非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法及制品的制作方法
【專利摘要】非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法及制品，該方法是在非金屬構(gòu)件外圍布置兩塊或兩塊以上的非晶合金構(gòu)件，對(duì)非晶合金構(gòu)件加熱，并對(duì)非晶合金構(gòu)件施以壓力，使相鄰非晶合金構(gòu)件相對(duì)應(yīng)或相接觸的部分融合在一起，對(duì)非晶合金構(gòu)件的加熱溫度介于非晶合金構(gòu)件的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度之間。本發(fā)明利用非晶合金在過冷液相區(qū)中具有超塑性的特性，在過冷液相區(qū)的溫度下，即在該非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度之間，通過加壓使非晶合金軟化變形從而將預(yù)置的非金屬材料包裹或以其他方式結(jié)合在一起，結(jié)合性能穩(wěn)定，并且，該方法對(duì)設(shè)備及工藝的要求度不高，成本較低，所獲得的產(chǎn)品后續(xù)不需要進(jìn)行復(fù)雜的加工處理即可達(dá)到使用要求，適合批量生產(chǎn)。
【專利說明】非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法及制品

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬與非金屬構(gòu)件加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法，同時(shí)還涉及一種非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合形成的構(gòu)件。

【背景技術(shù)】
[0002]非晶合金具有尚強(qiáng)度，尚耐磨及尚耐腐蝕性，因此，在尚端3C廣品上應(yīng)用具有很大潛力。同時(shí)考慮到3C產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)需求，需要將非金屬材料與非經(jīng)合金結(jié)合，例如，考慮到手機(jī)信號(hào)傳輸?shù)膯栴}，手機(jī)的金屬邊框與非金屬后蓋之間的結(jié)合，目前，非晶合金與非金屬的結(jié)合方法和結(jié)合力是業(yè)內(nèi)亟待解決的問題。
[0003]常規(guī)的結(jié)合方法主要有焊接和粘接兩種。然而，在采用焊接方式是非晶合金與非金屬材料結(jié)合時(shí)，產(chǎn)生的熱效應(yīng)容易使非晶合金晶化，焊縫嚴(yán)重脆化。使用粘接方法時(shí)，不僅要求兩種材料表面具有一定的粗糙度和清潔度，同時(shí)還需依賴中間的界面材料粘膠。粘接雖然可以實(shí)現(xiàn)兩種材料的連接，但目前仍有以下缺點(diǎn):如粘接強(qiáng)度不高、產(chǎn)品工作溫度受膠粘劑性能限制、在環(huán)境光、熱、濕氣等因素下，膠粘劑會(huì)產(chǎn)生老化斷裂等現(xiàn)象。
[0004]后續(xù)的研發(fā)中，有部分方法采用預(yù)置非金屬材料于模具中，將液態(tài)的非晶合金原材料以注塑等方式填充于非金屬材料周圍后冷卻成型，以實(shí)現(xiàn)兩者的結(jié)合，如申請(qǐng)?zhí)枮?00880105518.4的中國(guó)專利文獻(xiàn)中公開所記載。該方法的缺點(diǎn)在于1.對(duì)非金屬材料的熔點(diǎn)有較高要求；2.液態(tài)下的非晶合金原材料流動(dòng)性較強(qiáng)，對(duì)模具的要求較高，否則容易出現(xiàn)大量披風(fēng)，增加后續(xù)處理的工作量；3.對(duì)冷卻系統(tǒng)的要求較高，如冷卻不夠，則出現(xiàn)非晶比例降低的情況，降低產(chǎn)品強(qiáng)度。
[0005]目前相對(duì)成熟的方法為將非金屬材料預(yù)制一定結(jié)構(gòu)之后，將非晶合金采用熱壓成型的方式將非金屬材料固定在其中。該方法的缺點(diǎn)在于對(duì)非金屬材料的預(yù)加工形狀有較高要求。由于采用熱壓成型后的非晶合金來填充或包圍非金屬預(yù)制的結(jié)構(gòu)，需要將非金屬預(yù)制成可被非晶合金包圍或填充的結(jié)構(gòu)，為了獲得穩(wěn)定的結(jié)合效果，使非晶合金與非金屬充分接觸，該結(jié)構(gòu)的維度應(yīng)在非金屬厚度方向的三分之一左右。而目前應(yīng)用最廣的3C電子領(lǐng)域非金屬的厚度本身在0.2-0.8mm左右，在這個(gè)尺寸范圍內(nèi)加工出該結(jié)構(gòu)本身就具有加工工藝要求高，加工成本高和失效風(fēng)險(xiǎn)高等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法，用以提高非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的穩(wěn)定性、降低對(duì)設(shè)備及工藝的要求度、減少加工成本。
[0007]本發(fā)明的目的之二在于，提供一種非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的制品。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的一，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法，在非金屬構(gòu)件外圍布置兩塊或兩塊以上的非晶合金構(gòu)件，對(duì)非晶合金構(gòu)件加熱，并對(duì)非晶合金構(gòu)件施以壓力，使相鄰非晶合金構(gòu)件相對(duì)應(yīng)或相接觸的部分融合在一起，對(duì)非晶合金構(gòu)件的加熱溫度介于非晶合金構(gòu)件的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度之間。
[0010]非晶合金構(gòu)件的材質(zhì)為銅基非晶合金或鋯基非晶合金或鋁基非晶合金或鐵基非晶合金或鈦基非晶合金。
[0011]采用兩種不同的非晶合金構(gòu)件時(shí)，對(duì)非晶合金構(gòu)件的加熱溫度介于非晶合金構(gòu)件的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度相對(duì)較低的非晶合金構(gòu)件的晶化溫度之間。
[0012]非金屬構(gòu)件的材質(zhì)為陶瓷或橡膠或玻璃或塑料或聚合物。
[0013]非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的面上設(shè)置有包括臺(tái)階、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一種結(jié)構(gòu)的預(yù)制造型，非金屬構(gòu)件上設(shè)置有與該預(yù)制造型相匹配的構(gòu)造。
[0014]非金屬構(gòu)件與非晶合金構(gòu)件結(jié)合的面上設(shè)置有包括臺(tái)階、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一種結(jié)構(gòu)的預(yù)制造型，非晶合金構(gòu)件上設(shè)置有與該預(yù)制造型相匹配的構(gòu)造。
[0015]為實(shí)現(xiàn)上述目的二，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0016]非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的制品，包括，
[0017]非金屬構(gòu)件；
[0018]布置于非金屬構(gòu)件外圍的兩塊或兩塊以上的非晶合金構(gòu)件；
[0019]相鄰非晶合金構(gòu)件相對(duì)應(yīng)或相接觸的部分采用加熱并施以壓力的方式結(jié)合在一起，對(duì)非晶合金構(gòu)件的加熱溫度介于非晶合金構(gòu)件的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度之間。
[0020]非晶合金構(gòu)件為為銅基非晶合金構(gòu)件、或鋯基非晶合金構(gòu)件或鋁基非晶合金構(gòu)件或鐵基非晶合金構(gòu)件或鈦基非晶合金構(gòu)件。
[0021]非金屬構(gòu)件的材質(zhì)為陶瓷或橡膠或玻璃或塑料或聚合物。
[0022]非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的面上設(shè)置有包括臺(tái)階、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一種結(jié)構(gòu)的預(yù)制造型，非金屬構(gòu)件上設(shè)置有與該預(yù)制造型相匹配的構(gòu)造。
[0023]非金屬構(gòu)件與非晶合金構(gòu)件結(jié)合的面上設(shè)置有包括臺(tái)階、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一種結(jié)構(gòu)的預(yù)制造型，非晶合金構(gòu)件上設(shè)置有與該預(yù)制造型相匹配的構(gòu)造。
[0024]該制品用于形成電子產(chǎn)品屏幕面板與邊框的總成或電子產(chǎn)品帶邊框的后蓋。
[0025]本發(fā)明的有益效果在于:
[0026]本發(fā)明利用非晶合金在過冷液相區(qū)中具有超塑性的特性，在過冷液相區(qū)的溫度下，即在該非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度之間，通過加壓使非晶合金軟化變形從而將預(yù)置的非金屬材料包裹或以其他方式結(jié)合在一起，結(jié)合性能穩(wěn)定，并且，該方法對(duì)設(shè)備及工藝的要求度不高，成本較低，所獲得的產(chǎn)品后續(xù)不需要進(jìn)行復(fù)雜的加工處理即可達(dá)到使用要求，適合批量生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的制品；
[0028]圖2為本發(fā)明制品的一種【具體實(shí)施方式】；
[0029]圖3為本發(fā)明制品的另一種實(shí)施方式。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0031]如圖1所示，為本發(fā)明的一種非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的制品，其包括一塊非金屬構(gòu)件20和兩塊非晶合金構(gòu)件10，兩塊非晶合金構(gòu)件10布置在非金屬構(gòu)件20的外圍，兩非晶合金構(gòu)件10具有兩個(gè)相互貼合的端面，兩非晶合金構(gòu)件10相貼合的端面處采用加熱的方式，使兩非晶合金構(gòu)件10貼合的部分融合在一起，具體的做法是，在非金屬合金20的外圍布置兩塊上述的非晶合金構(gòu)件10，兩非晶合金構(gòu)件10將非金屬構(gòu)件20包容在其二者圍成的空間內(nèi)部，對(duì)非晶合金構(gòu)件10加熱，同時(shí)對(duì)非晶合金構(gòu)件10施以壓力，使兩塊非晶合金構(gòu)件10具有相靠近以?shī)A緊非金屬構(gòu)件20的趨勢(shì)，用以消除非晶合金構(gòu)件10與非金屬構(gòu)件20之間的間隙，在加熱的過程中，使兩非晶合金構(gòu)件10相接觸的部分融合在一起，上述對(duì)非晶合金構(gòu)件10加熱的溫度介于非晶合金構(gòu)件10的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度之間，用以確保非晶合金構(gòu)件10在整個(gè)過程中處于非晶狀態(tài)。
[0032]在加工時(shí)，為了充分消除結(jié)合后非晶合金構(gòu)件10與非金屬構(gòu)件20的縫隙，在加熱前，可以在兩非晶合金構(gòu)件10向?qū)?yīng)的部分預(yù)留一個(gè)較小的間隙，只要確保非晶合金構(gòu)件10加熱膨脹后能夠貼合即可，如此，在兩非晶合金構(gòu)件10融合后始終保持對(duì)非金屬構(gòu)件20的擠壓力，從而消除上述的縫隙，同時(shí)，提高結(jié)合力。
[0033]本發(fā)明中，在非金屬構(gòu)件20外部布置的非晶合金構(gòu)件10不僅限于上述的兩塊，還可以是在非金屬構(gòu)件20的外部布置兩塊以上的非晶合金構(gòu)件10，只要確保該兩塊以上的非晶合金構(gòu)件10在非金屬構(gòu)件20的外部形成連續(xù)的結(jié)構(gòu)即可。
[0034]本發(fā)明中，非晶合金構(gòu)件的材質(zhì)為銅基非晶合金或鋯基非晶合金或鋁基非晶合金或鐵基非晶合金或鈦基非晶合金，非金屬構(gòu)件的材質(zhì)為陶瓷或橡膠或玻璃或塑料或聚合物。
[0035]當(dāng)采用兩種不同的非晶合金構(gòu)件進(jìn)行融合成型時(shí)，對(duì)非晶合金構(gòu)件的加熱溫度介于非晶合金構(gòu)件的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度相對(duì)較低的非晶合金構(gòu)件的晶化溫度之間，用以避免在加工過程中非晶合金構(gòu)件晶化而影響最終的結(jié)合效果。
[0036]在實(shí)際工藝中，施加壓力的大小根據(jù)不同非晶合金構(gòu)件而設(shè)定，不同非晶合金，施加壓力也可以不同，只要可以使其與非金屬材料充分接觸即可。如需要在兩非晶合金相對(duì)應(yīng)的結(jié)合部分預(yù)留間隙，該間隙的預(yù)留量可以根據(jù)非晶合金構(gòu)件的膨脹率、非金屬構(gòu)件的膨脹率以及構(gòu)件尺寸來計(jì)算，精確的計(jì)算結(jié)果能夠確保非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件無縫結(jié)合，同時(shí)還能夠確保非晶合金構(gòu)件相對(duì)應(yīng)部分融合后平整光滑，以減少后續(xù)處理工序，甚至無需后續(xù)處理工序。
[0037]利用本發(fā)明的上述方法加工成型電子產(chǎn)品(如手機(jī))帶有邊框的后蓋時(shí)，可選用陶瓷作為上述非金屬構(gòu)件以形成電子產(chǎn)品的后蓋，選用鋁基非晶合金作為上述非晶合金構(gòu)件以形成電子產(chǎn)品的邊框，將兩段鋁基非晶合金構(gòu)件圍繞在陶瓷板的周緣，使該兩段鋁基非晶合金構(gòu)件在陶瓷板的周緣圍設(shè)形成連續(xù)的結(jié)構(gòu)，對(duì)鋁基非晶合金構(gòu)件加熱，加熱溫度保持在其玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度之間，保持該加熱溫度的同時(shí)，利用夾具在鋁基非晶合金構(gòu)件的外側(cè)施以壓力，使鋁基非晶合金構(gòu)件充分的靠攏陶瓷板，兩鋁基非晶合金構(gòu)件在其二者向?qū)?yīng)的部分形成接觸并融合在一起，冷卻后，形成電子產(chǎn)品帶金屬邊框的后蓋，由于陶瓷具有能夠使通訊信號(hào)穿透的特性，而金屬邊框能夠確保電子產(chǎn)品周緣具有較高的強(qiáng)度，從而使該種金屬和作為非金屬的陶瓷無縫結(jié)合形成的制品在電子產(chǎn)品領(lǐng)域有較為廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)然，在于電子產(chǎn)品來說，采用本發(fā)明的上述方法還可以是將金屬邊框與電子產(chǎn)品的玻璃面板無縫結(jié)合，形成電子產(chǎn)品屏幕面板與邊框的總成，從而簡(jiǎn)化電子產(chǎn)品裝配工藝。
[0038]在將非晶合金構(gòu)件和非金屬構(gòu)件結(jié)合時(shí)，可以在非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的面上設(shè)置預(yù)制造型，在非金屬構(gòu)件上設(shè)置與該預(yù)制造型相匹配的構(gòu)造，例如，可以是如圖2所示的，在非晶合金構(gòu)件30上設(shè)置凸起，在非金屬構(gòu)件40上設(shè)置與該凸起向匹配的凹位，在布置非晶合金構(gòu)件30時(shí)，將凸起置于凹位內(nèi)，使非晶合金構(gòu)件30和非金屬構(gòu)件40之間具有預(yù)設(shè)榫接結(jié)構(gòu)，從而在非晶合金構(gòu)件30和非金屬構(gòu)件40結(jié)合后，進(jìn)一步增大了其二者的結(jié)合力；非晶合金構(gòu)件30上的預(yù)制造型以及非金屬構(gòu)件40上與之匹配的構(gòu)造還可以是如圖3所示的孔洞和凸柱。當(dāng)然，該預(yù)制結(jié)構(gòu)還可以是臺(tái)階、凹坑、凹槽等，總之只要在非晶合金構(gòu)件30和非金屬構(gòu)件40之間形成榫接結(jié)構(gòu)即可。當(dāng)然，也可以是在非金屬構(gòu)件40上設(shè)置上述預(yù)制造型，在非晶合金構(gòu)件30上設(shè)置與預(yù)制結(jié)構(gòu)相匹配的預(yù)制構(gòu)造。
[0039]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法，其特征在于，在非金屬構(gòu)件外圍布置兩塊或兩塊以上的非晶合金構(gòu)件，對(duì)非晶合金構(gòu)件加熱，并對(duì)非晶合金構(gòu)件施以壓力，使相鄰非晶合金構(gòu)件相對(duì)應(yīng)或相接觸的部分融合在一起，對(duì)非晶合金構(gòu)件的加熱溫度介于非晶合金構(gòu)件的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度之間。
2.如權(quán)利要求1所述的非晶合金與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法，其特征在于，非晶合金構(gòu)件的材質(zhì)為銅基非晶合金或鋯基非晶合金或鋁基非晶合金或鐵基非晶合金或鈦基非晶合金。
3.如權(quán)利要求1所述的非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法，其特征在于，采用兩種不同的非晶合金構(gòu)件時(shí)，對(duì)非晶合金構(gòu)件的加熱溫度介于非晶合金構(gòu)件的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度相對(duì)較低的非晶合金構(gòu)件的晶化溫度之間。
4.如權(quán)利要求1所述的非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法，其特征在于，非金屬構(gòu)件的材質(zhì)為陶瓷或橡膠或玻璃或塑料或聚合物。
5.如權(quán)利要求1所述的非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法，其特征在于，非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的面上設(shè)置有包括臺(tái)階、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一種結(jié)構(gòu)的預(yù)制造型，非金屬構(gòu)件上設(shè)置有與該預(yù)制造型相匹配的構(gòu)造。
6.如權(quán)利要求1所述的非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的方法，其特征在于，非金屬構(gòu)件與非晶合金構(gòu)件結(jié)合的面上設(shè)置有包括臺(tái)階、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一種結(jié)構(gòu)的預(yù)制造型，非晶合金構(gòu)件上設(shè)置有與該預(yù)制造型相匹配的構(gòu)造。
7.非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的制品，其特征在于，包括， 非金屬構(gòu)件； 布置于非金屬構(gòu)件外圍的兩塊或兩塊以上的非晶合金構(gòu)件； 相鄰非晶合金構(gòu)件相對(duì)應(yīng)或相接觸的部分采用加熱并施以壓力的方式結(jié)合在一起，對(duì)非晶合金構(gòu)件的加熱溫度介于非晶合金構(gòu)件的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和晶化溫度之間。
8.如權(quán)利要求7所述的非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的制品，其特征在于，非晶合金構(gòu)件為為銅基非晶合金構(gòu)件或鋯基非晶合金構(gòu)件或鋁基非晶合金構(gòu)件或鐵基非晶合金構(gòu)件或鈦基非晶合金構(gòu)件。
9.如權(quán)利要求7所述的非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的制品，其特征在于，非金屬構(gòu)件的材質(zhì)為陶瓷或橡膠或玻璃或塑料或聚合物。
10.如權(quán)利要求7所述的非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的制品，其特征在于，非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的面上設(shè)置有包括臺(tái)階、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一種結(jié)構(gòu)的預(yù)制造型，非金屬構(gòu)件上設(shè)置有與該預(yù)制造型相匹配的構(gòu)造。
11.如權(quán)利要求7所述的非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的制品，其特征在于，非金屬構(gòu)件與非晶合金構(gòu)件結(jié)合的面上設(shè)置有包括臺(tái)階、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一種結(jié)構(gòu)的預(yù)制造型，非晶合金構(gòu)件上設(shè)置有與該預(yù)制造型相匹配的構(gòu)造。
12.如權(quán)利要求7所述的非晶合金構(gòu)件與非金屬構(gòu)件結(jié)合的制品，其特征在于，該制品用于形成電子產(chǎn)品屏幕面板與邊框的總成或電子產(chǎn)品帶邊框的后蓋。
【文檔編號(hào)】B23K33/00GK104439677SQ201410666011
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】李揚(yáng)德, 張海峰, 湯鐵裝, 李衛(wèi)榮, 付華萌 申請(qǐng)人:東莞宜安科技股份有限公司, 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所, 東莞市鎂安鎂業(yè)科技有限公司