金属嵌入树脂成形制品的制造方法技术

一种金属嵌入树脂成形制品的制造方法，该方法包括将由无机纤维和热塑性树脂构成的复合体放置在用于成型的模具中，并把熔融状态下的金属注射到模具中以将金属与复合体一体化。此外，优选的是，无机纤维为碳纤维。更优选的是金属为铝合金或者镁合金，优选的是复合体中纤维的含量为10至70wt％，复合体的与金属接触的部分的厚度为25mm以下，复合体中预先存在通孔或者沟槽，金属具有肋形状或者凸台形状。本发明专利技术提供了一种无应变且结合部位中无缺陷的金属嵌入树脂成形制品的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属嵌入树脂成形制品的制造方法
本专利技术涉及一种金属嵌入树脂成形制品的制造方法，在该金属嵌入树脂成形制品中将纤维增强树脂材料与金属一体化。
技术介绍
目前，用增强纤维进行增强的纤维增强树脂材料已被广泛用于各种领域，但在重复使用的部件例如凸台或自攻螺丝中，金属通常比树脂耐久性高。此外，众所周知，金属材料等比纤维增强树脂材料易于加工为例如薄壁肋或小尺寸的凸台的复杂形状。例如，在注塑成型中，在将用于增强的纤维与树脂混合的情况下，待注射的包含纤维的树脂的熔融粘度升高，变得难以获得复杂形状。因此，有时使用纤维增强树脂材料与金属部件一体化的成形制品。作为用于将这样的金属部件与树脂一体化的方法，通常采用执行机械紧固或者使用粘合剂结合的方法。然而这些方法在产品设计中存在限制。此外，为确保强度等需要附加辅助部件。因此，加工时间和成本存在问题。另一方面，已知预先在模具中嵌入金属部件然后将树脂注塑成型的方法。该方法为需要强度和高精确度的部分由金属部件构成，其它剩余部分以树脂围绕，从而使金属被树脂保持并与树脂结合的方法。为将金属部件与树脂坚固地一体化，由注塑成型的树脂的收缩应力维持结合力。然而，存在粘附力仍然不足的问题。专利文件1公开了一种对金属部件施以表面处理，从而增强金属与树脂之间的结合部位的亲和力的方法。然而，即使对金属部件施加了表面处理，在结合表面上也容易产生应变，仍存在这样的问题：整个成形制品或金属部件扭曲，并且在连接部位中产生剥落和裂缝。此外，包含纤维的树脂粘度高，难以执行注塑成型。因此，以该方法还不能获得将纤维增强树脂与金属部件一体化的成形制品。专利文件1：JP-A-2001-225352
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术的目的是提供一种用于无应变并且在结合部位中无缺陷的金属嵌入树脂成形制品的制造方法。解决问题的手段本专利技术的金属嵌入树脂成形制品的制造方法，其特征在于包括：将由无机纤维和热塑性树脂构成的复合体放置在用于成型的模具中，并把在熔融状态下的金属注射到模具中以将金属与复合体一体化。此外，优选的是，所述无机纤维为碳纤维。更优选的是，所述金属为铝合金或者镁合金，并且优选的是，所述纤维在复合体中的含量为10至70wt％，所述复合体的与所述金属接触的部分的厚度为25mm以下，在所述复合体中预先存在通孔或者沟槽，所述金属具有肋形状或者凸台形状。作为本专利技术的另一方面的金属嵌入树脂成形制品是由这些制造方法获得的制品。有益效果根据本专利技术，提供了一种无应变且结合部位无缺陷的金属嵌入树脂成形制品的制造方法。附图说明图1示出具有肋状金属部的金属嵌入树脂成形制品。图2示出具有凸台状金属部的金属嵌入树脂成形制品。图3示出预先存在通孔的复合体。图4是具有凸台形金属部的金属嵌入树脂成形制品的剖视图。图5示出在外构架上预先存在沟槽的复合体。图6示出金属沿着沟槽存在的金属嵌入树脂成形制品。附图标记说明1纤维增强树脂(复合体)2铝合金具体实施方式本专利技术的金属嵌入树脂成形制品的制造方法包括：将由无机纤维和热塑性树脂构成的复合体(纤维增强树脂)放置在用于成型的模具中，并将熔融状态的金属注射到模具中以将金属与复合体一体化。在本专利技术中使用的由无机纤维和热塑性树脂构成的复合体通常称为纤维增强树脂复合体，通常能够通过，例如利用热塑性树脂浸渍增强纤维的基材而获得。在复合体中使用的无机纤维是难以被热损坏的耐热纤维，并且是用于树脂增强的纤维。更具体地，无机纤维的实例包括碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维、硼纤维、玄武岩纤维和金属纤维。为了形成具有高强度和刚度的复合体，优选无机纤维为碳纤维。关于所使用的纤维的种类，可以使用一种纤维或者可以组合两种以上纤维使用。本专利技术中使用的无机纤维具有增强纤维的作用，另外还具有在制造过程中散热的作用，从这点出发，优选的是无机纤维的导热率高于树脂的导热率。通常，在一维方向添加具有高导热率的纤维状材料，会使整个复合体的导热率增加。通过选择纤维的材料能够获得更高的导热率。具体地，优选的是，纤维为诸如碳纤维、硼纤维和金属纤维的高导热性纤维。数值上，在纤维的长度方向上的导热率优选为1W/m·K以上，更优选为5W/m·K以上，特别优选10W/m·K以上。上限没有特别的限制，但通常为约900W/m·K。从导热率的角度，纤维优选为碳纤维，并且能够使用普通的沥青系碳纤维和PAN系碳纤维。优选的是，复合体中使用的纤维的平均直径为4至9μm的范围。为了增强树脂，优选具有高强度的纤维，优选纤维的抗张强度为3，500至7,000MPa，模量为220至900GPa。在该意义上，从能够获得高强度的成形制品的角度，纤维优选为碳纤维，纤维更优选为PAN系碳纤维。出于防止复合材料中产生翘曲的目的以及从获得具有良好尺寸精度的成形制品的角度，优选的是纤维的热膨胀系数小。作为包括这些纤维的复合体(纤维增强树脂)中的纤维的形式，纤维可以以长纤维(连续纤维)或者短纤维(不连续纤维)的形式使用。从增强树脂的角度优选长纤维形状的纤维，从不产生导热性的各向异性等的角度优选短纤维形状的纤维。在纤维为短纤维的情况下，通常预先形成无纺布，或者能够使用由热塑性树脂和纤维构成的粒料来成型复合体。在纤维为长纤维的情况下，长纤维能够被用作一维片材或者以多种形式例如织物、针织物和织带使用。此外，纤维的这些形式能以一种使用或者两种以上组合使用。在用作织物的情况下，织物纹理的实例包括，平纹织物、缎纹织、斜纹织和多轴织物。在纤维为平纹织物、缎纹织和斜纹织的情况下，通过使用200至800tex的纤维束作为经纱和纬纱、编织成编织密度在经向上为6至15纤维/25mm、在纬向上为6至15纤维/25mm而获得的织物是优选的。特别是，通过以下获得的织物能够被用作多轴织物：将在一个方向上布置的一束常规纤维增强材料形成为片材形状，通过改变角度来堆叠这些片材(多轴织物的基材)，用缝合片材例如尼龙纱、涤纶纱或者玻璃纤维纱在堆叠体的厚度方向上穿透堆叠体，并且在堆叠体的前表面与后表面之间在表面方向上往复以将堆叠材料缝合。在多轴织物的情况下，通过使用400至2,000tex的纤维束、将各层之间的纤维重量编织成50至300g/m2而获得的多轴织物是优选的。多轴织物的实例包括角度为[+45/-45]、[-45/+45]、[0/90]、[0/+45/-45]、[0/-45/+45]和[0/+45/90/-45]等的多轴织物。表述“0、+45和90”是指构成多轴织物的每层的堆叠角度，表明布置在一个方向上的增强纤维的纤维轴方向分别与织物的长度方向成0°、+45°和90°。堆叠角度不限于这些角度，能够为任意角度。另一方面，在所使用的纤维为短纤维形状的情况下，优选的是长度为从2至100mm。在纤维以无纺织物的片状材料形式使用的情况下，优选的是该织物为由平均纤维长度为10mm至100mm的纤维构成的毡状材料。此外，优选的是，该织物具有纤维实质上二维随机定向的无序毡的形式。该排列利于成型，并更加有效地表现纤维的强度增强。例如，存在以下可能：在模具中利用热和压力对已被成形为板状的纤维-树脂复合体进行成型，同时将熔融状态的金属注塑成型，从而一次获得将金属嵌入成型的复杂树脂成形制品。本专利技术中使用的由无机纤维和热塑性树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属嵌入树脂成形制品的制造方法，包括：将由无机纤维和热塑性树脂构成的复合体放置在用于成型的模具中：以及将熔融状态下的金属注射到所述模具中以将所述金属与所述复合体一体化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.21 JP 2012-1156411.一种金属嵌入树脂成形制品的制造方法，包括：将由无机纤维和热塑性树脂构成的复合体放置在用于成型的模具中：以及将熔融状态下的金属注射到所述模具中以将所述金属与所述复合体一体化，其特征在于，所述无机纤维为碳纤维，所述金属为铝合金、锌合金、镁合金、铜合金或锡合金，并且所述复合体中所述无机纤维的含量为10至70wt％。2.根据权利要求1所述的金属嵌入树脂成形制品的制造方法，其中，所述金属为铝合金或者镁合金。3.根据权利要求1或2所述的金属嵌入树脂成形制品的制造方法，其中，所述复合体的与所述金属接触的部分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子彻，冈本日吉，
申请(专利权)人：帝人株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP