金属树脂复合体及其制造方法技术

一种金属树脂复合体的制造方法，所述金属树脂复合体具备在表面的至少一部分具有粗糙化表面的金属构件和树脂构件，且以与粗糙化表面的至少一部接触的方式接合有树脂构件。所述制造方法包括如下工序：在使金属构件与树脂构件重叠的状态下，利用在与树脂构件相反侧的金属构件的表面产生的摩擦热使树脂构件熔融，使树脂构件与金属构件接合，对于粗糙化表面的任意5点，使用共聚焦显微镜依据ISO 25178测定时的展开面积比(Sdr)以数平均值计调节为5以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属树脂复合体及其制造方法
本专利技术涉及接合有金属构件与树脂构件的金属树脂复合体的制造方法。
技术介绍
接合有金属构件与树脂构件的金属树脂复合体在汽车业界、电子设备业界等广泛的领域中被使用。作为使金属构件与树脂构件接合的技术，例如通常为使用螺丝、螺钉等固定构件的技术；使用粘接剂的技术，但这些技术中，存在接合强度不充分、或者耐冷热冲击性不充分等问题。另外，也有将金属构件预先插入至规定形状的模具后、在模具内注射树脂构件的熔融物、使金属构件与树脂构件接合的技术，但存在无法对现有的树脂构件接合金属构件、或者接合强度不充分等问题。为了解决上述问题，近年来，作为使金属构件与树脂构件接合的技术，开发了摩擦搅拌接合(FrictionStirWelding；以下，也简称为“FSW”)。例如下述专利文献1中公开了一种接合方法，其为利用了FSW的树脂构件与金属构件的接合方法，所述接合方法特定从金属构件侧按压时使用的摩擦搅拌用旋转工具的肩部的外径或者压入量从而实现接合强度的改善。下述专利文献2中公开了一种接合方法，其为利用了FSW的树脂体与金属体的接合方法，所述接合方法通过使用表面形成有氧化覆膜的材料作为金属体，破坏该氧化覆膜从而实现接合强度的改善。进而下述专利文献3中公开了一种接合方法，其为利用了FSW的树脂体与金属体的接合方法，所述接合方法使用在表面形成有氢氧化物覆膜的材料作为金属体、且该氢氧化物覆膜与树脂构件之间发挥相互作用，从而实现接合强度的改善。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5531573号公报专利文献2：日本专利第6096016号公报专利文献2：日本特开2017-13084号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，本专利技术人等对前述接合方法进行了深入研究，结果判定：在树脂构件与金属构件的接合强度方面，存在进一步改良的余地。本专利技术是鉴于前述实际情况而开发的，其课题在于，提供：树脂构件与金属构件的接合强度优异的金属树脂复合体的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决前述课题进行了深入研究，结果发现：在金属构件的表面的至少一部分形成粗糙化表面，并设定上述粗糙化表面的展开面积比(Sdr)的下限，从而能够制造树脂构件与金属构件的接合强度优异的金属树脂复合体，以至完成了本专利技术。即，本专利技术涉及金属树脂复合体的制造方法，其特征在于，所述金属树脂复合体具备在表面的至少一部分具有粗糙化表面的金属构件和树脂构件，且以与前述粗糙化表面的至少一部分接触的方式接合有前述树脂构件，所述制造方法包括如下工序：在使所述金属构件与所述树脂构件重叠的状态下，利用在与所述树脂构件相反侧的所述金属构件的表面产生的摩擦热使所述树脂构件熔融，使所述树脂构件与所述金属构件接合，对于前述粗糙化表面的任意5点，使用共聚焦显微镜依据ISO25178测定时的展开面积比(Sdr)以数平均值计为5以上。本专利技术涉及接合有金属构件和树脂构件的金属树脂复合体的制造方法，使用在表面的至少一部分具有依据ISO25178测定时展开面积比(Sdr)以数平均值计为5以上的粗糙化表面的金属构件。由此，能够制造金属构件与树脂构件的接合强度优异的金属树脂复合体。上述制造方法中，作为试图改善金属构件与树脂构件的接合强度的原因，考虑出以下的理由。展开面积比(Sdr)表示由于表面粗糙化而扩大了的表面积，将金属构件的表面的至少一部分表面粗糙化以使该值以数平均值计为5以上，以与得到的粗糙化表面的至少一部分接触的方式接合树脂构件。此处，本专利技术中，利用在与树脂构件相反侧的金属构件的表面产生的摩擦热使树脂构件熔融，因此熔融的树脂构件较深地进入具有由于表面粗糙化而扩大了的表面积的金属构件的粗糙化表面，由此发挥较强的锚固效果。其结果，改善树脂构件与金属构件的接合强度。上述金属树脂复合体的制造方法中，优选前述摩擦热是通过对与前述树脂构件相反侧的前述金属构件的表面按压旋转的旋转工具而产生的。根据上述构成，能够更简便且可靠地使金属构件与树脂构件接合。上述金属树脂复合体的制造方法中，前述树脂构件的熔融粘度优选为200～6000Pa·s。根据上述构成，熔融的树脂构件能够较深且可靠地进入具有由于表面粗糙化而扩大了的表面积的金属构件的粗糙化表面，由此发挥非常强的锚固效果。其结果，显著改善树脂构件与金属构件的接合强度。需要说明的是，本专利技术中“树脂构件的熔融粘度”在树脂构件仅由热塑性树脂构成的情况下，是指其熔融粘度，树脂构件中除热塑性树脂之外还包含玻璃纤维、烯烃系树脂等其它配混剂的情况下，是指包含这些的树脂组合物的熔融粘度。需要说明的是，对于“熔融粘度”的测定条件进行后述。上述金属树脂复合体的制造方法中，前述树脂构件优选含有聚芳硫醚树脂。聚芳硫醚(以下也称为“PAS”)树脂在熔融时更深地进入粗糙化表面后，通过冷却而推进结晶且固化，因此发挥更强的锚固效果。其结果，进一步显著改善树脂构件与金属构件的接合强度。而且本专利技术涉及一种金属树脂复合体，其特征在于，其为接合有金属构件与树脂构件的金属树脂复合体，前述树脂构件至少含有热塑性树脂，前述金属构件在表面的至少一部分具有粗糙化表面，对于前述粗糙化表面的任意5点，使用共聚焦显微镜依据ISO25178测定时的展开面积比(Sdr)以数平均值计为5以上，在以与前述粗糙化表面的至少一部分接触的方式重叠了前述树脂构件的状态下，利用在与前述树脂构件相反侧的前述金属构件的表面产生的摩擦热使前述树脂构件熔融，从而使前述树脂构件与前述金属构件接合，前述热塑性树脂的熔点为260℃以上。而且本专利技术涉及一种金属树脂复合体，其特征在于，其为接合有金属构件与树脂构件的金属树脂复合体，前述树脂构件至少含有热塑性树脂，前述金属构件在表面的至少一部分具有粗糙化表面，对于前述粗糙化表面的任意5点，使用共聚焦显微镜依据ISO25178测定时的展开面积比(Sdr)以数平均值计为5以上，以与前述粗糙化表面的至少一部分接触的方式接合有前述树脂构件，且在与前述树脂构件相反侧的前述金属构件的表面具有按压痕迹，前述热塑性树脂的熔点为260℃以上。附图说明图1为示出本专利技术的实施方式之一的、金属构件与树脂构件的接合方法的一例的附图。图2为示出图1所示的金属构件102的粗糙化表面103的一例的附图。图3为示出通过摩擦搅拌接合(FSW)制造的金属树脂复合体的接合部位的剖视图的一例的附图。图4为示出通过摩擦搅拌接合(FSW)制造的金属树脂复合体的金属构件表面所形成的按压痕迹的主视的一例的附图。具体实施方式本专利技术涉及接合有金属构件与树脂构件的金属树脂复合体的制造方法。以下，对各构成进行说明。＜金属构件＞本专利技术中，使用在表面的至少一部分具有粗糙化表面的金属构件。上述粗糙化表面可以通过后述的表面粗糙化的方法而形成，对于前述粗糙化表面的任意5点，使用共聚焦显微镜依据ISO25178测定时的展开面积比(Sdr)以数平均值计调整为5以上。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属树脂复合体的制造方法，其特征在于，所述金属树脂复合体具备在表面的至少一部分具有粗糙化表面的金属构件和树脂构件，且以与所述粗糙化表面的至少一部分接触的方式接合有所述树脂构件，/n所述制造方法包括如下工序：/n在使所述金属构件与所述树脂构件重叠的状态下，利用在与所述树脂构件相反侧的所述金属构件的表面产生的摩擦热使所述树脂构件熔融，使所述树脂构件与所述金属构件接合，/n对于所述粗糙化表面的任意5点，使用共聚焦显微镜依据ISO 25178测定时的展开面积比(Sdr)以数平均值计为5以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181012 JP 2018-1935491.一种金属树脂复合体的制造方法，其特征在于，所述金属树脂复合体具备在表面的至少一部分具有粗糙化表面的金属构件和树脂构件，且以与所述粗糙化表面的至少一部分接触的方式接合有所述树脂构件，
所述制造方法包括如下工序：
在使所述金属构件与所述树脂构件重叠的状态下，利用在与所述树脂构件相反侧的所述金属构件的表面产生的摩擦热使所述树脂构件熔融，使所述树脂构件与所述金属构件接合，
对于所述粗糙化表面的任意5点，使用共聚焦显微镜依据ISO25178测定时的展开面积比(Sdr)以数平均值计为5以上。


2.根据权利要求1所述的金属树脂复合体的制造方法，其中，所述摩擦热是通过对与所述树脂构件相反侧的所述金属构件的表面按压旋转的旋转工具而产生的。


3.根据权利要求1或2所述的金属树脂复合体的制造方法，其中，所述树脂构件的熔融粘度为200～6000Pa·s。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的金属树脂复合体的制造方法，其中，所述树脂构件含有聚芳硫醚树脂。


5.一种金属树脂复合体，其特征在于，其为接合有金属构件和树脂构件的金属树脂复合体，
所述树脂构件至少含有热塑性树脂，
所述金属构件在表面的至少一部分具有粗糙化表面，对于所述粗糙...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村健二，神田智道，菊池秀昭，
申请(专利权)人：DIC株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP