不锈钢件与合成树脂件的复合成型体及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种不锈钢件与合成树脂件的复合成型体及其制备方法。本发明专利技术是借由均整的不锈钢件表面，以生成具有锚定效应的表面后，通过插入成形而得以和各种合成树脂件接合。无论不锈钢件的材质为何，通过压入试验得知，接合后的强度会以15N/mm2以上的强度进行稳定密合。而借由本发明专利技术具锚定效应的不锈钢件插入成形，在不发生位移和高度差异的状态下，能制作出均整接合多种树脂零件的复合成型产品。

Composite forming body of stainless steel parts and synthetic resin parts and preparation method thereof

The invention provides a composite molding body of stainless steel parts and synthetic resin parts and a preparation method thereof. The invention is by means of a uniform stainless steel surface to generate a surface with anchoring effect, and by inserting and forming, it can be joined to various synthetic resin parts. Regardless of the material of stainless steel parts, through the indentation test, the bonded strength will be more than 15N / mm2 strength to stabilize the sealing. By inserting the stainless steel parts with the anchoring effect of the invention, the composite molding products with all kinds of resin parts can be made in the condition of no displacement and high difference.

【技术实现步骤摘要】
不锈钢件与合成树脂件的复合成型体及其制备方法
本专利技术是关于一种民生用品的壳体零件及内部功能零件、汽车内外装零件、功能零件领域的不锈钢件与合成树脂件一体成型的产品及其制造方法。该产品或零件包括有：移动电话、智能型手机、相机、钟表、音响设备、电视、计算机等民生家电零件的外观零件和内部功能零件等。此外，也可应用于汽车等外观和功能零件。特别是还能应用于重视电波特性的产品金属壳体、及追求轻量化的汽车产业。
技术介绍
目前金属与塑料复合成型的技术，一般皆采用的方式，是将铝合金表面处理后以生成多孔质，再插入于射出成型模具内，然后借由与热塑性树脂间的锚定效应以进行结合，例如美国专利技术7841577号及7919032号专利、日本特许4541153号专利即是一例。然而，若属于不锈钢件时，树脂会受限于PPS树脂、或因不锈钢件的种类而有限制与强度的差异，因此研发至今一直未能推广与普及。此外，以往在不锈钢件上接着多种树脂时，大多以双面胶和接着剂等方式进行接合，但这样会发生不少位移和高度差异等问题，所以实施成效不佳。目前针对不锈钢件与合成树脂件复合体研究的，虽有日本大成(TaiseiPlas)公司的纳米注射成型技术(NMT)的表面处理方式，但是借由精细蚀刻的接着方式，必须通过管理蚀刻液的劣化情况以稳定强度；再者，在选择合成树脂件时也受到诸多限制的问题，因此仍有许多问题待克服。此外，日本住友轻金属公司虽具有借由硝酸电解液中的电解处理，为金属表面进行粗化，以提高涂漆密合性的先行专利技术技术，但插入成形的PBT密合强度却约为6N/mm2，显然强度依旧不足，所以该方法仍需待加强。对于现有的相关技术，请参见如下：专利文献1日本国特开2012-157991专利文献2日本国特开2010-269532专利文献3日本国特开1994-136600上述已知的方式，必须限定不锈钢件中奥氏体类的种类、而且合成树脂件的选项不多、且无法满足不锈钢件与合成树脂件间的密合稳定度。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种未限定不锈钢件材质、且通过与合成树脂件接合的压入试验后得知、是属于稳定高且具有15N/mm2强度的复合体及其制备方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种不锈钢件与合成树脂件的复合成型体，包括：一不锈钢件，所述不锈钢件为奥氏体类的不锈钢金属件；及一以射出成型方式与上述不锈钢件锚定接合为一体的合成树脂件；所述不锈钢件其中一侧表面是具有经过电解、钝化、除尘处理后而遍布多个纳米级微孔的多孔表面，该纳米级微孔的孔径为15～50nm，深度为100～1000nm；所述合成树脂件面向该不锈钢件的多孔表面为一体接合的接合面，该接合面具有多个遍布并植入于该不锈钢件的纳米级微孔内的锚入部。一种不锈钢件与合成树脂件的复合成型体制备方法，包括下列步骤：第一、脱脂及水洗步骤：经由冲压、锻造、或通过切削加工的奥氏体类不锈钢件，进行脱脂洗净后，再洗净和去除表面油脂；第二、电解步骤：利用以氯化亚铁为主成分的电解液执行正负脉冲矩形波交替变换电解，以进行表面粗化及多孔质化；经过粗化和多孔质化后，尽速水洗附着的氯化铁溶液；第三、钝化步骤：上述粗化后，再浸泡于硝酸水溶液中，以便让不锈钢件表面呈钝化状态；第四、除尘步骤：经上述钝化处理后，利用超音波洗净去除和水洗残留于表面的煤尘，然后再进行干燥；第五、注射步骤：将已完成上述除尘处理后的不锈钢件插入于射出成型模具内，再利用锚定效应使不锈钢件与合成树脂件接合成为复合成型体；第六、退火步骤：通过射出成型接合的复合成型体实施退火处理，以减轻或去除因合成树脂和不锈钢件膨张系数不同所产生的应力；第七、精整加工步骤：经过退火处理后，视其需要借由电解研磨处理及各种电解液的阳极氧化、氟酸、氯化铁溶液的蚀刻液处理，均整粗面化的表面，以作为表面精整加工；第八、最终表面处理步骤：上述处理后的复合成型体，将其具有导电性、且未与合成树脂件接合的不锈钢件外露部分进行部分精整加工，形成最终表面的精整加工。本专利技术是借由均整的不锈钢件表面，以生成具有锚定效应的表面后，通过插入成形而得以和各种合成树脂件接合。无论不锈钢件的材质为何，通过压入试验得知，接合后的强度会以15N/mm2以上的强度进行稳定密合。而借由本专利技术具锚定效应的不锈钢件插入成形，在不发生位移和高度差异的状态下，能制作出均整接合多种树脂零件的复合成型产品。附图说明图1为利用实施例1进行表面处理的不锈钢件316SEM图片；图2为利用实施例7进行表面处理的不锈钢件304SEM图片。具体实施方式本专利技术不锈钢件与合成树脂件的复合成型体，其构造包括：一不锈钢件、及一以射出成型方式与上述不锈钢件锚定接合为一体的合成树脂件。所述不锈钢件为奥氏体类的不锈钢金属件，其中一侧表面是具有经过电解、钝化、除尘处理后而遍布复数纳米级微孔的多孔表面，而另一侧表面是未与合成树脂件接合的外露部分，该外露部分经由精整加工后而形成极佳的外观；所述合成树脂件面向该不锈钢件的多孔表面为一体接合的接合面，该接合面具有多个遍布并植入于该不锈钢件之纳米级微孔内的锚入部。上述中，不锈钢件的纳米级微孔的孔径为15～50nm，深度为100～1000nm，具备了上述这种纳米级微孔后，再与合成树脂件进行锚定接合。本专利技术不锈钢件与合成树脂件的复合成型体的制备方法如下：利用冲压成型、CNC切削加工、锻造、铸造等方式，将不锈钢件与合成树脂件加工成欲相接合的形状；且不特别限定不锈钢件的表面粗糙度。接着，电解上述已加工零件时，需使用悬吊治具，其虽然可选择铝、不锈钢件、钛等工业材料，但鉴于治具的消耗性因而使用钛。由于后续的电解工程消耗快速，因此无法连续使用铝和不锈钢件。仅接着，为已加工的不锈钢件零件去除表面油脂等的脱脂作业。脱脂方式并未特别是限定于使用界面活性剂、酸洗、电解脱脂等，只要选择可适当去除表面油脂的方式即可，又依脱脂材的种类而定，其实施约10分钟程度的脱脂作业；脱脂后再实施阶段性水洗，以防脱脂剂残留于表面，避免在脱脂后将脱脂液带入后续工程。再以氯化亚铁为主成分的电解液中，电解完成脱脂的产品。电解方式则采用正负脉冲矩形波(PR)电解(交替变换)方式。阴极则使用碳，虽然也可使用不锈钢件，但因电解液的主成分为氯化亚铁，容易自然或在电解时引起溶解而提高交换频度。况且以经济面来说，采用碳阴极是较佳。上述电解液是以氯化亚铁水溶液为主成分，浓度以0.3Mol/L～3Mol/L范围为佳，即便超过3Mol/L，也未发现因提高氯化亚铁浓度而增加粗化、凹洞。其次，可在电解液上添加氧化性化合物，将不锈钢件浸泡于氯化铁后，会因来自于氯化亚铁的氯离子孔蚀作用，而在不锈钢件表面发生多处凹洞。借由孔蚀的三价铁离子，会在二价铁离子上呈现氧化作用的结果，且会因水溶液的水解而发生沉淀物；量产时，则添加用于抑制发生沉淀物的氧化性化合物。此外，此氧化物的用意在于控制粗化和多孔质的大小，且属稳定纳米级的粗化状态及实施整体处理所不可或缺的要件。上述可列举的氧化性化合物，则有锰酸盐、重铬酸盐、硝酸类、过氧化物、硫酸类等，添加量以0.3Mol/L～2Mol/L为佳。上述电解液温度以室温(25度左右)～60度为佳。若以经济效益来说，30度～45度更佳。本专利技术所涉温度的单位均为摄氏度。液体温度超过45度以上之后，会因蒸发而改变液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不锈钢件与合成树脂件的复合成型体，其特征在于，包括：一不锈钢件，所述不锈钢件为奥氏体类的不锈钢金属件；及一以射出成型方式与上述不锈钢件锚定接合为一体的合成树脂件；所述不锈钢件其中一侧表面是具有经过电解、钝化、除尘处理后而遍布多个纳米级微孔的多孔表面，该纳米级微孔的孔径为15nm～50nm，深度为100nm～1000nm；所述合成树脂件面向该不锈钢件的多孔表面为一体接合的接合面，该接合面具有多个遍布并植入于该不锈钢件的纳米级微孔内的锚入部。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢件与合成树脂件的复合成型体，其特征在于，包括：一不锈钢件，所述不锈钢件为奥氏体类的不锈钢金属件；及一以射出成型方式与上述不锈钢件锚定接合为一体的合成树脂件；所述不锈钢件其中一侧表面是具有经过电解、钝化、除尘处理后而遍布多个纳米级微孔的多孔表面，该纳米级微孔的孔径为15nm～50nm，深度为100nm～1000nm；所述合成树脂件面向该不锈钢件的多孔表面为一体接合的接合面，该接合面具有多个遍布并植入于该不锈钢件的纳米级微孔内的锚入部。2.一种不锈钢件与合成树脂件的复合成型体制备方法，其特征在于，包括下列步骤：第一、脱脂及水洗步骤：经由冲压、锻造、或通过切削加工的奥氏体类不锈钢件，进行脱脂洗净后，再洗净和去除表面油脂；第二、电解步骤：利用以氯化亚铁为主成分的电解液执行正负脉冲矩形波交替变换电解，以进行表面粗化及多孔质化；经过粗化和多孔质化后，尽速水洗附着的氯化铁溶液；第三、钝化步骤：上述粗化后，再浸泡于硝酸水溶液中，以便让不锈钢件表面呈钝化状态；第四、除尘步骤：经上述钝化处理后，利用超音波洗净去除和水洗残留于表面的煤尘，然后再进行干燥；第五、注射步骤：将已完成上述除尘处理后的不锈钢件插入于射出成型模具内，再利用锚定效应使不锈钢件与合成树脂件接合成为复合成型体；第六、退火步骤：通过射出成型接合的复合成型体实施退火处理，以减轻或去除因合成树脂和不锈钢件膨张系数不同所产生的应力；第七、精整加工步骤：经过退火处理后，视其需要借由电解研磨处理及各种电解液的阳极氧化、氟酸、氯化铁溶液的蚀刻液处理，均整粗面化的表面，以作为表面精整加工；第八、最终表面处理步骤：上述处理后的复合成型体，将其具有导电性、且未与合成树脂件接合的不锈钢件外露部分进行部分精整加工，形成最终表面的精整加工。3.如权利要求2所述不锈钢件与合成树脂件...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢清泉，
申请(专利权)人：勤钦股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71