superficie de aluminio a un tratamiento con alumita, una película de óxido formada sobre cada uno de los sustratos metálicos se unió al sustrato metálico con una resistencia de al menos 45 MPa o superior.

Además, en el ejemplo 2, la fuerza de unión después de una prueba de choque térmico llegó a ser el 77,5 % del valor antes de la prueba, y se mantuvo una alta fuerza de unión. Mientras tanto, se cree que la disminución en la fuerza de unión provocada por la prueba de choque térmico se debe a una disminución de la fuerza del sustrato de resina sintética (resina PPS).

Además, en un caso en el que el sustrato metálico era cobre (C1100), en el ejemplo 2 en el que no se proporcionó una capa de recubrimiento sobre la superficie del sustrato metálico, la fuerza de unión disminuyó de 48,8 MPa a 14,3 MPa antes y después de una prueba de resistencia al agua, y la fuerza de unión después de la prueba de resistencia al agua se convirtió en 29,3 % del valor antes de la prueba. Mientras tanto, en el ejemplo 13 en el que la capa de recubrimiento se proporcionó sobre la superficie del sustrato metálico, la fuerza de unión disminuyó de 45,4 MPa a 30,8 MPa antes y después de la prueba de resistencia al agua, y la fuerza de unión después de la prueba de resistencia al agua se convirtió en 67,8 % del valor antes de la prueba. Por lo tanto, la resistencia al agua aumentó en gran medida en comparación con el ejemplo 2 en el que no se proporcionó una capa de recubrimiento.

Lista de señales de referencia

10 miembro metálico

12 sustrato metálico

14 película de óxido

14a parte fundida

14b Parte periférica

14c Parte superpuesta

20 cuerpo unido

22 sustrato de resina sintética

30 molde de moldeo por inyección

31 molde inferior

32 molde superior

33 cavidad

34 puerto de inyección

110 miembro metálico

114 película de óxido

114a parte fundida

114b parte periférica

210 miembro metálico

214 película de óxido

214a parte fundida

214b Parte periférica

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para producir un miembro metálico (10, 110, 210) que tiene una película de óxido (14, 114, 214) formada sobre una superficie de un sustrato metálico (12) formado a partir de un metal, comprendiendo el método:

una primera etapa de calentamiento de la superficie del sustrato metálico (12) y formación de la película de óxido (14, 114, 214) sobre la superficie del sustrato metálico (12); y

una segunda etapa de calentamiento de al menos una parte de la película de óxido (14, 114, 214) y aumento de la fuerza de unión de la película de óxido (14, 114, 214) al sustrato metálico (12),

en donde la película de óxido (14, 114, 214) incluye partes fundidas (14a, 114a, 214a) formadas por fusión del sustrato metálico (12) y partes periféricas (14b, 114b, 214b) formadas por dispersión de un metal desde las partes fundidas (14a, 114a, 214a),

la primera etapa incluye un proceso de formación de una pluralidad de partes fundidas (14a, 114a, 214a) en posiciones cambiadas por calentamiento localizado de la superficie del sustrato metálico (12), de modo que las partes periféricas (14b, 114b, 214b) formadas alrededor de las partes fundidas adyacentes se superponen al menos parcialmente entre sí, y

la segunda etapa incluye un proceso de calentamiento de al menos una parte de las partes periféricas (14b, 114b, 214b) ya formadas sobre la superficie del sustrato metálico (12) por conducción térmica, lográndose el calentamiento por el calor aportado a la superficie del sustrato metálico (12) en la primera etapa, y aumentando la fuerza de unión de las partes periféricas (14b, 114b, 214b) al sustrato metálico (12).

2. El método para producir un miembro metálico (10, 110, 210) según la reivindicación 1, en donde en la primera etapa y la segunda etapa, la superficie del sustrato metálico (12) y las partes periféricas (14b, 114b, 214b) se calientan por irradiación con luz láser pulsátil.

3. El método para producir un miembro metálico (10, 110, 210) según la reivindicación 2, en el que en la primera etapa, la pluralidad de partes fundidas (14a, 114a, 214a) se forma en posiciones cambiadas para superponerse con las partes fundidas adyacentes (14a, 114a, 214a).

4. El método para producir un miembro metálico (10, 110, 210) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo además el método, antes de la primera etapa, un proceso previo de recubrimiento de la superficie del sustrato metálico (12) con un metal que tiene mayor tendencia a la ionización que el metal que constituye el sustrato metálico (12).

5. Un método para producir un cuerpo unido de metal-resina que tiene un sustrato metálico (12) formado a partir de un metal y un sustrato de resina sintética (22) formado a partir de una resina sintética unida, comprendiendo el método:

una primera etapa de calentamiento de una superficie del sustrato metálico (12) y formación de una película de óxido (14, 114, 214) sobre la superficie del sustrato metálico (12);

una segunda etapa de calentamiento de al menos una parte de la película de óxido (14, 114, 214) y aumento de la fuerza de unión de la película de óxido (14, 114, 214) al sustrato metálico (12); y

una tercera etapa de unión, después de la segunda etapa, del sustrato de resina sintética (22) a la película de óxido (14, 114, 214),

la segunda etapa comprende un proceso de calentamiento de al menos una parte de las partes periféricas (14b, 114b, 214b) ya formadas sobre la superficie del sustrato metálico (12) por conducción térmica, lográndose el calentamiento por el calor aportado a la superficie del sustrato metálico (12) en la primera etapa, aumentando la fuerza de unión de las partes periféricas (14b, 114b, 214b) al sustrato metálico (12).

6. El método para producir un cuerpo unido de metal-resina según la reivindicación 5, en donde en la primera etapa y la segunda etapa, la superficie del sustrato metálico (12) y la película de óxido (14, 114, 214) se calientan por irradiación con luz láser pulsátil.

7. El método para producir un cuerpo unido de metal-resina según la reivindicación 6, en donde en la primera etapa, la pluralidad de partes fundidas (14a, 114a, 214a) se forma en posiciones cambiadas para superponerse con las partes fundidas adyacentes (14a, 114a, 214a).

8. El método para producir un cuerpo unido de metal-resina según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, el método comprende además, antes de la primera etapa, un pre-proceso de recubrimiento de la superficie del sustrato metálico (12) con un metal que tiene mayor tendencia a la ionización que el metal que constituye el sustrato metálico (12).

9. El método para producir un cuerpo unido de metal-resina según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en donde la tercera etapa incluye un proceso de inserción del miembro metálico (10, 110, 210) en un molde de moldeo por inyección e inyección de una resina fundida hacia la película de óxido (14, 114, 214) del miembro metálico (10, 110, 210) insertado dentro del molde de moldeo por inyección.