在金属表面上塑料包覆成型的系统和方法技术方案

一种塑料-金属混杂部件，包括阳极化的金属基底，其具有在金属基底上形成的塑料结构。在一个特定的实施方案中，所述金属混杂部件是电子设备的外壳，和塑料结构是在外壳上形成的安装零件。本发明专利技术还公开了塑料-金属混杂部件的制造方法。在一个特定的实施方案中，金属基底经历预处理，在预处理后进行阳极化，以及所述塑料结构直接在所述阳极化的金属基底的外表面上成型。在另一个实施方案中，所述阳极化的金属基底使用偶联剂施加底料，然后在其上形成塑料零件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚合物金属混杂(PMH)技术，更具体地说，在金属基底上形成塑料零件。
技术介绍
聚合物金属混杂(PMH)技术目前被用来制造各种各样的部件，例如，电子设备外壳，机动车仪表盘等等。一般来说，PHM技术指的是各种公知的对金属的粘接聚合物技术。PMH技术的一些较常见的应用包括直接在金属表面形成塑料零件(例如，安装凸台，卡扣，加强件等)以至最终产品是由金属零件和塑料零件整体形成的单一部件。例如，便携式电话的罩体通常包括多个直接成型在薄金属壳内表面上的塑料零件(例如，螺钉凸台(screwboss),卡扣(snap-fit)等)。相比于传统的全金属/全塑料部件，PMH技术具有下述几个 优点，包括降低生产成本，降低整个主体设备中的部件数量，减少尺寸/重量，提供更大的设计自由度，等。虽然有上述优点对于一些制造商来说是期望的，但是常规的PMH技术通常不能达到非常高的塑料与金属的结合强度，并因此仅应用于少数几个应用领域中。因此，持续的研发工作集中于提高PMH技术中的塑料对金属的结合强度。据预测，随着结合强度继续提高，越来越多的全金属/全塑料部件将被替换为PMH部件。因此，期望开发聚合物-金属的结合强度得到提高的PMH技术。目前，可以使用几种已知的PMH技术的变化形式在金属表面上形成塑料零件，例如纳米成型技术(NMT)、金属粘合成型(MAM)技术、铝非粘合成型(ANM)、聚合物注入成型坐寸ο通过包括多个步骤的NMT在金属部件上形成塑料零件的过程总结如下首先，裸露的金属部件经历一个多级的预处理过程以除去不需要的油脂、油、氧化物等。这包括使金属部件经历多个化学品浴，包括脱脂剂、酸溶液、碱溶液等。多级预处理后，将金属部件浸没在T-溶液中。然后，处理后的金属部件在稀释水中漂洗。最后，将处理后的金属部件插入到模具中，其中将树脂注入并在处理过的表面上直接成形。虽然NMT对于某些应用可能是合适的，但它有一些缺点。例如，NMT需要一个繁琐的多阶段的预处理过程。又例如，整个NMT过程需要使用危险化学品。又例如，通过NMT实现的聚合物-金属结合具有相对短的储存期限，粘合强度在几个星期的储存后减小。因此，NMT对于许多应用是不实际的。因此，需要用于制造PMH部件的更简单的系统和方法。还需要可以实现更高的聚合物对金属的结合强度(bonding strength)的制造PMH部件的系统和方法。同样需要使用危险性较少的材料制造PMH部件的系统和方法。专利技术简介本专利技术通过提供一种制造具有阳极化金属基底的塑料-金属混杂部件(plastic-metal hybrid part)的系统和方法克服了现有技术的相关技术问题,所述塑料-金属混杂部件具有直接在阳极化金属基底上形成的塑料结构。塑料-金属混杂部件包括金属基底和在其上形成的塑料结构。外表面限定了通过阳极化在其上形成多个不规则物(irregularities)。塑料零件(plastic feature)直接形成在金属基底的阳极化外表面上，使得塑料材料浸润不规则物并在其中固化，从而形成塑料结构和金属基底之间的机械结合。在此上下文中，术语“外(部)”是指金属的外表面，并且不一定指由金属形成的某一组件的外部。例如，金属的外表面可以是由金属形成的罩体的内表面。塑料-金属混杂部件的一个示例性制造方法包括提供具有第一外表面的金属基底，提供可成型塑料材料，阳极化所述金属基底以在所述金属基底的第一外表面的至少一部分上形成不规则物，并且通过将所述可成型的塑料材料直接成型在所述金属基底的所述第一外表面上形成的所述不规则物之上而在所述金属基底上直接形成塑料结构。在示例性方法中，金属基底是冲压金属板基底。该金属基底可以由包括但不限于以下的材料形成铝、5052铝、铝合金、钛、钛合金、镁和/或镁合金。阳极化金属基底的步 骤可以包括但不限于使用选自铬酸、磷酸、硫酸、草酸、硼酸组成的组的阳极化试剂阳极化所述金属基底。任选地，可成型塑料的成型步骤，包括直接在金属基底的第一外表面上形成的不规则物之上包覆成型(overmolding)可成型塑料。作为另一个选项，可成型塑料的成型步骤包括直接在金属基底的第一外表面上形成的不规则物之上注射成型可成型塑料。作为另一种选择，可成型塑料的成型步骤包括直接在金属基底的第一外表面上形成的不规则物之上转移成型可成型塑料。此外，这些成型方法的组合可以用于在金属基底的第一外表面上形成各种成型零件。在示例性方法中，可成型的塑料材料选自但不限于由聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯硫醚、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组。可成型塑料材料可以是热塑性塑料和/或可注射成型的热固性塑料。示例性方法还包括在金属基底阳极化步骤之前使金属基底经历预处理过程。预处理过程包括向金属基底施加脱脂剂、在向金属基底施加脱脂剂的步骤之后向金属基底施加碱性溶液、在向金属基底施加碱性溶液的步骤之后用去离子水漂洗金属基底、在于去离子水中漂洗金属基底的步骤之后向金属基底施加酸性溶液、在向金属基底施加酸性溶液的步骤之后用去离子水漂洗金属基底。所公开的方法进一步包括向其上形成有不规则物的金属基底的外表面施加底料(primer)材料。在向所述金属基底的外表面施加底料的步骤是在阳极化金属基底之后且在金属基底上形成塑料结构之前实施的。底料材料适于结合至金属基底和可成型塑料材料这两者。合适的底料材料包括但不限于有机娃烧、钛酸盐(titanate)、招酸盐(aluminate)、磷酸盐(phosphate)和错酸盐(zirconate)。在示例性方法中，在金属基底上形成的塑料结构的类型包括但不限于紧固件零件、安装凸台和卡扣紧固件。在一个具体的示例性方法中，所述金属基底是薄壁结构，塑料结构是用来强化薄壁结构的加强件(stiffener)。还公开一种塑料-金属混杂部件的例子，其包括具有第一外表面的阳极化的金属基底。第一外表面限定通过阳极化形成的不规则物。该部件还包括在金属基底的第一外表面上形成的不规则物之上于阳极化金属基底上直接成型的塑料结构。所述不规则物通过部分塑料结构浸润使得所述塑料结构被机械地结合到阳极化的金属基底上。在塑料-金属混杂部件的一个示例中，所述阳极化的金属基底是冲压金属板(stamped sheet metal)。金属基底板可以由包括但不限于以下的合适材料形成招、5052铝、铝合金、钛、钛合金、镁和/或镁合金。金属基底可以使用包括但不限于以下的阳极化试剂进行阳极化铬酸、磷酸、硫酸、草酸和/或硼酸。塑料结构可以直接在阳极化金属基底上包覆成型、注射成型和/或转移成型。塑料结构由包括但不限于以下的合适材料形成聚酰胺、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯硫醚、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯。塑料结构可以由热塑性材料或由可转移成型的热固性塑料形成。塑料-金属混杂部件还包括在不规则物上形成的底料材料层，塑料结构直接成型在底料材料层上。底料材料可以是，但不限于，有机硅烷、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐和/或锆 酸盐。塑料结构可以是安装零件(mounting feature)。作为另一个例子,塑料结构可以是装配对准零件(assembly alignment feature)。又本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦吉臣，
申请(专利权)人：弗莱克斯电子有限责任公司，
类型：
国别省市：