[发明专利]不锈钢和塑料的结合件及其加工方法

说明书

本发明公开了一种不锈钢和塑料的结合件及其加工方法。该不锈钢和塑料的结合件包括不锈钢基材，所述不锈钢基材的表面上形成有蜂窝状细孔，经过电化学钝化处理，所述蜂窝状细孔的表面上形成有氧化膜，所述电化学钝化处理的处理条件为0.5‑6V的电压，钝化时间为1‑30分钟，所述氧化膜至少包括铁氧化物、铬氧化物或镍氧化物中的两种，所述不锈钢基材上注塑成型有塑料材料，所述塑料材料嵌入所述蜂窝状细孔中。本发明的一个技术效果为所述氧化膜具有良好的隔热效果，提高不锈钢基材和塑料材料之间的结合作用力。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体地，涉及一种不锈钢和塑料的结合件及其加工方法。

背景技术

随着材料技术的逐渐发展，越来越多的产品采用金属和塑料复合的形式构成产品结构。这种结构设计可以实现丰富的功能效果。例如，在需要产品的外观呈现金属特征而内部结构需要降低重量、节省材料成本的情况下，就可以采用金属与塑料复合的设计。

金属与塑料的传统复合方式包括粘接剂粘合、卡扣卡合或者铆钉连接等方式。但是，传统的复合方式存在复合可靠性低、需增加固定连接的机构等缺陷。随着技术的发展，现有技术中还出现了将塑料注塑在金属表面的复合方式。在进行塑料的注塑加工时，以金属材料作为基材，将塑料直接注塑成型在金属材料上。但是，金属和塑料之间的结合作用力有限，两者之间存在脱落的风险，复合可靠性难以提高。

另一方面，为了使塑料能够注塑固定在金属上，往往需要对金属进行化学处理，化学处理所使用的物料对人体有危害、污染环境，且成本较高。

因此，有必要对金属与塑料材料的复合工艺进行改进，提高材料复合的结构可靠性，或者减小加工物料对人体的危害。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种不锈钢和塑料复合的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种不锈钢和塑料的结合件，所述结合件包括不锈钢基材，所述不锈钢基材的表面上形成有蜂窝状细孔，经过电化学钝化处理，所述蜂窝状细孔的表面上形成有氧化膜，所述电化学钝化处理的处理条件为0.5-6V的电压，钝化时间为1-30分钟，所述氧化膜至少包括铁氧化物、铬氧化物或镍氧化物中的两种，所述不锈钢基材上注塑成型有塑料材料，所述塑料材料嵌入所述蜂窝状细孔中。

可选地，所述电化学钝化处理采用的溶液为硝酸、硫酸、亚硝酸、次氯酸、柠檬酸、磷酸、铬酸、高锰酸及其盐中的至少一种。

可选地，所述塑料材料由聚苯硫醚树脂、聚对苯二甲酸丁醇树脂、聚酰胺、聚碳酸酯和聚烯烃中的至少一种材料制成。

可选地，所述蜂窝状细孔的平均孔径范围为10-150nm，所述蜂窝状细孔从不锈钢基材的表面向内部延伸的平均深度范围为10-200nm，所述氧化膜的厚度范围为1-20nm。

可选地，所述氧化膜的表面吸附有润孔剂，所述润孔剂为对苯二甲酸、乙二胺四乙酸、对硝基苯磺酸、水溶性氨基酸、乙二胺、三乙醇胺、氨水、氯乙烷、环氧氯丙烷中的至少一种。

可选地，所述塑料材料中掺杂有填充材料，所述填充材料为尼龙纤维、碳纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、碳酸钙、碳酸镁、二氧化硅及黏土中的至少一种，所述填充材料在所述塑料材料中所占质量百分比的范围为5-40wt.％。

本发明还提供了一种不锈钢和塑料的结合体的加工方法，包括：提供不锈钢基材；在不锈钢基材的表面形成蜂窝状细孔；对所述不锈钢基材进行电化学钝化处理，在所述不锈钢基材的表面形成氧化膜，所述电化学钝化处理的处理条件为0.5-6V的电压，钝化时间为1-30分钟，所述氧化膜至少包括铁氧化物、铬氧化物或镍氧化物中的两种；在所述不锈钢基材的表面注塑塑料材料，使塑料材料的部分结构嵌在所述蜂窝状细孔中，形成不锈钢与塑料的一体化结合体。

可选地，所述电化学钝化处理采用的钝化液为体积分数5-30％的硝酸，所述电化学钝化处理采用0.6-3V的恒定电压。