基于金属-树脂一体化成型制品结合强度的研究
金属-树脂一体化成型技术也叫纳米成型技术，是一种新型的异种材料之间的结合技术。利用独特的表面处理技术，在金属表面腐蚀出一系列形状各异、大小不一的微纳米孔洞，在注塑成型的过程中，将熔融的树脂填充到金属表面的微纳米孔洞中，实现金属-树脂的一体化成型。金属-树脂一体化成型制品由于其价格竞争性强、高性能、轻量化等一系列特点，在飞机、车辆制造、家电制品、医用器械、IT设备、3C制品上应用较多。本文利用碱处理液、酸处理液及接触处理液对金属表面分别进行处理，通过对表面处理工艺和注塑成型工艺参数进行改进和优化，对金属表面的凹孔面积、深度及金属与树脂的结合强度进行了定量分析，利用模流分析软件Moldex3D建立了制品的有限元模型并分析了填料比例、模具温度、浇口位置对注塑过程的影响。主要工作如下: 1、设计金属-树脂一体化成型模具; 2、通过改变金属表面处理液的浓度、浸渍时间、处理液温度、引入超声波等一系列参数与措施，对金属表面进行处理，观察金属表面的SEM图，利用ImagePro-plus分析金属表面SEM图中的平均微孔面积和平均微孔深度，将铝板放入模内进行注射成型，利用拉伸机测量制品所能承受的最大剪切力，结果表明:(1)随着处理液浓度的增加，微孔平均面积和微孔平均深度、铝板表面粗糙度、制品结合强度均呈现先增大后缓慢减小的趋势;(2)当处理液浓度相同时，随着浸渍时间的增加，微孔平均面积和微孔平均深度、铝板表面粗糙度均逐渐增大;(3)表面处理工艺的评价标准:当微孔平均面积大于9.96μm2，或平均深度大于51.26，金属与塑料才有可能形成可靠连接;常温下处理液最佳浓度为5％-7％。(4)并分析了引入超声波振动和改变处理液温度对制品结合强度的影响; 3、研究了注射过程中注射压力和模具温度对制品结合强度的影响; 4、利用Moldex3D模流分析软件，分析了不同填料比例、不同模具温度、不同进浇口位置下树脂材料的充模、保压、冷却、翘曲等行为，找到了最佳注射工艺和最佳流道设计。
金属腐蚀;表面处理;注塑成型;树脂;结合强度
北京化工大学
硕士
机械工程
张有忱
2018
中文
TG174
98
2018-09-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）