不锈钢和塑料的结合件及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢和塑料的结合件及其加工方法。该不锈钢和塑料的结合件包括不锈钢基材，所述不锈钢基材的表面上形成有蜂窝状细孔，经过110‑450摄氏度、120‑10分钟的高温氧化处理，所述蜂窝状细孔的表面上形成有氧化膜，所述氧化膜至少包括铁氧化物、铬氧化物或镍氧化物中的两种，所述不锈钢基材上注射成型有塑料材料，所述塑料材料嵌入所述蜂窝状细孔中。本发明专利技术的一个技术效果为所述氧化膜具有良好的隔热效果，提高不锈钢基材和塑料材料之间的结合作用力。

Combination of stainless steel and plastic and processing method thereof

The invention discloses a combination of stainless steel and plastic and a method for processing the same. The combination of stainless steel and plastic parts including stainless steel substrate, a honeycomb pore forming the surface of the stainless steel material, after high temperature oxidation of 110 450 degrees Celsius, 120 10 minutes of treatment, the surface of the oxide film formed on the honeycomb pores, the oxide film comprises at least two kinds of iron oxide, chromium oxide or nickel oxide, plastic injection molding material on the stainless steel substrate, the plastic material is embedded in the honeycomb pores. The technical effect of the invention is that the oxide film has good heat insulation effect and improves the bonding force between the stainless steel base material and the plastic material.

【技术实现步骤摘要】
不锈钢和塑料的结合件及其加工方法
本专利技术涉及材料加工
，具体地，涉及一种不锈钢和塑料的结合件及其加工方法。
技术介绍
随着材料技术的逐渐发展，越来越多的产品采用金属和塑料复合的形式构成产品结构。这种结构设计可以实现丰富的功能效果。例如，在需要产品的外观呈现金属特征而内部结构需要降低重量、节省材料成本的情况下，就可以采用金属与塑料复合的设计。金属与塑料的传统复合方式包括粘接剂粘合、卡扣卡合或者铆钉连接等方式。但是，传统的复合方式存在复合可靠性低、需增加固定连接的机构等缺陷。随着技术的发展，现有技术中还出现了将塑料注塑在金属表面的复合方式。在进行塑料的注塑加工时，以金属材料作为基材，将塑料直接注塑成型在金属材料上。但是，金属和塑料之间的结合作用力有限，两者之间存在脱落的风险，复合可靠性难以提高。因此，有必要对金属与塑料材料的复合工艺进行改进，提高材料复合的结构可靠性，或者简化制成的产品的结构，减少在产品上增加附加部件。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种不锈钢和塑料复合的新技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种不锈钢和塑料的结合件，所述结合件包括不锈钢基材，所述不锈钢基材的表面上形成有蜂窝状细孔，经过110-450摄氏度、120-10分钟的高温氧化处理，所述蜂窝状细孔的表面上形成有氧化膜，所述氧化膜至少包括铁氧化物、铬氧化物或镍氧化物中的两种，所述不锈钢基材上注射成型有塑料材料，所述塑料材料嵌入所述蜂窝状细孔中。可选地，所述氧化膜至少包括铁氧化物和铬氧化物。可选地，所述高温氧化处理的温度范围为200-300摄氏度，处理时间为90-30分钟。可选地，所述塑料材料由聚苯硫醚树脂、聚对苯二甲酸丁醇树脂、聚酰胺、聚碳酸酯和聚烯烃中的至少一种材料制成。可选地，所述蜂窝状细孔的平均孔径范围为10-150nm，所述蜂窝状细孔从不锈钢基材的表面向内部延伸的平均深度范围为10-200nm。可选地，所述氧化膜的厚度范围为1-20nm。进一步可选的，所述氧化膜的厚度范围为10-20nm。可选地，所述氧化膜的表面吸附有一层润孔剂，所述润孔剂为对苯二甲酸、乙二胺四乙酸、对硝基苯磺酸、水溶性氨基酸、乙二胺、三乙醇胺、氨水、氯乙烷、环氧氯丙烷中的至少一种。可选地，所述塑料材料中掺杂有填充材料，所述填充材料为尼龙纤维、碳纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、碳酸钙、碳酸镁、二氧化硅及黏土中的至少一种，所述填充材料在所述塑料材料中所占质量百分比的范围为5-40wt％。本专利技术还提供了一种不锈钢和塑料的结合体的加工方法，包括：提供不锈钢基材；对不锈钢基材进行蚀刻处理，在不锈钢基材的表面形成蜂窝状细孔；对所述不锈钢基材进行高温氧化处理，在所述不锈钢基材的表面形成氧化膜，所述氧化膜至少包括铁氧化物、铬氧化物或镍氧化物中的两种，所述高温氧化处理的温度范围为110-450摄氏度，处理时间为120-10分钟；在所述不锈钢基材的表面注塑塑料材料，使塑料材料的部分结构嵌在所述蜂窝状细孔中，形成不锈钢与塑料的一体化结合体。可选地，所述氧化膜至少包括铁氧化物和铬氧化物。可选的，所述高温氧化处理的温度范围为200-300℃，处理时间为90-30分钟。可选的，所述高温氧化处理的气氛中氧气的体积含量≥99％。可选地，在高温氧化处理之后，对蜂窝状细孔进行润孔处理，将不锈钢基材进入润孔剂中，所述润孔剂为对苯二甲酸、乙二胺四乙酸、对硝基苯磺酸、水溶性氨基酸、乙二胺、三乙醇胺、氨水、氯乙烷、环氧氯丙烷中至少一种。可选地，所述蚀刻处理为化学蚀刻，将不锈钢基材置于30-90摄氏度的化学蚀刻液中浸渍10-120分钟，化学蚀刻液为硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、硼酸、甲酸、丙酸、丁酸、褐藻酸、草酸、柠檬酸和己内酰胺中的至少一种。可选地，所述蚀刻处理为电化学蚀刻，以所述不锈钢基材为阳极，使待形成蜂窝状细孔的区域发生电化学腐蚀，电化学蚀刻的电压范围为5-60V，持续时间为10-100分钟。本专利技术的专利技术人发现，在现有技术中，虽然出现了将一些金属材料与塑料材料注塑复合的技术方案，但是，对于不锈钢与塑料材料的复合方式，现有技术中并没有出现改进的、复合可靠性高的技术方案。因此，本专利技术所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本专利技术是一种新的技术方案。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1是本专利技术提供的不锈钢和塑料的结合件的结构示意图。图2是本专利技术一种实施方式中提供的蜂窝状细孔的形貌特征示意图。图3是本专利技术提供的不锈钢基材的表面结构示意图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。本专利技术提供了一种不锈钢和塑料的结合件，该结合件包括不锈钢基材和注塑塑料。如图1所示，所述不锈钢基材1的表面上形成有蜂窝状细孔11，所述蜂窝状细孔11为纳米级的孔洞结构。可选地，所述蜂窝状细孔11可以只形成在不锈钢基材1上需要注塑塑料材料2的区域。或者，也可以在不锈钢基材1的全部表面形成蜂窝状细孔11。特别地，所述蜂窝状细孔11的表面上形成有氧化膜，所述氧化膜是经过高温氧化处理形成的。可以将所述不锈钢基材1放置在热处理设备中，在110-450摄氏度的温度中热处理120-10分钟，具体的，可以是在温度范围为110-200摄氏度的条件中热处理120-90分钟，在温度范围为200-300摄氏度的条件中热处理90-30分钟，在温度范围为300-450摄氏度的条件中热处理30-10分钟，从而至少在蜂窝状细孔11的表面上形成氧化膜。上述具体温度与时间的设定仅是示例性的，通常要获得理想状态的氧化膜，温度与时间一般呈反比趋势，但是这并不是必然的，根据具体情况需要，对氧化膜的质量要求降低的情况下，温度与时间可以不需要在这种趋势下设定，例如，在110摄氏度的情况下，仅加热10-30分钟。所述氧化膜主要包括铁氧化物、铬氧化物或镍氧化物中的至少两种，例如可以包含铁氧化物和铬氧化物，或者可以包含铁氧化物、铬氧化物和镍氧化物等。通过对热处理的温度和时间进行调控，可以调节氧化膜的厚度和成分，上述具体的温度和时间是本专利技术为达到技术效果的优选的实施方式。所述不锈钢基材1的表面上注塑成型有塑料材料2，塑料材料2注塑在不锈钢基材1上具有蜂窝状细孔11的区域。在所述塑料材料2与不锈钢基材1接触面上，塑料材料2嵌入所述蜂窝状细孔11中。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢和塑料的结合件，其特征在于，所述结合件包括不锈钢基材，所述不锈钢基材的表面上形成有蜂窝状细孔，经过110‑450摄氏度、120‑10分钟的高温氧化处理，所述蜂窝状细孔的表面上形成有氧化膜，所述氧化膜至少包括铁氧化物、铬氧化物或镍氧化物中的两种，所述不锈钢基材上注射成型有塑料材料，所述塑料材料嵌入所述蜂窝状细孔中。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢和塑料的结合件，其特征在于，所述结合件包括不锈钢基材，所述不锈钢基材的表面上形成有蜂窝状细孔，经过110-450摄氏度、120-10分钟的高温氧化处理，所述蜂窝状细孔的表面上形成有氧化膜，所述氧化膜至少包括铁氧化物、铬氧化物或镍氧化物中的两种，所述不锈钢基材上注射成型有塑料材料，所述塑料材料嵌入所述蜂窝状细孔中。2.根据权利要求1所述的不锈钢和塑料的结合件，其特征在于，所述氧化膜至少包括铁氧化物和铬氧化物。3.根据权利要求1所述的不锈钢和塑料的结合件，其特征在于，所述高温氧化处理的温度范围为200-300摄氏度，处理时间为90-30分钟。4.根据权利要求1所述的不锈钢和塑料的结合件，其特征在于，所述塑料材料由聚苯硫醚树脂、聚对苯二甲酸丁醇树脂、聚酰胺、聚碳酸酯和聚烯烃中的至少一种材料制成。5.根据权利要求1所述的不锈钢和塑料的结合件，其特征在于，所述蜂窝状细孔的平均孔径范围为10-150nm，所述蜂窝状细孔从不锈钢基材的表面向内部延伸的平均深度范围为10-200nm。6.根据权利要求1所述的不锈钢和塑料的结合件，其特征在于，所述氧化膜的厚度范围为1-20nm。7.根据权利要求6所述的不锈钢和塑料的结合件，其特征在于，所述氧化膜的厚度范围为10-20nm。8.根据权利要求1所述的不锈钢和塑料的结合件，其特征在于，所述氧化膜的表面吸附有一层润孔剂，所述润孔剂为对苯二甲酸、乙二胺四乙酸、对硝基苯磺酸、水溶性氨基酸、乙二胺、三乙醇胺、氨水、氯乙烷、环氧氯丙烷中的至少一种。9.根据权利要求1所述的不锈钢和塑料的结合件，其特征在于，所述塑料材料中掺杂有填充材料，所述填充材料为尼龙纤维、碳纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、碳酸钙、碳酸镁、二氧化硅及黏土中的至少一种，所述填充材料在所述塑料材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张法亮，董晓佳，王成，张孟军，刘鸿章，唐红平，刘利强，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37