TW201720642A - 複合金屬及其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種複合金屬及其製作方法，其中複合金屬包括第一金屬體及第二金屬體，第一金屬體具有表面，在表面成形有多數凸體，並在各凸體之間形成有多數凹溝，凹溝具有根部寬度及頂部寬度，根部寬度大於頂部寬度；第二金屬體的硬度小於第一金屬體的硬度，第二金屬體壓接於第一金屬體的表面上並與各凸體和各凹溝相互嵌固結合。藉此，可提昇二金屬體的結合牢固度，並能夠簡化製程和縮短製作時間。

Description

複合金屬及其製作方法

本發明係有關一種複合材料的接合技術，尤指一種複合金屬及其製作方法。

隨著科技不斷的進步和發展，將複合材料應用在各種產品的情況已日漸普遍，舉凡手機、平板電腦、筆記型電腦等之機殼與機構配件；風扇葉、汽機車零配件、醫療器材、家電外殼或零配件、安全帽；汽機車外觀鈑件及內部結構配件、飛機內外部配件、螺旋槳、一般船體結構件、軍用鋼盔、防彈類部品、衛浴設備、建材等不勝枚舉。其所產製出的成品不僅具有重量輕、薄型化、外觀質感佳等諸多優點外，且可有效地降低電磁波外洩。

習知的複合金屬板，包括一基底層、一活性焊料層以及一外表層，基底層包含一結構強度金屬；活性焊料層位於基底層的一第一側表面上，活性焊料層包含一活性焊料；外表層位於活性焊料層的一外側表面上，將基底層、活性焊料層及外表層依序堆疊成一體，再以爆炸焊接方式予以接合，以構成一複合金屬板。

惟，複合金屬板的問題在於，層與層之間的結合使用爆炸焊接需要耗費大量能源，危險性高且不易達成大量生產，同時其製造過程中易產生不良品，進而不利於降低製造成本及提高生產良率。另基底層和外表層僅藉助焊料結合，將其應用在受到剪力作用的場域中，極易令基底層和外表層產生滑位脫離等不良情況。再者，其應用焊料以爆炸焊接方式接合，對於一些特定的金屬(如鎂或鎂合金)並不適用，而亟待加以改善者。

本發明之一目的，在於提供一種複合金屬及其製作方法，其可提昇二金屬體的結合牢固度，並能夠簡化製程和縮短製作時間。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種複合金屬的製作方法，其步驟包括:a)在一第一金屬體的一表面以成形加工形成有多數凸體和多數凹溝；b)以一第一壓具對各該凸體施以塑性變形，從而使該凹溝的根部寬度大於該凹溝的頂部寬度；c)將一第二金屬體疊置於該第一金屬體的該表面上，該第二金屬體的硬度小於該第一金屬體的硬度；以及d)以一第二壓具對該第一金屬體和該第二金屬體施以壓接加工，從而使該第二金屬體與各該凸體和各該凹溝相互嵌固結合。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種複合金屬，包括一第一金屬體及一第二金屬體，該第一金屬體具有一表面，在該表面成形有多數凸體，並在各該凸體之間形成有多數凹溝，該凹溝在遠離該表面的位置具有一根部寬度及在鄰近該表面的位置具有一頂部寬度，該根部寬度大於該頂部寬度；該第二金屬體的硬度小於該第一金屬體的硬度，該第二金屬體壓接於該表面上並與各該凸體和各該凹溝相互嵌固結合。

本發明還具有以下功效，利用各凹溝形成下大上小的形狀，第二金屬體在侵入各凹溝後能夠形成機械咬合的鉚固結構，不僅可承受震動、衝擊和熱漲冷縮等情況，更能夠保持整體結構的強度與完整性。利用在凹溝中設置導引結構和導引斜面，不僅利於第二金屬體侵入各凹溝中，且能夠大幅度地降低空隙的存在。本發明的製法不僅可快速的大量生產而使成本大幅的降低，其所產製出的成品更具有重量輕、薄型化、高強度、外觀質感佳和易於成型製造等諸多優點。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參閱圖1及圖7所示，本發明提供一種複合金屬的製作方法，其步驟包括:

a)在一第一金屬體10的一表面11以成形加工形成有多數凸體13和多數凹溝14；在此步驟中的第一金屬體10可為銅合金或不銹鋼等硬度高的金屬材料所製成的板件或圓柱件，此第一金屬體10具有一第一表面11(或簡稱表面)及形成在第一表面11背後方的一第二表面12。其中成形加工可為滾軋、衝壓、雷射、模內成型等方式來形成，本實施例以輥軋加工方式做說明，當第一金屬體10被輸送帶傳送出來時，利用滾輪(圖未示出)表面所成型的凸出塊和凹槽對第一表面11施以滾軋加工，即能在第一表面11上同時形成有連續性的多數凸體13和多數凹溝14(如圖2所示)。

其中各凸體13的頂部131剖斷面可為朝外凸出且上部寬度小於下部寬度的梯形(如圖2所示)、倒立V形、直平面或朝外凸出的半圓形等型態，頂部131亦可為朝內陷入的一凹弧(圖未示出)。又，各凸體13的外觀形狀可為矩形(如圖5所示)、十字形(如圖10所示)、三角形(如圖11所示)、圓形(如圖12所示)、六邊形(如圖13所示)等型態。此外，各凸體13除了可為如前述實施例中的各種幾何形狀外，亦可以是非幾何形狀或不規則形狀。

其中各凹溝14可為橫向、縱向或斜向間隔設置，以在各凹溝14之間形成有多數長條形凸體13(如圖9所示)；各凹溝14亦可為橫向和縱向交叉配置或二斜向交叉配置，以在各凹溝14之間形成有多數凸體13(如圖5和圖10至圖13所示)；或各凹溝14亦可為波浪形，以在各凹溝14之間形成有多數波浪形凸體13 (如圖14所示)。

b)以一第一壓具5對各該凸體13施以塑性變形，從而使該凹溝14的根部寬度W1大於該凹溝14的頂部寬度W2；請參閱圖2至圖4所示，本實施例係以一平底的第一壓具5對各凸體13的頂部131壓掣，進而令各凸體13產生塑性變形，從而使凹溝14的根部寬度W1大於凹溝14的頂部寬度W2。

c)將一第二金屬體20疊置於該第一金屬體10的該表面11上，該第二金屬體20的硬度小於該第一金屬體10的硬度；在此步驟中的第二金屬體20可為鋁合金、鎂合金、鋁鎂合金或銅合金等硬度低的金屬材料所製成的板件，第二金屬體20的硬度小於第一金屬體10的硬度，將第二金屬體20對應疊接在第一金屬體10的第一表面11上。

d)以一第二壓具6對該第一金屬體10和該第二金屬體20施以壓接加工，從而使該第二金屬體20與各該凸體13和各該凹溝14相互嵌固結合。請參閱圖6至圖7所示，其中的第二壓具6可為一壓接模具或一輥輪組60，其中輥輪組60包含一上輥輪61和配置在上輥輪61正下方位置的一下輥輪62，其中壓接加工可以冷作或熱作方式來進行，將已完成前述疊接製程的第一金屬體10和第二金屬體20送入上輥輪61和下輥輪62之間進行輥軋加工，由於第二金屬體20的硬度低於第一金屬體10的硬度，從而在經各輥輪61、62的壓接後，將使第二金屬體20與各凸體13和各凹溝14形成機械式咬合的鉚固結構而嵌固結合。

請再參閱圖7所示，前述製作方法可製得一種複合金屬，其包括一第一金屬體10及一第二金屬體20，第一金屬體10具有一第一表面11，在第一表面11成形有多數凸體13，並在各凸體13之間形成有多數凹溝14，凹溝14在遠離第一表面11的位置具有一根部寬度W1及在鄰近第一表面11的位置具有一頂部寬度W2，根部寬度W1大於頂部寬度W2；第二金屬體20硬度小於第一金屬體10的硬度，第二金屬體20壓接於第一表面11上並與各凸體13和各凹溝14形成機械式咬合的鉚固結構而嵌固結合。

請參閱圖8所示，本實施例的第一金屬體10是在各凹溝14的中間區域成形有剖斷面呈三角形導引結構15，於導引結構15兩側分別形成有一導引斜面151，此導引斜面151具有導引第二金屬體20能夠輕易侵入各凹溝14而嵌固結合，且能夠有效地降低第二金屬體20在流動過程中因塑性流動路徑不順暢而產生空隙等問題，進而能夠提昇第二金屬體20和第一金屬體10的固結強度。

請參閱圖15所示，其中第一金屬體10除了可為上述各實施例之平板型態外，亦可如本實施例為一圓柱體，在圓柱體的圓周表面成型有多數凸體13和多數凹溝14，其中凹溝14的根部寬度W1大於頂部寬度W2(參閱圖4)。

此外，本發明的複合金屬，其中第一金屬體10的各凸體13和各凹溝14除了可為上述各實施例之單面設置外，亦可在第一金屬體10的第一表面11和第二表面12皆設置有前述凸體13和凹溝14。又，本發明的複合金屬在製作過程中可以施行多數次的輥軋加工，藉以達成薄型化效果。

綜上所述，本發明之複合金屬及其製作方法，確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

10‧‧‧第一金屬體

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

13‧‧‧凸體

131‧‧‧頂部

14‧‧‧凹溝

W1‧‧‧根部寬度

W2‧‧‧頂部寬度

15‧‧‧導引結構

151‧‧‧導引斜面

20‧‧‧第二金屬體

5‧‧‧第一壓具

6‧‧‧第二壓具

60‧‧‧輥輪組

61‧‧‧上輥輪

62‧‧‧下輥輪

a~d‧‧‧步驟

圖1 係本發明的製作方法流程圖。

圖2 係本發明的第一金屬體與第一壓具未壓掣前剖視圖。

圖3 係本發明的第一金屬體與第一壓具壓掣時剖視圖。

圖4 係本發明的第一金屬體受壓後剖視圖。

圖5 係圖4的立體外觀圖。

圖6 係本發明的第一金屬體和第二金屬體經第二壓具壓接加工組合示意圖。

圖7 係本發明的第一金屬體和第二金屬體經壓接後組合剖視圖。

圖8 係本發明的第一金屬體之第二實施例剖視圖。

圖9 係本發明的第一金屬體之第三實施例立體外觀圖。

圖10 係本發明的第一金屬體之第四實施例俯視圖。

圖11 係本發明的第一金屬體之第五實施例俯視圖。

圖12 係本發明的第一金屬體之第六實施例俯視圖。

圖13 係本發明的第一金屬體之第七實施例俯視圖。

圖14 係本發明的第一金屬體之第八實施例俯視圖。

圖15 係本發明複合金屬第二實施例立體外觀圖。

10‧‧‧第一金屬體

12‧‧‧第二表面

13‧‧‧凸體

14‧‧‧凹溝

20‧‧‧第二金屬體

Claims (13)

1. 一種複合金屬的製作方法，其步驟包括: a)在一第一金屬體的一表面以成形加工形成有多數凸體和多數凹溝； b)以一第一壓具對各該凸體施以塑性變形，從而使該凹溝的根部寬度大於該凹溝的頂部寬度； c)將一第二金屬體疊置於該第一金屬體的該表面上，該第二金屬體的硬度小於該第一金屬體的硬度；以及 d)以一第二壓具對該第一金屬體和該第二金屬體施以壓接加工，從而使該第二金屬體與各該凸體和各該凹溝相互嵌固結合。
2. 如請求項1所述之複合金屬的製作方法，其中步驟a)中的該成形加工為輥軋、衝壓、雷射或模內成型。
3. 如請求項1所述之複合金屬的製作方法，其中步驟b)中係以一平底壓具對各該凸體的頂部壓掣。
4. 如請求項3所述之複合金屬的製作方法，其中各該凸體的剖斷面頂部為梯形、倒立V字形或半圓形。
5. 如請求項1所述之複合金屬的製作方法，其中步驟b)中係以一平底壓具對各該凸體的頂部壓掣。
6. 一種複合金屬，包括: 一第一金屬體，具有一表面，在該表面成形有多數凸體，並在各該凸體之間形成有多數凹溝，該凹溝在遠離該表面的位置具有一根部寬度及在鄰近該表面的位置具有一頂部寬度，該根部寬度大於該頂部寬度；以及 一第二金屬體，其硬度小於該第一金屬體的硬度，該第二金屬體壓接於該表面上並與各該凸體和各該凹溝相互嵌固結合。
7. 如請求項6所述之複合金屬，其中該第一金屬體為一平板或一圓柱體。
8. 如請求項6所述之複合金屬，其中各該凹溝為橫向和縱向交叉配置或由複數斜向凹溝交叉配置。
9. 如請求項8所述之複合金屬，其中各該凸體的形狀為矩形、十字形、三角形、六邊形或圓形。
10. 如請求項6所述之複合金屬，其中各該凸體皆為長條形，且以橫向、縱向或斜向間隔配置，各該凹溝分別形成在任二該凸體之間。
11. 如請求項6所述之複合金屬，其中各該凸體皆為波浪形且間隔配置，各該凹溝分別形成在任二該凸體之間。
12. 如請求項6所述之複合金屬，其中該第一金屬體的該凹溝內成形有一導引結構。
13. 如請求項12所述之複合金屬，其中該導引結構的剖斷面呈三角形，並於該導引結構兩側分別形成有一導引斜面。