铝或铝合金与非晶合金的复合体及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201110229903.3 | 申请日 | 2011-08-11 | 公开(公告)号 | CN102921926A | 公开(公告)日 | 2013-02-13 |
| 申请人 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司; 鸿海精密工业股份有限公司; | 发明人 | 蒋焕梧; 陈正士; 林顺茂; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种 铝 或铝 合金 与非晶合金的 复合体 ，其包括铝或 铝合金 基体及注射结合于铝或铝合金基体表面的非晶合金体，该铝或铝合金基体通过 阳极 氧 化 处理使其由表面形成有若干纳米孔，所述非晶合金体结合于所述铝或铝合金基体形成有所述若干纳米孔的表面。所述铝或铝合金基体与非晶合金体结合强度高。本发明还提供一种铝或铝合金与非晶合金的复合体的制备方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铝或铝合金与非晶合金的复合体，其包括铝或铝合金基体、及注射结合于铝或铝合金基体表面的非晶合金体，其特征在于：该铝或铝合金基体通过阳极氧化处理使其表面形成一氧化铝膜，且该氧化铝膜表面形成有若干纳米孔，所述非晶合金体结合于所述氧化铝膜形成有所述若干纳米孔的表面。 |
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| 说明书全文 | 铝或铝合金与非晶合金的复合体及其制备方法技术领域背景技术[0002] 非晶合金具有高强度，高耐磨及高耐腐蚀性，其在高端3C产品上应用具有很大潜力。铝合金常被作为3C产品的外壳或零组件，其与其它材料的连接方法通常为焊接或粘接。将铝合金与非晶合金连接于一体的方法，目前有焊接或粘接两种方式。然而使用焊接法时，焊接的热效应会让非晶合金晶化，焊缝严重脆化。使用粘接方法制备铝合金与非晶合金的复合体，不仅要求铝合金表面具有一定的粗糙度和清洁度，同时还需依赖中间的界面材料粘胶。粘接虽然可以实现铝材与非晶合金件间的连接，但目前粘接方式仍有以下缺点：(1)粘结强度不高，仅达0.5Mpa；(2)产品工作温度受胶粘剂性能影响，一般只能在-50～ 100℃的温度范围内正常工作；(3)在环境光﹑热﹑湿气等因素下，胶粘剂会产生老化断裂等现象；(4)大部分胶粘剂有毒，会散发有刺激性的气体，危害人体健康。 发明内容[0004] 另外，还有必要提供一种上述铝或铝合金与非晶合金的复合体的制备方法。 [0005] 一种铝或铝合金与非晶合金的复合体，其包括铝或铝合金基体、及注射结合于铝或铝合金基体表面的非晶合金体，该铝或铝合金基体通过阳极氧化处理使其表面形成一氧化铝膜，且该氧化铝膜表面形成有若干纳米孔，所述非晶合金体结合于所述氧化铝膜形成有所述若干纳米孔的表面。 [0006] 一种铝或铝合金与非晶合金的复合体的制备方法，其包括如下步骤：提供铝或铝合金基体； 对上述铝或铝合金基体进行阳极氧化处理，使该铝或铝合金基体表面形成一氧化铝膜，且该氧化铝膜表面形成有若干纳米孔； 对该铝或铝合金基体进行预热； 将经预热后的铝或铝合金基体置于一注射成型模具中，将非晶合金材料注射于铝或铝合金基体表面形成非晶合金体，制得所述复合体，所述非晶合金的温度介于非晶合金的玻璃转化温度+5℃与非晶合金的晶化温度－10℃之间。 [0007] 本发明所述复合体的制备方法，先对铝或铝合金基体进行阳极氧化处理，使其表面形成纳米多孔结构，然后将非晶合金材料注射到铝或铝合金基体表面，由于超塑性状态的非晶合金完全进入密集分布的纳米孔内，从而与铝或铝合金基体良好结合，同时由于纳米效应，结合强度高。附图说明 [0008] 图1是本发明较佳实施方式的铝或铝合金与非晶合金的复合体的剖视示意图；图2是本发明较佳实施方式的铝或铝合金基体经阳极氧化处理后的扫描电镜图； 图3是本发明较佳实施方式的注射非晶合金结合于铝或铝合金基体表面的示意图。 [0009] 主要元件符号说明复合体 100 铝或铝合金基体 11 氧化铝膜 13 非晶合金体 15 纳米孔 131 注射成型模具 20 下模 21 第二模穴 211 上模 23 浇口 231 第一模穴 233 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。 具体实施方式[0010] 请参阅图1，本发明一较佳实施方式的铝或铝合金与非晶合金的复合体100包括铝或铝合金基体11、形成于铝或铝合金基体11表面的氧化铝膜13、及形成于氧化铝膜13上的若干非晶合金体15。 [0011] 请参阅图2，所述氧化铝膜13的表面形成有若干纳米孔131，该若干纳米孔131的平均孔径为30~60nm。从图2可以看到，所述若干纳米孔131在氧化铝膜13表面的分布较均匀。该若干纳米孔131的存在可使得注射所述非晶合金体15的部分非晶合金嵌入到该若干纳米孔131中，从而使得非晶合金体15牢固地结合于铝或铝合金基体11。 [0012] 所述若干非晶合金体15以模内注射的方式结合于氧化铝膜13形成有所述若干纳米孔131的表面。所述非晶合金体15为镁基非晶合金，且该镁基非晶合金的玻璃转化温度(Tg)大于镁基非晶合金的晶化温度(Tx)，两者之差(Tg－Tx)超过20℃。 [0013] 本发明一较佳实施方式的制作上述铝或铝合金与非晶合金的复合体100的方法包括如下步骤：(1)提供铝或铝合金基体11。 [0015] (3)对该铝或铝合金基体11进行阳极氧化，使该铝或铝合金基体11表面形成被纳米孔131覆盖的氧化铝膜13，纳米孔131的孔径为30~60nm。阳极氧化使用浓度为2 10wt%~15wt%的硫酸溶液，温度控制不超过30°C，电流密度为1.8~2A/dm，处理时间为 4~6min。 [0016] (4)对铝或铝合金基体11进行预热，使铝或铝合金基体11温度达到所述非晶合金体15的玻璃转化温度(Tg)。预热可使非晶合金能较好地流入铝或铝合金基体11的纳米孔131内，并能去除吸附在铝或铝合金基体11的纳米孔131内的水，使铝或铝合金基体11与非晶合金体15结合更好。该预热步骤可在烤箱中进行。 [0017] (5)请参阅图3，提供一注射成型模具20，该注射成型模具20包括上模23及下模21，上模23设置有若干浇口231、及若干与所述非晶合金体15相对应的第一模穴233，下模 21形成有可容置所述铝或铝合金基体11的第二模穴211。将所述经预热后的铝或铝合金基体11置于该第二模穴211中，上模23及下模21合模，向注射成型模具20内通入氩气，然后将加热呈流动状态的Mg基非晶合金经由若干浇口231注射填充于若干第一模穴233中形成若干非晶合金体15，制得所述复合体100。所述流动状态的Mg基非晶合金的温度介于Mg基非晶合金的玻璃转化温度(Tg)+5℃与Mg基非晶合金的晶化温度(Tx)－10℃之间。 注射时控制注射成型模具20的温度在(Tg+5)℃~(Tx－5)℃之间。 [0018] 由于非晶合金在过冷液相区间(材料的玻璃转化温度(Tg)与晶化温度(Tx)之间的温度区间)流动时对氧气气氛比较敏感，流动时流体表面容易被氧化形成陶瓷膜，因此注射过程中注射成型模具20中需通入氩气作为保护气体。加热至过冷液相区间的非晶合金在注射成型模具20仍保持优良的流动性，能进入铝或铝合金基体11表面的纳米孔131内，从而与铝或铝合金基体11牢固连接于一体。所述Mg基非晶合金的晶化温度(Tx)低于300℃，即与铝或铝合金基体11结合的非晶合金的晶化温度(Tx)低于300℃，以保证铝或铝合金基体11的力学性能不受损。 [0019] 下面通过实施例来对本发明进行具体说明。 [0020] 实施例提供铝合金基体11。 [0022] 预热：将铝合金基体11预热至温度为157°C。 [0023] 注射以形成复合体100：所述非晶合金的组份为含有铜和镝的镁基非晶合金，其中铜的原子百分含量为30%，镝的原子百分含量为11.5%，剩余的为镁，将加热至温度为165~210℃的所述非晶合金材料注射于所述铝合金基体11上。 [0024] 性能测试：对实施例所制得的复合体100进行剪切力试验，剪切强度可达70Mpa。说明非晶合金与铝合金基体11结合强度高。 [0025] 对经上述测试后的复合体100在进行温湿度存储试验(72小时，85℃，85%相对湿度)及冷热冲击试验(48小时，-40℃-+85℃，4小时/cycle，12cycles)后发现，该复合体100的剪切强度无明显减小。 [0026] 本发明所述复合体100的制备方法，先对铝或铝合金基体11进行阳极氧化处理，使其表面形成纳米多孔结构，然后将加热至过冷液相区间的非晶合金材料注射到铝或铝合金基体11表面，由于超塑性状态的非晶合金完全进入密集分布的纳米孔内，从而与铝或铝合金基体11良好结合，同时由于纳米效应，结合强度高。 |
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