[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，所述不锈钢基材的表层经固溶渗氮处理形成有渗氮层，所述渗氮层的厚度大于10nm，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。

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，或者简化制成的产品的结构，减少在产品上增加附加部件。

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，所述不锈钢基材的表层经固溶渗氮处理形成有渗氮层，所述渗氮层的厚度大于10nm，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，所述固溶渗氮处理的温度范围为100-1100摄氏度，渗氮氛围包括氮气和氨气中的至少一种。

优选地，所述渗氮层的厚度10-1000nm。

可选地，所述蜂窝状细孔的平均孔径范围为10nm-6μm，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10nm-8μm。

可选地，所述塑料材料包括热塑性树脂和填充材料，所述填充材料在所述塑料材料中的质量百分比为5-40％，所述填充材料包括尼龙纤维、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。

优选地，所述热塑性树脂至少包括聚苯硫醚树脂、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。

本发明还提供了一种不锈钢和塑料的结合件的加工方法，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固溶渗氮处理，在所述不锈钢基材的表面形成渗氮层，所述渗氮层的厚度大于10nm，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件。

可选地，所述渗氮处理的温度范围为100-1100摄氏度，渗氮氛围至少包括氮气和氨气中一种。

可选地，在进行固溶渗氮处理之前，将不锈钢基材置于体积分数10-30％的酸洗溶液中清洗。

可选地，在完成固溶渗氮处理后，将不锈钢基材置于保护性气体中快速冷却。

可选地，在固溶渗氮处理之后，对不锈钢基材进行润孔处理，将不锈钢基材浸入润孔剂中，之后取出干燥，所述润孔剂包括：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。