本發(fā)明涉及納米注塑技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種在無磁不銹鋼基材表面形成納米孔洞的方法，及無磁不銹鋼與塑料納米化結(jié)合技術(shù)。
背景技術(shù)：
納米注塑技術(shù)，簡(jiǎn)稱NMT(Nano Molding Technology),是將金屬表面經(jīng)過納米化處理后，將塑膠直接射出成型在該金屬表面，從而讓金屬與塑膠一體成型，該技術(shù)有別于傳統(tǒng)的粘著技術(shù)，既提升了產(chǎn)品的金屬性能，又兼顧了金屬外觀的質(zhì)感，也可以簡(jiǎn)化產(chǎn)品機(jī)構(gòu)件設(shè)計(jì)，讓產(chǎn)品更輕，薄，短，小。NMT可以應(yīng)用于工業(yè)及消費(fèi)電子，移動(dòng)通訊，生物醫(yī)療，航空航天，汽車零部件，甚至軍工產(chǎn)品眾多領(lǐng)域，其材料性能主要表現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)力學(xué)強(qiáng)度，電磁訊號(hào)，物理組合，材料特殊功能等眾多方面。
目前，日本大成公司發(fā)明的T處理技術(shù)以及富士康發(fā)明的B處理技術(shù)，比亞迪發(fā)明的C處理技術(shù)均是可以實(shí)現(xiàn)各系鋁材(主要是5系5052，6系6061，6063，7系7001，7003等)與納米塑膠原料(PPS,PBT)的結(jié)合。銅，鎂合金等也實(shí)現(xiàn)了與塑料的結(jié)合。然而不銹鋼與塑膠的納米結(jié)合目前還沒成功。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種在無磁不銹鋼基材表面形成納米孔洞的方法及無磁不銹鋼與塑料納米化結(jié)合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在無磁不銹鋼基材表面形成均勻的納米級(jí)孔洞結(jié)構(gòu)，再經(jīng)過納米塑膠原料(PPS)注塑從而實(shí)現(xiàn)無磁不銹鋼與塑膠納米化結(jié)合，結(jié)合力強(qiáng)度達(dá)到200KGF/CM2以上。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種在無磁不銹鋼基材表面形成納米孔洞的方法，包括以下步驟：
1)將無磁不銹鋼基材鈦掛具；鈦掛具主要起導(dǎo)電、支撐和固定零件的作用，掛具和電極相連接，使電流較均勻地傳遞到零件上進(jìn)行電解；
2)除油：將步驟1)基材用中性脫脂劑進(jìn)行脫脂以除去基材表面油污，脫脂溫度為75-95℃，脫脂時(shí)間3-10min；
3)水洗:用水清洗步驟2)脫脂后的基材，清除基材表面殘留的脫脂劑；
4)酸腐蝕：步驟3)水洗后的基材用濃酸腐蝕，酸腐蝕溫度60-80℃，酸腐蝕時(shí)間3-10分鐘；
5)水洗:用水清洗步驟4)酸腐蝕后的基材，清除基材表面殘留的濃酸；
6)中和：步驟5)水洗后的基材用中和劑清洗，使基材表面處于中和潔凈狀態(tài)；
7)水洗:用水清洗步驟6)中和后的基材，清除基材表面殘留的中和劑；
8)電解腐蝕：步驟7)水洗后的基材用酸性電解液腐蝕，在基材表面形成納米孔洞，電解電壓12V，時(shí)間10-20分鐘；
9)水洗:用工業(yè)純水(導(dǎo)電率10以下)清洗步驟8)電解腐蝕后的基材，清除基材表面殘留的電解液；
10)粘連處理：步驟9)水洗后的基材依次用粘結(jié)劑A,粘結(jié)劑B,粘結(jié)劑C,粘結(jié)劑D,處理2-5分鐘，更換粘結(jié)劑前用工業(yè)純水洗基材清除殘留的粘結(jié)劑，實(shí)現(xiàn)孔洞粘結(jié)；
11)工業(yè)純水洗：步驟10)粘結(jié)處理后的基材用70-90℃純水清洗；
12)烘干：步驟11)水洗后的基材在70-90℃烘烤10-30min。
所述粘結(jié)劑A包括如下重量份的各組分：磷酸鈉鹽40-60份，乙酸鈉鹽10-20份，表面活性劑2-5份，硫酸胺鹽0.5-3份，水不溶物0.5-2份；
所述粘結(jié)劑B包括如下重量份的各組分：草酸鈉20-40份，煙酸鈉15-25份，乙酸鈉鹽10-25份，水合肼1-3份；
所述粘結(jié)劑C包括如下重量份的各組分：磷酸鈉鹽15-30份，乙酸鈉鹽5-15份，硫酸胺鹽0.5-2份，表面活性劑2-5份，水不溶物0.5-2份。
所述粘結(jié)劑D包括如下重量份的各組分：草酸鈉10-30份，煙酸鈉5-15份，乙酸鈉鹽5-10份，水合肼0.5-2份。
所述濃酸為硫酸和硝酸的混合物，硫酸和硝酸的摩爾比為8.5:1.5。
所述酸性電解液的主要成分為硫酸和磷酸，硫酸和磷酸的摩爾比為8:2。
一種無磁不銹鋼與塑料納米化結(jié)合技術(shù)，包括以下步驟：
A)將無磁不銹鋼粉末用粘接劑E粘結(jié)；
B)將步驟A)粘結(jié)的無磁不銹鋼粉末注塑成型；
C)將步驟B)注塑成型的無磁不銹鋼基材脫脂；
D)將步驟C)脫脂后的無磁不銹鋼基材高溫?zé)Y(jié)；
E)將步驟D)燒結(jié)后的無磁不銹鋼基材整形；
F)將步驟E)整形后的無磁不銹鋼基材采用上述在形成納米孔洞的方法在基材表面形成納米孔洞結(jié)構(gòu)；
G)將步驟F)所得無磁不銹鋼基材用注塑機(jī)將塑膠注入納米孔洞并在其表面成型納米塑膠；
H)將步驟G)所得工件進(jìn)行表面處理。
上述步驟G)，包括如下步驟：
a)取PPS和/或PBT，烘烤融化為漿液；
b)將模具的前模和后模分別加熱至140-160℃，將漿液經(jīng)模具的流道注入模具內(nèi)；
c)用熱治具將步驟F所得的無磁不銹鋼基材加熱至120-140℃；
d)在注塑成型機(jī)中將步驟a)中模具內(nèi)的漿液噴射至步驟c)加熱至120-140℃的無磁不銹鋼基材上，完成塑料的注塑成型；
e)步驟d)注塑成型后的無磁不銹鋼基材降溫后在120-140℃烘烤2-4小時(shí)。
步驟H)所述表面處理包括拋光，噴砂，拉絲，PVD，烤漆或類陽極。
本申請(qǐng)人實(shí)驗(yàn)證明，采用現(xiàn)有的金屬與塑料納米化結(jié)合技術(shù)，如日本大成公司發(fā)明的T處理技術(shù)，富士康發(fā)明的B處理技術(shù)，比亞迪發(fā)明的C處理技術(shù)，這些技術(shù)都能夠?qū)崿F(xiàn)鋁材與塑料的納米化結(jié)合，然而，卻不能在無磁不銹鋼與塑膠的納米化結(jié)合。
以AL6061-T6鋁材為例，其密度為2.7g/cm3,硬度107Vickers,拉伸強(qiáng)度310Mpa。采用上述現(xiàn)有技術(shù)可以在鋁材表面形成納米孔洞，并與納米塑膠原料PPS一體結(jié)合。然而，同樣采用上述現(xiàn)有技術(shù)，以17-4PH材料為例，其密度為8g/cm3,硬度129Vickers,拉伸強(qiáng)度505Mpa，卻不能在無磁不銹鋼基材表面形成納米孔洞，更不能與塑膠原料PPS一體結(jié)合。
本發(fā)明的有益效果為：本申請(qǐng)所述的在無磁不銹鋼基材表面形成納米孔洞的方法，結(jié)合酸腐蝕和電解腐蝕，在無磁不銹鋼基材表面形成納米孔洞，并能夠與納米塑膠原料結(jié)合，結(jié)合力強(qiáng)度達(dá)到200KGF/CM2以上。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的發(fā)明目的，技術(shù)方案及技術(shù)效果更加清楚明白，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。應(yīng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例，僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例一
一種在無磁不銹鋼基材表面形成納米孔洞的方法，包括以下步驟：
1)將無磁不銹鋼基材17-4PH鈦掛具；鈦掛具主要起導(dǎo)電、支撐和固定零件的作用，掛具和電極相連接，使電流較均勻地傳遞到零件上進(jìn)行電解；
2)除油：將步驟1)基材用中性脫脂劑進(jìn)行脫脂以除去基材表面油污，脫脂溫度為85℃，脫脂時(shí)間5min；
3)水洗:用水清洗步驟2)脫脂后的基材，清除基材表面殘留的脫脂劑；
4)酸腐蝕：步驟3)水洗后的基材用濃酸腐蝕，酸腐蝕溫度70℃，酸腐蝕時(shí)間2分鐘；
5)水洗:用水清洗步驟4)酸腐蝕后的基材，清除基材表面殘留的濃酸；
6)中和：步驟5)水洗后的基材用中和劑清洗，使基材表面處于中和潔凈狀態(tài)；7)水洗:用水清洗步驟6)中和后的基材，清除基材表面殘留的中和劑；
8)電解腐蝕：步驟7)水洗后的基材用酸性電解液腐蝕，在基材表面形成納米孔洞，電解電壓12V，時(shí)間15分鐘；
9)水洗:用工業(yè)純水清洗步驟8)電解腐蝕后的基材，清除基材表面殘留的電解液；
10)粘連處理：步驟9)工業(yè)純水洗后的基材依次用粘結(jié)劑A,粘結(jié)劑B,粘結(jié)劑C,粘結(jié)劑D,處理3分鐘，更換粘結(jié)劑前用工業(yè)純水洗基材清除殘留的粘結(jié)劑，實(shí)現(xiàn)孔洞粘結(jié)；
11)水洗：步驟10)粘結(jié)處理后的基材用80℃純水清洗；
12)烘干：步驟11)水洗后的基材在80℃烘烤20min。
所述粘結(jié)劑A包括如下重量份的各組分：磷酸鈉鹽50份，乙酸鈉鹽15份，表面活性劑5份，硫酸胺鹽3份，水不溶物1份；
所述粘結(jié)劑B包括如下重量份的各組分：草酸鈉40份，煙酸鈉15份，乙酸鈉鹽25份，水合肼2份；
所述粘結(jié)劑C包括如下重量份的各組分：磷酸鈉鹽30份，乙酸鈉鹽10份，硫酸胺鹽2份，表面活性劑2份，水不溶物1份。
所述粘結(jié)劑D包括如下重量份的各組分：草酸鈉20份，煙酸鈉10份，乙酸鈉鹽5份，水合肼1份。
所述濃酸為硫酸和硝酸的混合物，硫酸和硝酸的摩爾比為8.5:1.5。
所述酸性電解液的主要成分為硫酸和磷酸，硫酸和磷酸的摩爾比為8:2。
實(shí)施例二
一種在無磁不銹鋼基材表面形成納米孔洞的方法，包括以下步驟：
1)將無磁不銹鋼基材17-4PH鈦掛具；鈦掛具主要起導(dǎo)電、支撐和固定零件的作用，掛具和電極相連接，使電流較均勻地傳遞到零件上進(jìn)行電解；
2)除油：將步驟1)基材用中性脫脂劑進(jìn)行脫脂以除去基材表面油污，脫脂溫度為95℃，脫脂時(shí)間2min；
3)水洗:用水清洗步驟2)脫脂后的基材，清除基材表面殘留的脫脂劑；
4)酸腐蝕：步驟3)水洗后的基材用濃酸腐蝕，酸腐蝕溫度60℃，酸腐蝕時(shí)間10分鐘；
5)水洗:用水清洗步驟4)酸腐蝕后的基材，清除基材表面殘留的濃酸；
6)中和：步驟5)水洗后的基材用中和劑清洗，使基材表面處于中和潔凈狀態(tài)；
7)水洗:用水清洗步驟6)中和后的基材，清除基材表面殘留的中和劑；
8)電解腐蝕：步驟7)水洗后的基材用酸性電解液腐蝕，在基材表面形成納米孔洞，電解電壓12V，時(shí)間10分鐘；
9)水洗:用工業(yè)純水清洗步驟8)電解腐蝕后的基材，清除基材表面殘留的電解液；
10)粘連處理：步驟9)工業(yè)純水洗后的基材依次用粘結(jié)劑A,粘結(jié)劑B,粘結(jié)劑C,粘結(jié)劑D,處理3分鐘，更換粘結(jié)劑前用工業(yè)純水洗基材清除殘留的粘結(jié)劑，實(shí)現(xiàn)孔洞粘結(jié)；
11)水洗：步驟10)粘結(jié)處理后的基材用90℃純水清洗；
12)烘干：步驟11)水洗后的基材在90℃烘烤10min。
所述粘結(jié)劑A包括如下重量份的各組分：磷酸鈉鹽40份，乙酸鈉鹽10份，表面活性劑2份，硫酸胺鹽0.5份，水不溶物0.5份；
所述粘結(jié)劑B包括如下重量份的各組分：草酸鈉20份，煙酸鈉20份，乙酸鈉鹽10份，水合肼1份；
所述粘結(jié)劑C包括如下重量份的各組分：磷酸鈉鹽15份，乙酸鈉鹽5份，硫酸胺鹽0.5份，表面活性劑3份，水不溶物0.5份。
所述粘結(jié)劑D包括如下重量份的各組分：草酸鈉10份，煙酸鈉15份，乙酸鈉鹽10份，水合肼0.5份。
所述濃酸為硫酸和硝酸的混合物，硫酸和硝酸的摩爾比為8.5:1.5。
所述酸性電解液的主要成分為硫酸和磷酸，硫酸和磷酸的摩爾比為8:2。
實(shí)施例三
一種在無磁不銹鋼基材表面形成納米孔洞的方法，包括以下步驟：
1)將無磁不銹鋼基材17-4PH鈦掛具；鈦掛具主要起導(dǎo)電、支撐和固定零件的作用，掛具和電極相連接，使電流較均勻地傳遞到零件上進(jìn)行電解；
2)除油：將步驟1)基材用中性脫脂劑進(jìn)行脫脂以除去基材表面油污，脫脂溫度為75℃，脫脂時(shí)間10min；
3)水洗:用水清洗步驟2)脫脂后的基材，清除基材表面殘留的脫脂劑；
4)酸腐蝕：步驟3)水洗后的基材用濃酸腐蝕，酸腐蝕溫度80℃，酸腐蝕時(shí)間5分鐘；
5)水洗:用水清洗步驟4)酸腐蝕后的基材，清除基材表面殘留的濃酸；
6)中和：步驟5)水洗后的基材用中和劑清洗，使基材表面處于中和潔凈狀態(tài)；
7)水洗:用水清洗步驟6)中和后的基材，清除基材表面殘留的中和劑；
8)電解腐蝕：步驟7)水洗后的基材用酸性電解液腐蝕，在基材表面形成納米孔洞，電解電壓12V，時(shí)間20分鐘；
9)水洗:用工業(yè)純水清洗步驟8)電解腐蝕后的基材，清除基材表面殘留的電解液；
10)粘連處理：步驟9)工業(yè)純水洗后的基材依次用粘結(jié)劑A,粘結(jié)劑B,粘結(jié)劑C,粘結(jié)劑D,處理3分鐘，更換粘結(jié)劑前用工業(yè)純水洗基材清除殘留的粘結(jié)劑，實(shí)現(xiàn)孔洞粘結(jié)；
11)水洗：步驟10)粘結(jié)處理后的基材用70℃純水清洗；
12)烘干：步驟11)水洗后的基材在70℃烘烤30min。
所述粘結(jié)劑A包括如下重量份的各組分：磷酸鈉鹽60份，乙酸鈉鹽20份，表面活性劑3份，硫酸胺鹽2份，水不溶物2份；
所述粘結(jié)劑B包括如下重量份的各組分：草酸鈉20份，煙酸鈉25份，乙酸鈉鹽20份，水合肼3份；
所述粘結(jié)劑C包括如下重量份的各組分：磷酸鈉鹽25份，乙酸鈉鹽15份，硫酸胺鹽1份，表面活性劑5份，水不溶物2份。
所述粘結(jié)劑D包括如下重量份的各組分：草酸鈉30份，煙酸鈉5份，乙酸鈉鹽7份，水合肼2份％。
所述濃酸為硫酸和硝酸的混合物，硫酸和硝酸的摩爾比為8.5:1.5。
所述酸性電解液的主要成分為硫酸和磷酸，硫酸和磷酸的摩爾比為8:2。
實(shí)施例四
一種無磁不銹鋼與塑料納米化結(jié)合技術(shù)，包括以下步驟：
A)將無磁不銹鋼粉末用粘接劑粘結(jié)；
B)將步驟A)粘結(jié)的無磁不銹鋼粉末注塑成型；
C)將步驟B)注塑成型的無磁不銹鋼基材脫脂；
D)將步驟C)脫脂后的無磁不銹鋼基材高溫?zé)Y(jié)；
E)將步驟D)燒結(jié)后的無磁不銹鋼基材整形；
F)將步驟E)整形后的無磁不銹鋼基材采用實(shí)施例一所述方法在基材表面形成納米孔洞結(jié)構(gòu)；
G)將步驟F)所得無磁不銹鋼基材用注塑機(jī)將塑膠注入納米孔洞結(jié)構(gòu)并在其表面成型納米塑膠；
H)將步驟G)所得工件進(jìn)行表面處理。
實(shí)施例五
一種無磁不銹鋼與塑料納米化結(jié)合技術(shù)，包括以下步驟：
A)將無磁不銹鋼粉末用粘接劑粘結(jié)；
B)將步驟A)粘結(jié)的無磁不銹鋼粉末注塑成型；
C)將步驟B)注塑成型的無磁不銹鋼基材脫脂；
D)將步驟C)脫脂后的無磁不銹鋼基材高溫?zé)Y(jié)；
E)將步驟D)燒結(jié)后的無磁不銹鋼基材整形；
F)將步驟E)整形后的無磁不銹鋼基材采用實(shí)施例一所述方法在基材表面形成納米孔洞結(jié)構(gòu)；
G)將步驟F)所得無磁不銹鋼基材用注塑機(jī)將塑膠注入納米孔洞結(jié)構(gòu)并在其表面成型納米塑膠，包括如下步驟：
a)取PPS和/或PBT，烘烤融化為漿液；
b)將模具的前模和后模分別加熱至150℃，將漿液經(jīng)模具的流道注入模具內(nèi)；
c)用熱治具將步驟F所得的無磁不銹鋼基材加熱至130℃；
d)在注塑成型機(jī)中將步驟a)中模具內(nèi)的漿液噴射至步驟c)加熱至130℃的無磁不銹鋼基材上，完成塑料的注塑成型；
e)步驟d)注塑成型后的無磁不銹鋼基材降溫后在130℃烘烤3小時(shí)。
F)將步驟G)所得工件進(jìn)行表面處理。
實(shí)施例六
一種無磁不銹鋼與塑料納米化結(jié)合技術(shù)，包括以下步驟：
A)將無磁不銹鋼粉末用粘接劑粘結(jié)；
B)將步驟A)粘結(jié)的無磁不銹鋼粉末注塑成型；
C)將步驟B)注塑成型的無磁不銹鋼基材脫脂；
D)將步驟C)脫脂后的無磁不銹鋼基材高溫?zé)Y(jié)；
E)將步驟D)燒結(jié)后的無磁不銹鋼基材整形；
F)將步驟E)整形后的無磁不銹鋼基材采用實(shí)施例一所述方法在基材表面形成納米孔洞結(jié)構(gòu)；
G)將步驟F)所得無磁不銹鋼基材用注塑機(jī)將塑膠注入納米孔洞結(jié)構(gòu)并在其表面成型納米塑膠，包括如下步驟：
a)取PPS和/或PBT，烘烤融化為漿液；
b)將模具的前模和后模分別加熱至160℃，將漿液經(jīng)模具的流道注入模具內(nèi)；
c)用熱治具將步驟F所得的無磁不銹鋼基材加熱至120℃；
d)在注塑成型機(jī)中將步驟a)中模具內(nèi)的漿液噴射至步驟c)加熱至120℃的無磁不銹鋼基材上，完成塑料的注塑成型；
e)步驟d)注塑成型后的無磁不銹鋼基材降溫后在120℃烘烤4小時(shí)
F)將步驟G)所得工件進(jìn)行表面處理。
實(shí)施例七
一種無磁不銹鋼與塑料納米化結(jié)合技術(shù)，包括以下步驟：
A)將無磁不銹鋼粉末用粘接劑粘結(jié)；
B)將步驟A)粘結(jié)的無磁不銹鋼粉末注塑成型；
C)將步驟B)注塑成型的無磁不銹鋼基材脫脂；
D)將步驟C)脫脂后的無磁不銹鋼基材高溫?zé)Y(jié)；
E)將步驟D)燒結(jié)后的無磁不銹鋼基材整形；
F)將步驟E)整形后的無磁不銹鋼基材采用實(shí)施例一所述方法在基材表面形成納米孔洞結(jié)構(gòu)；
G)將步驟F)所得無磁不銹鋼基材用注塑機(jī)將塑膠注入納米孔洞結(jié)構(gòu)并在其表面成型納米塑膠，包括如下步驟：
a)取PPS和/或PBT，烘烤融化為漿液；
b)將模具的前模和后模分別加熱至140℃，將漿液經(jīng)模具的流道注入模具內(nèi)；
c)用熱治具將步驟F所得的無磁不銹鋼基材加熱至140℃；
d)在注塑成型機(jī)中將步驟a)中模具內(nèi)的漿液噴射至步驟c)加熱至140℃的無磁不銹鋼基材上，完成塑料的注塑成型；
F)將步驟G)所得工件進(jìn)行表面處理。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。