技术领域
[0001] 本
发明涉及适合热塑性加工的复合材料以及使用该复合材料的塑性加工品，更具 体地说，本发明涉及能够容易地热塑性加工的
树脂与镁（
合金）的复合材料以及使用该复 合材料的塑性加工品。
背景技术
[0002] 已知，镁板或者镁合金板在比强度、热扩散性等方面具有良好的特性，但是在对其 进行成形加工时，难以进行塑性加工，特别是难以在低温（室温）下进行塑性加工。因此， 虽然镁（合金）板适合用于
笔记本电脑等
电子机器的壳体等，适合于要求具有轻质性、高刚 性、
电磁波屏蔽性、放热性等特性的产品，但是却存在难以进行深冲、翼肋或
轮毂等复杂形 状的成形等的高加工度成形；在制造复杂结构部位时，在塑性加工之后，必须进行塑性加工 以外的切削等加工、将多个部件接合起来等工序，加工成本高，生产率差。
[0003] 作为提高塑性加工性的方法，一般采用至少在加工的金属材料或成型中所使用的 金属模型二者中的一个上涂布
润滑剂，然后采用热塑性加工的方法，以及使氟化树脂薄板 介于金属材料和金属模型之间采用热塑性加工的方法。但是，在涂布润滑剂之后，如果进行 加热，会另外产生由于
温度的不同而在表面引起烧焦等情况的问题，因而难以在加工后将 润滑剂完全除去。此外，还存在如下问题：氟树脂薄板的表面能低、金属材料与金属模型难 以粘合、复杂形状的成形困难、以及并不适合要求高加工性的情况。此外，在所有的方法中， 都必须对加工后的金属材料进行用于表面保护的处理。
[0004] 针对能够在镁材料中进行高加工度的成型的这一目的而提出的使用润滑剂、并在 加工时插入树脂薄板的方法存在上述问题，因此，作为其他的解决方法，近年来提出将树脂 与金属一体复合成型以提高加工性的技术方案。例如，在特开2001-315162号
公报中，提出 了将在金属板上
覆盖热塑性树脂的复合物加压成型，通过模内成型在热塑性树脂层侧安装 翼肋与轮毂等的技术方案。
[0005] 此外，在特开平7-124995号公报中，提出了在金属部件上涂布耐热
橡胶系粘合 剂、或者涂布聚
氨酯系等热熔
粘合剂，对形成在该粘合剂层上的翼肋、轮毂的
位置上进行树 脂注射成型方法。
[0006] 上述各项技术存在如下问题：必须在每个目标部件中进行提高注射成型的热塑性 树脂与金属材料间的粘合性的处理，例如，在前者（特开2001-315162号公报）中，为了进 行必要的成型，必须进行塑性加工和模内成型这两个工序，而在后者（特开平7-124995号 公报）中，必须进行在规定的位置涂布粘合剂的工序、以及模内成型工序这两个工序，制造 工序复杂生产效率低下，且存在注射成型的热塑性树脂的材质的选择面狭窄等问题。
[0007] 此外，在使用适用于模内成型翼肋等耐热性低的树脂的情况下，在镁（合金）的塑 性加工中所必需的加热条件下难以保持均勻的涂膜，存在伴随着高温加热而不能适用于塑 性加工的问题。发明内容
[0008] 考虑到上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于热塑性加工的镁（合金）复 合材料，该复合材料即使在形成深冲、翼肋和轮毂等必需进行高加工度的情况下，也可以不 使用润滑剂等，并能够容易地进行利用热塑性加工的成型。此外，本发明的另外的目的还在 于提供一种可通过使用这样的复合材料并通
过热塑性加工得到的镁（合金）塑性加工产品O
[0009] 本发明者进行研究的结果发现：通过在镁（合金）板上形成耐热性树脂
薄膜，能够 解决上述问题，从而完成了本发明。
[0010] S卩，本发明的热塑性加工中所使用的复合材料的特征在于：在镁板或镁合金板的 至少一侧的表面上具有熔点或
热分解温度为150°C或以上的耐热性树脂所形成的
覆盖层。 [0011 ] 上述耐热性树脂优选为热硬化性树脂，其中，优选热硬化性的聚酰亚胺系树脂。
[0012] 从效果的观点出发，覆盖层的厚度范围优选为Iym〜250 μπι。
[0013] 此外，本发明的塑性加工品的特征在于：所述加工品通过在100〜350°C的加热条 件下对上述热塑性加工中所使用的复合材料进行塑性加工而形成的。
[0014] 另外，在本
说明书中，有时用“镁（合金）”来表示“镁或镁合金”。
[0015] 具有这样的耐热性树脂覆盖层的薄板状的复合材料在基于得到塑性加工品（成 型体）的目的下使用加热的金属模型进行塑性加工时，树脂覆盖层因介于金属材料和金属 模型之间而缓解从金属模型到金属板表面的直接应
力，同时和金属相比柔软的树脂覆盖层 起到了作为降低被加工物和金属模型之间的摩擦的润滑剂的作用，因此，在没有润滑剂和 树脂薄板的中介时，即使使用难以加工的镁（合金）板的情况下，也能够容易得到复杂的形 状的塑性加工品。
[0016] 基于这个目的而用于树脂覆盖层的树脂必须是具有良好耐热性的树脂。即，重要 的是：树脂覆盖层即使在塑性加工时的加热条件下也不会发生熔融或热分解，并可以保持 覆盖层的形状。其中，所谓“即使在塑性加工时的加热条件下也不发生熔融或热分解”特性 是指，例如虽然树脂覆盖层本身也可以发生一定程度的
软化，但是考虑到形成流动状态并 在塑性加工时流失，通过热分解或
碳化而丧失树脂覆盖层的功能，不能得到本发明的效果， 所以至少要求使用熔点或热分解温度为150°C或以上的耐热性树脂。作为耐热性树脂，进一 步优选使用熔点或热分解温度为250°C或以上的耐热性树脂。通过有这样的树脂覆盖层，在 不使用润滑剂时也能够进行热塑性加工，因而不必进行通常在加工后实施的
脱脂、洗涤等 除去润滑剂的工序。
[0017] 再有，虽然可以将该树脂层设置在至少一个面上，但优选设置在两个面上。特别优 选在使用具有复杂的凹凸形状的金属模型进行高加工度的热塑性加工的情况下，通过在两 个面上设置树脂覆盖层，在两个面中在与金属模型的
接触面上实现本发明的效果。
[0018] 此外，由于使用本发明的复合材料加工的塑性加工品在塑性加工结束后也会在表 面存在树脂覆盖层，因而还具有无需进行通常在塑性加工之后实施的用于防止表面
氧化或 损伤的
表面处理的优点。
[0019] 通过本发明，可以提供一种树脂和镁（合金）的复合材料，所述复合材料即使在深 冲、翼肋或轮毂的形成等需要复杂形状或高加工度的情况下，也无需使用润滑剂，能够容易 地通过热塑性加工进行成型。此外，通过使用本发明的复合材料，能够容易地得到复杂形状的镁（合金）的热塑性加工品，并且能够省略加工后的表面处理。
附图说明
[0020] 图1为在镁合金板表面上形成由聚酰亚胺系树脂所组成的树脂覆盖层的本发明 的复合材料的一种形态的示意性剖面图。
[0021] 图2为本发明
实施例1所形成的圆顶状的塑性加工品的示意性剖面图。 具体实施方式
[0022] 下面通过列举具体例子对本发明进行详细的说明。
[0023] 图1为在厚度为0. Imm的镁合金板12的两个面上形成由聚酰亚胺系树脂所组成 的厚度为IOym的树脂覆盖层14的本发明的复合材料10的一种形态的示意性剖面图。为 了在镁（合金）板上覆盖树脂覆盖层，可以适用公知的方法，具体可以列举出通过在镁（合 金）板表面上涂布树脂材料形成薄膜的涂布方法，以及预先形成以树脂为主成分的薄膜， 然后
层压该薄膜的
层压法等代表性的方法。
[0024] 下面依次对本发明的复合材料的结构和制造方法进行说明。
[0025] 首先，将镁（合金）制成薄板状作为
基板。该薄板的厚度可以根据成型品的特性 来适当地选择，但是从塑性加工的加工性的观点出发，优选为0. 03mm〜5. Omm的范围。
[0026] 通过常规方法对薄板状的基板进行洗涤、脱脂，除去表面的污垢和油分。然后，为 了提高所形成的树脂覆盖层和基板的粘合性，例如，也可以在基板表面实施涂布粘合性增 强剂、表面粗化处理等前处理。
[0027] 另外，虽然在本形态中，下面是对使用薄板状的基板作为塑性加工材料的情况进 行的说明，但是，被加工材料并不限于此，也可以适合用将线状镁（合金）基材制成线圈状等的塑性加工。
[0028] 在通过涂布法在基材表面上形成树脂覆盖层的情况下，可以采用通过常规方法在 基板表面涂布加热熔融的树脂，然后冷却至室温形成树脂覆盖层的加热熔融法；或者，通过 对分散或溶解于适当的
溶剂中的树脂溶液（分散液）进行干燥以除去溶剂，形成树脂覆盖 层的溶液涂布法等方法。
[0029] 作为涂布液体状态的树脂组合物的情况下的涂布方法，可以使用各种方法。例如， 可以列举出
喷涂、
浸涂、刮棒涂布、辊式涂布、帘式淋涂、气刀涂布、刮刀涂布等。
[0030] 在本发明中，从效果方面考虑，优选设置薄而均勻的树脂覆盖层，基于该目的，其 中优选刮棒涂布、辊式涂布、刮刀涂布。
[0031] 另一方面，在树脂以粉末状组合物的形式用于基材表面的情况下，可以通过静电 粉末
涂装等进行涂布后，然后使用烘箱等
烘烤并进行制膜。
[0032] 此外，也适合通过
电沉积涂装进行制膜。
[0033] 在通过层压法形成耐热树脂层的情况下，通过层压树脂薄膜与基板粘合形成树脂 覆盖层，这时，也可以根据需要在基材表面涂布粘合剂。层压中所使用的树脂薄膜可以通 过符合所使用的树脂特性的公知方法进行制膜，使得其适合所形成的树脂覆盖层厚度。在 基板上层压以得到的树脂薄膜的工序中，为了提高树脂覆盖层的粘合性，优选进行加热、压 接。可以根据树脂的特性适当地选择加热温度。加热、压接通常是通过将基板和树脂薄膜进行层压，并且是通过在至少一面中具有加热手段的加压辊来进行的。
[0034] 可以根据成型体的特性、基板的厚度、加工形状、所使用的树脂的种类等来适当地 选择树脂覆盖层的厚度。另外，通过薄而且均勻地形成树脂覆盖层，塑性加工时的金属板的 断裂得到抑制，塑性加工变得容易，此外，还具有加工后镁（合金）所具有的金属光泽和接 触感（手感）等质感和振动特性等物性难以受到损害的优点，进而，如果考虑到提高加工性 等方面，优选树脂覆盖层的厚度约为1 μ m〜250 μ m。
[0035] 树脂覆盖层可以设置在镁（合金）的至少一个面上，但优选设置在基板的两个面 上。由于镁合金容易被氧化，因此在加工前保存时或加工后，都必须采取各种表面保护的措 施，在本发明的这种在表面存在树脂覆盖层的情况下，基板表面不直接与空气（氧气）接 触，不必担心被氧化，因而不必对操作的气氛进行控制，也具有进一步提高操作性的优点。
[0036] 在本发明中，作为形成耐热性树脂覆盖层的树脂，即使在塑性加工时的处理温度 条件下也必须能够保持作为树脂覆盖层的形状，因此，具体来说，必须使用熔点或热分解温 度为150°C或以上的耐热性树脂，但是，在该条件下，其表面也可以软化。
[0037] 另外，只要耐热性树脂的熔点或热分解温度为150°C或以上，则既可以是热塑性树 脂，也可以是热硬化性树脂。其中，优选在常温下形成液体状态，能够通过加
热容易地形成 薄而均勻的薄膜。从即使通过塑性加工的加热，薄膜特性也难以发生变化的观点出发，优选 使用热硬化性树脂。
[0038] 下面，列举本发明中适合形成耐热性树脂覆盖层的树脂的具体实例，但是本发明 并不限于这些具体实例。
[0039] 作为热硬化性树脂，可以列举出
环氧树脂、
硅酮树脂、聚酰亚胺系树脂等。
[0040] 特别是有镁（合金）容易被表面氧化，并在加热加工时的氧化部位有时会断裂，在 加工后除去表面氧化层可能会导致这一区域的强度降低等忧虑，因而，优选通过具有以下 特性的树脂覆盖层对金属表面进行保护：即使在塑性加工时的加热条件下也难以被损伤、 具有充分硬度和拉伸性。从这一观点出发，优选使用具有良好的自我润滑性的聚酰亚胺系 树脂。聚酰亚胺系树脂具有能够产生镁（合金）板表面的金属光泽的透明性，并且还具有 即使燃烧也难以产生二噁英等有害物质的优点。[0041 ] 其中，优选通过在分子内导入环状结构得到热分解温度超过300 V的聚酰亚胺系 树脂，并优选使用通过在内酯化合物和
碱所构成的酸催化剂存在下，缩聚四
羧酸二酸酐与 芳族二胺得到的嵌段共聚聚酰亚胺等。
[0042] 此外，热塑性树脂只要是通常用作工程塑料的耐热性树脂就可以用于本发明中。 具体来说，可以列举出聚酰亚胺系树脂、聚苯硫醚系树脂、聚醚酮系树脂、聚醚酰亚胺系树 脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、氟化树脂等。
[0043] 可以根据需要从这些树脂选择构成本发明的树脂覆盖层的树脂。这些树脂可以使 用1种，也可以将2种以上并用。进而，也可以使用添加了耐热性增强剂等的树脂，也可以 使用通过添加交联剂提高树脂的交联
密度以提高耐热性的树脂。
[0044] 上述得到的本发明的复合材料是通过实施塑性加工形成成型品（塑性加工品） 的。在塑性加工工序中，可以使上述复合材料的具有树脂覆盖层的面与金属模型接触，一边 将金属模型加热到100°C〜350°C，一边进行金属加压成型，得到目标镁（合金）板的塑性 加工品。这样得到的塑性加工品的镁（合金）板的塑性加工性得到改善，因此，也可以通过6利用热塑性加工来进行深冲加工和翼肋及轮毂等具有细微部件的部分的一体成型。
[0045] 实施例
[0046] 下面，通过列举实施例来说明本发明，但是本发明并不限于这些实施例。
[0047](实施例1)
[0048] 对厚度为0. Imm的镁合金板（AZ31)的表面进行脱脂、
酸洗处理之后，通过涂布法 在表面涂布聚酰亚胺系树脂（重均分子量：70，000，热分解温度：420°C )之后，在250°C下 加热30分钟使其硬化，在镁合金板12的两个面上形成厚度为10 μ m的聚酰亚胺树脂覆盖 层14，得到如图1所示的复合材料10。
[0049] 使用加热到300°C的金属模型对该复合材料进行加压成型，形成如图2所示的直 径30mm、高15mm的扬声器振动板用圆顶状加工品。
[0050] 通过目视观测成型后的加工品的外观，无裂缝，未发现由于塑性加工所导致的外 观的劣化，由此可知显示出良好的塑性加工性。
[0051](比较例1)
[0052] 除了将树脂覆盖层中所使用的树脂改为聚酯树脂（重均分子量：40，000，熔点： IOO0C )之外，其它与实施例1相同，得到由通过在镁合金板的两个面上形成的聚酯树脂覆 盖层所构成的复合材料。
[0053] 采用和实施例1相同的方法对该复合材料进行塑性加工。
[0054] 通过目视观测成型后的加工品的外观，可以发现树脂覆盖层的熔融或部分剥离，镁合金表面氧化。
