經表面處理的鎳鈦合金基材和鎳鈦合金-樹脂復合體及其制備方法和電子產品外殼的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種儀鐵合金基材表面處理方法及由該方法制備的經表面處理的儀 鐵合金基材，本發明還設及一種儀鐵合金-樹脂復合體及其制備方法，本發明進一步設及 一種電子產品外殼。
【背景技術】
[0002] 在汽車、家用電器制品、工業機器等的零件制造領域中，需要金屬與樹脂一體化成 型技術。
[0003] 目前常用的將金屬和樹脂相結合的方法是膠粘劑法。該方法通過化學膠粘劑將金 屬與已成型樹脂結合在一起得到復合體。但是，由該方法得到的復合體中，金屬與樹脂的結 合力較差，且膠粘劑結合層不耐酸堿，影響復合體的使用場合。另外，由于膠粘劑結合層具 有一定的厚度，因而會影響最終產品的尺寸。
[0004] 針對膠粘劑法存在的上述不足，研究人員開發了多種用于將金屬與樹脂結合的方 法。 陽0化]CN102794863A公開了一種鐵或鐵合金與塑料的復合體及其制備方法，該方法對鐵 或鐵合金基材進行陽極氧化處理，在鐵或鐵合金基材表面形成納米多孔氧化膜，然后將經 陽極氧化處理的鐵或鐵合金基材置于注塑成型模具中，使注塑塑件與所述納米多孔膜相結 合，從而得到復合體。 陽006] CN102794864A公開了一種鐵或鐵合金與塑料的復合體及其制備方法，該方法包括 對鐵或鐵合金基材進行電化學陰極處理，在該鐵或鐵合金基材表面形成氨化鐵層；對形成 有氨化鐵層的鐵或鐵合金基材進行陽極氧化處理，在該鐵或鐵合金基材表面形成納米多孔 氧化膜；將經陽極氧化處理的鐵或鐵合金基材置于注塑成型模具中，使注塑塑件與納米多 孔膜相結合，從而得到復合體。
[0007] 但是，采用陽極氧化方式形成的陽極氧化膜中的孔為納米孔，孔桐較小，且陽極氧 化膜較薄，造成納米孔的深度不夠，導致最終得到的復合體中儀鐵合金基材與樹脂層之間 的結合力低，復合體的實用性不強。
[0008] CN101578170B公開了一種金屬和樹脂的復合體及其制造方法，該方法采用化學蝕 刻的方法對鐵合金基材進行表面處理，并向經表面處理的基材表面注射樹脂組合物，從而 得到復合體。其中，化學蝕刻劑可W為面酸、硫酸、高溫的憐酸水溶液、氨氣酸W及氣化氨 錠，優選為氣化氨錠。
【發明內容】
[0009] 本發明的發明人在實踐過程中發現，采用酸作為蝕刻劑對儀鐵合金基材表面進行 化學蝕刻后注塑樹脂形成的復合體中，儀鐵合金基材與樹脂之間的結合力較低，很難滿足 使用要求。
[0010] 本發明的目的在于克服采用現有方法制備的儀鐵合金-樹脂復合體中儀鐵合金 基材與樹脂之間的結合力不高，導致復合體結構穩定性差的技術問題，提供一種儀鐵合 金-樹脂復合體及其制備方法，該復合體中儀鐵合金基材與樹脂層之間的結合力高，樹脂 層不易脫落，具有較高的結構穩定性。
[0011] 根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種儀鐵合金基材表面處理方法，該方 法包括第一蝕刻步驟和第二蝕刻步驟：
[0012] 在第一蝕刻步驟中，將儀鐵合金基材浸泡于第一蝕刻液中，所述第一蝕刻液為鹽 酸；
[0013] 在第二蝕刻步驟中，將經第一蝕刻的儀鐵合金基材浸泡于第二蝕刻液中，得到經 表面處理的儀鐵合金基材，所述第二蝕刻液含有至少一種堿金屬氨氧化物。
[0014] 根據本發明的第二個方面，本發明提供了一種經表面處理的儀鐵合金基材，該儀 鐵合金基材的至少部分表面為采用本發明提供的表面處理方法進行蝕刻而形成的表面。
[0015] 根據本發明的第Ξ個方面，本發明提供了一種儀鐵合金-樹脂復合體，該復合體 包括儀鐵合金基材W及附著于所述儀鐵合金基材的至少部分表面上的樹脂層，附著有所述 樹脂層的基材表面分布有凹坑，所述樹脂層中的部分樹脂向下延伸并填充于所述凹坑中。
[0016] 根據本發明的第四個方面，本發明提供了一種儀鐵合金-樹脂復合體的制備方 法，該方法包括向本發明提供的經表面處理的儀鐵合金基材的蝕刻表面注入一種含樹脂的 組合物并使部分組合物填充于所述凹坑中，成型后形成樹脂層。
[0017] 根據本發明第五個方面，本發明提供了一種由根據本發明的第四個方面提供的方 法制備的儀鐵合金-樹脂復合體。
[0018] 根據本發明的第六個方面，本發明提供了一種電子產品外殼，該外殼包括金屬殼 本體W及附著于所述金屬殼本體的至少部分內表面和/或至少部分外表面的至少一個樹 脂件，所述金屬殼本體的材質為儀鐵合金，其中，附著有所述樹脂件的金屬殼本體表面分布 有凹坑，所述樹脂件中的部分樹脂向下延伸并填充于所述凹坑中。
[0019] 采用本發明的方法對儀鐵合金基材進行表面處理，并將得到的經表面處理的儀鐵 合金基材與樹脂一體化成型而得到的儀鐵合金-樹脂復合體中，樹脂層對儀鐵合金基材具 有較高的結合力，樹脂層不易從儀鐵合金基材表面脫落，因而本發明提供的儀鐵合金-樹 脂復合體具有較高的結構穩定性，能夠滿足多種使用場合的要求，適于用作各種電子產品 的外殼。采用本發明的方法對儀鐵合金進行表面處理能獲得上述技術效果的原因可能為：
[0020] (1)采用本發明的方法對儀鐵合金進行表面處理，能夠在儀鐵合金基材表面形成 密集分布且尺寸較為均一的凹坑，一方面不會對儀鐵合金基材產生破壞性腐蝕，得到的經 表面處理的儀鐵合金基材表面仍然較為致密，具有較高的強度，另一方面能將樹脂層錯定 在金屬基材中；
[0021] (2)采用本發明的方法對儀鐵合金進行表面處理，得到的經表面處理的儀鐵合 金表面具有較高的氧含量，運些氧元素并不完全W金屬氧化物的形式存在，其中的一部分 W氨氧根的形式存在，在與樹脂結合時能與樹脂發生相互作用，使得最終制備的儀鐵合 金-樹脂復合體中金屬基材與樹脂層之間具有更高的結合強度。
[0022] 本發明的表面處理方法中所使用的蝕刻劑的來源廣泛且價格低廉，同時所使用的 蝕刻劑的毒性不高，操作安全性好。因而，本發明的表面處理方法適于大規模使用。
【附圖說明】
[0023] 圖1為用于示意性地說明根據本發明的手機外殼的剖視圖，包括主視圖和俯視 圖；
[0024] 圖2為用于示意性地說明根據本發明的智能表外殼的剖視圖。 陽0巧]附圖標記說明
[0026] 1 :手機金屬殼本體 2 :樹脂層
[0027] 3:開口 4 :智能表金屬殼本體
[0028] 5:樹脂內襯層 6:信號元件開口
【具體實施方式】
[0029] 根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種儀鐵合金基材表面處理方法，該方 法包括第一蝕刻步驟和第二蝕刻步驟，
[0030] 在第一蝕刻步驟中，將儀鐵合金基材浸泡于第一蝕刻液中，所述第一蝕刻液為鹽 酸；
[0031] 在第二蝕刻步驟中，將經第一蝕刻的儀鐵合金基材浸泡于第二蝕刻液中，得到經 表面處理的儀鐵合金基材，所述第二蝕刻液含有至少一種堿金屬氨氧化物。
[0032] 根據本發明的方法，第一蝕刻步驟和第二蝕刻步驟的條件使得經表面處理的儀鐵 合金基材表面形成有凹坑。所述凹坑在基材表面為密集分布。所述凹坑的寬度各自可W為 lO-lOOOOOnm，優選各自為300-30000nm ;形成的凹坑的深度各自可W為10-5000nm，優選各 自為100-3000nm。本發明中凹坑的寬度"是指由凹坑位于基材表面的端口確定的輪廓線 上的兩個點之間的最大距離，"凹坑的深度"是指凹坑位于基材表面的端口至凹坑底部的垂 直距離。所述凹坑的寬度和深度可W采用電鏡法測定。
[0033] 根據本發明的方法，第一蝕刻步驟和第二蝕刻步驟的條件使得經表面處理的儀鐵 合金基材表層氧元素的含量為1-10重量％，運樣能夠明顯提高由該經表面處理的儀鐵合 金基材與樹脂形成的復合體中，金屬基材與樹脂層之間的結合強度。優選地，第一蝕刻步驟 和第二蝕刻步驟的條件使得經表面處理的儀鐵合金基材表層氧元素的含量為2-8重量％。 更優選地，第一蝕刻步驟和第二蝕刻步驟的條件使得經表面處理的儀鐵合金基材表層氧元 素的含量為2. 5-5重量％。進一步優選地，第一蝕刻步驟和第二蝕刻步驟的條件使得經表 面處理的儀鐵合金基材表層氧元素的含量為3-4重量％。可W采用能譜分析法測定儀鐵合 金基材表面的元素組成，并將氧元素占表層元素總量的百分比作為表層氧元素含量。 陽034] 所述第一蝕刻液為鹽酸，可W為濃度為1-30重量％的鹽酸。優選地，所述第一蝕 刻液為濃度為5-20重量％ (如5-15重量％ )的鹽酸，運樣最終得到的經表面處理的儀鐵 合金基材的蝕刻表面更為致密，同時也能獲得較高的蝕刻速度。
[0035] 所述第一蝕刻液的溶劑可W為常