非晶合金构件与非金属构件结合的方法及制品的制作方法
【专利摘要】非晶合金构件与非金属构件结合的方法及制品，该方法是在非金属构件外围布置两块或两块以上的非晶合金构件，对非晶合金构件加热，并对非晶合金构件施以压力，使相邻非晶合金构件相对应或相接触的部分融合在一起，对非晶合金构件的加热温度介于非晶合金构件的玻璃转变温度和晶化温度之间。本发明利用非晶合金在过冷液相区中具有超塑性的特性，在过冷液相区的温度下，即在该非晶合金的玻璃转变温度和晶化温度之间，通过加压使非晶合金软化变形从而将预置的非金属材料包裹或以其他方式结合在一起，结合性能稳定，并且，该方法对设备及工艺的要求度不高，成本较低，所获得的产品后续不需要进行复杂的加工处理即可达到使用要求，适合批量生产。
【专利说明】非晶合金构件与非金属构件结合的方法及制品
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属与非金属构件加工【技术领域】，具体涉及一种非晶合金构件与非金属构件结合的方法，同时还涉及一种非晶合金构件与非金属构件结合形成的构件。
【背景技术】
[0002]非晶合金具有尚强度，尚耐磨及尚耐腐蚀性，因此，在尚端3C广品上应用具有很大潜力。同时考虑到3C产品本身的设计需求，需要将非金属材料与非经合金结合，例如，考虑到手机信号传输的问题，手机的金属边框与非金属后盖之间的结合，目前，非晶合金与非金属的结合方法和结合力是业内亟待解决的问题。
[0003]常规的结合方法主要有焊接和粘接两种。然而，在采用焊接方式是非晶合金与非金属材料结合时，产生的热效应容易使非晶合金晶化，焊缝严重脆化。使用粘接方法时，不仅要求两种材料表面具有一定的粗糙度和清洁度，同时还需依赖中间的界面材料粘胶。粘接虽然可以实现两种材料的连接，但目前仍有以下缺点:如粘接强度不高、产品工作温度受胶粘剂性能限制、在环境光、热、湿气等因素下，胶粘剂会产生老化断裂等现象。
[0004]后续的研发中，有部分方法采用预置非金属材料于模具中，将液态的非晶合金原材料以注塑等方式填充于非金属材料周围后冷却成型，以实现两者的结合，如申请号为200880105518.4的中国专利文献中公开所记载。该方法的缺点在于1.对非金属材料的熔点有较高要求；2.液态下的非晶合金原材料流动性较强，对模具的要求较高，否则容易出现大量披风，增加后续处理的工作量；3.对冷却系统的要求较高，如冷却不够，则出现非晶比例降低的情况，降低产品强度。
[0005]目前相对成熟的方法为将非金属材料预制一定结构之后，将非晶合金采用热压成型的方式将非金属材料固定在其中。该方法的缺点在于对非金属材料的预加工形状有较高要求。由于采用热压成型后的非晶合金来填充或包围非金属预制的结构，需要将非金属预制成可被非晶合金包围或填充的结构，为了获得稳定的结合效果，使非晶合金与非金属充分接触，该结构的维度应在非金属厚度方向的三分之一左右。而目前应用最广的3C电子领域非金属的厚度本身在0.2-0.8mm左右，在这个尺寸范围内加工出该结构本身就具有加工工艺要求高，加工成本高和失效风险高等缺点。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种非晶合金构件与非金属构件结合的方法，用以提高非晶合金构件与非金属构件结合的稳定性、降低对设备及工艺的要求度、减少加工成本。
[0007]本发明的目的之二在于，提供一种非晶合金构件与非金属构件结合的制品。
[0008]为实现上述目的一，本发明采用如下技术方案:
[0009]非晶合金构件与非金属构件结合的方法，在非金属构件外围布置两块或两块以上的非晶合金构件，对非晶合金构件加热，并对非晶合金构件施以压力，使相邻非晶合金构件相对应或相接触的部分融合在一起，对非晶合金构件的加热温度介于非晶合金构件的玻璃转变温度和晶化温度之间。
[0010]非晶合金构件的材质为铜基非晶合金或锆基非晶合金或铝基非晶合金或铁基非晶合金或钛基非晶合金。
[0011]采用两种不同的非晶合金构件时，对非晶合金构件的加热温度介于非晶合金构件的玻璃转变温度和晶化温度相对较低的非晶合金构件的晶化温度之间。
[0012]非金属构件的材质为陶瓷或橡胶或玻璃或塑料或聚合物。
[0013]非晶合金构件与非金属构件结合的面上设置有包括台阶、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一种结构的预制造型，非金属构件上设置有与该预制造型相匹配的构造。
[0014]非金属构件与非晶合金构件结合的面上设置有包括台阶、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一种结构的预制造型，非晶合金构件上设置有与该预制造型相匹配的构造。
[0015]为实现上述目的二，本发明采用如下技术方案:
[0016]非晶合金构件与非金属构件结合的制品，包括，
[0017]非金属构件；
[0018]布置于非金属构件外围的两块或两块以上的非晶合金构件；
[0019]相邻非晶合金构件相对应或相接触的部分采用加热并施以压力的方式结合在一起，对非晶合金构件的加热温度介于非晶合金构件的玻璃转变温度和晶化温度之间。
[0020]非晶合金构件为为铜基非晶合金构件、或锆基非晶合金构件或铝基非晶合金构件或铁基非晶合金构件或钛基非晶合金构件。
[0021]非金属构件的材质为陶瓷或橡胶或玻璃或塑料或聚合物。
[0022]非晶合金构件与非金属构件结合的面上设置有包括台阶、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一种结构的预制造型，非金属构件上设置有与该预制造型相匹配的构造。
[0023]非金属构件与非晶合金构件结合的面上设置有包括台阶、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一种结构的预制造型，非晶合金构件上设置有与该预制造型相匹配的构造。
[0024]该制品用于形成电子产品屏幕面板与边框的总成或电子产品带边框的后盖。
[0025]本发明的有益效果在于:
[0026]本发明利用非晶合金在过冷液相区中具有超塑性的特性，在过冷液相区的温度下，即在该非晶合金的玻璃转变温度和晶化温度之间，通过加压使非晶合金软化变形从而将预置的非金属材料包裹或以其他方式结合在一起，结合性能稳定，并且，该方法对设备及工艺的要求度不高，成本较低，所获得的产品后续不需要进行复杂的加工处理即可达到使用要求，适合批量生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明非晶合金构件与非金属构件结合的制品；
[0028]图2为本发明制品的一种【具体实施方式】；
[0029]图3为本发明制品的另一种实施方式。
【具体实施方式】
[0030]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:
[0031]如图1所示，为本发明的一种非晶合金构件与非金属构件结合的制品，其包括一块非金属构件20和两块非晶合金构件10，两块非晶合金构件10布置在非金属构件20的外围，两非晶合金构件10具有两个相互贴合的端面，两非晶合金构件10相贴合的端面处采用加热的方式，使两非晶合金构件10贴合的部分融合在一起，具体的做法是，在非金属合金20的外围布置两块上述的非晶合金构件10，两非晶合金构件10将非金属构件20包容在其二者围成的空间内部，对非晶合金构件10加热，同时对非晶合金构件10施以压力，使两块非晶合金构件10具有相靠近以夹紧非金属构件20的趋势，用以消除非晶合金构件10与非金属构件20之间的间隙，在加热的过程中，使两非晶合金构件10相接触的部分融合在一起，上述对非晶合金构件10加热的温度介于非晶合金构件10的玻璃转变温度和晶化温度之间，用以确保非晶合金构件10在整个过程中处于非晶状态。
[0032]在加工时，为了充分消除结合后非晶合金构件10与非金属构件20的缝隙，在加热前，可以在两非晶合金构件10向对应的部分预留一个较小的间隙，只要确保非晶合金构件10加热膨胀后能够贴合即可，如此，在两非晶合金构件10融合后始终保持对非金属构件20的挤压力，从而消除上述的缝隙，同时，提高结合力。
[0033]本发明中，在非金属构件20外部布置的非晶合金构件10不仅限于上述的两块，还可以是在非金属构件20的外部布置两块以上的非晶合金构件10，只要确保该两块以上的非晶合金构件10在非金属构件20的外部形成连续的结构即可。
[0034]本发明中，非晶合金构件的材质为铜基非晶合金或锆基非晶合金或铝基非晶合金或铁基非晶合金或钛基非晶合金，非金属构件的材质为陶瓷或橡胶或玻璃或塑料或聚合物。
[0035]当采用两种不同的非晶合金构件进行融合成型时，对非晶合金构件的加热温度介于非晶合金构件的玻璃转变温度和晶化温度相对较低的非晶合金构件的晶化温度之间，用以避免在加工过程中非晶合金构件晶化而影响最终的结合效果。
[0036]在实际工艺中，施加压力的大小根据不同非晶合金构件而设定，不同非晶合金，施加压力也可以不同，只要可以使其与非金属材料充分接触即可。如需要在两非晶合金相对应的结合部分预留间隙，该间隙的预留量可以根据非晶合金构件的膨胀率、非金属构件的膨胀率以及构件尺寸来计算，精确的计算结果能够确保非晶合金构件与非金属构件无缝结合，同时还能够确保非晶合金构件相对应部分融合后平整光滑，以减少后续处理工序，甚至无需后续处理工序。
[0037]利用本发明的上述方法加工成型电子产品(如手机)带有边框的后盖时，可选用陶瓷作为上述非金属构件以形成电子产品的后盖，选用铝基非晶合金作为上述非晶合金构件以形成电子产品的边框，将两段铝基非晶合金构件围绕在陶瓷板的周缘，使该两段铝基非晶合金构件在陶瓷板的周缘围设形成连续的结构，对铝基非晶合金构件加热，加热温度保持在其玻璃转变温度和晶化温度之间，保持该加热温度的同时，利用夹具在铝基非晶合金构件的外侧施以压力，使铝基非晶合金构件充分的靠拢陶瓷板，两铝基非晶合金构件在其二者向对应的部分形成接触并融合在一起，冷却后，形成电子产品带金属边框的后盖，由于陶瓷具有能够使通讯信号穿透的特性，而金属边框能够确保电子产品周缘具有较高的强度，从而使该种金属和作为非金属的陶瓷无缝结合形成的制品在电子产品领域有较为广阔的应用前景。当然，在于电子产品来说，采用本发明的上述方法还可以是将金属边框与电子产品的玻璃面板无缝结合，形成电子产品屏幕面板与边框的总成，从而简化电子产品装配工艺。
[0038]在将非晶合金构件和非金属构件结合时，可以在非晶合金构件与非金属构件结合的面上设置预制造型，在非金属构件上设置与该预制造型相匹配的构造，例如，可以是如图2所示的，在非晶合金构件30上设置凸起，在非金属构件40上设置与该凸起向匹配的凹位，在布置非晶合金构件30时，将凸起置于凹位内，使非晶合金构件30和非金属构件40之间具有预设榫接结构，从而在非晶合金构件30和非金属构件40结合后，进一步增大了其二者的结合力；非晶合金构件30上的预制造型以及非金属构件40上与之匹配的构造还可以是如图3所示的孔洞和凸柱。当然，该预制结构还可以是台阶、凹坑、凹槽等，总之只要在非晶合金构件30和非金属构件40之间形成榫接结构即可。当然，也可以是在非金属构件40上设置上述预制造型，在非晶合金构件30上设置与预制结构相匹配的预制构造。
[0039]对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.非晶合金构件与非金属构件结合的方法，其特征在于，在非金属构件外围布置两块或两块以上的非晶合金构件，对非晶合金构件加热，并对非晶合金构件施以压力，使相邻非晶合金构件相对应或相接触的部分融合在一起，对非晶合金构件的加热温度介于非晶合金构件的玻璃转变温度和晶化温度之间。
2.如权利要求1所述的非晶合金与非金属构件结合的方法，其特征在于，非晶合金构件的材质为铜基非晶合金或锆基非晶合金或铝基非晶合金或铁基非晶合金或钛基非晶合金。
3.如权利要求1所述的非晶合金构件与非金属构件结合的方法，其特征在于，采用两种不同的非晶合金构件时，对非晶合金构件的加热温度介于非晶合金构件的玻璃转变温度和晶化温度相对较低的非晶合金构件的晶化温度之间。
4.如权利要求1所述的非晶合金构件与非金属构件结合的方法，其特征在于，非金属构件的材质为陶瓷或橡胶或玻璃或塑料或聚合物。
5.如权利要求1所述的非晶合金构件与非金属构件结合的方法，其特征在于，非晶合金构件与非金属构件结合的面上设置有包括台阶、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一种结构的预制造型，非金属构件上设置有与该预制造型相匹配的构造。
6.如权利要求1所述的非晶合金构件与非金属构件结合的方法，其特征在于，非金属构件与非晶合金构件结合的面上设置有包括台阶、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一种结构的预制造型，非晶合金构件上设置有与该预制造型相匹配的构造。
7.非晶合金构件与非金属构件结合的制品，其特征在于，包括， 非金属构件； 布置于非金属构件外围的两块或两块以上的非晶合金构件； 相邻非晶合金构件相对应或相接触的部分采用加热并施以压力的方式结合在一起，对非晶合金构件的加热温度介于非晶合金构件的玻璃转变温度和晶化温度之间。
8.如权利要求7所述的非晶合金构件与非金属构件结合的制品，其特征在于，非晶合金构件为为铜基非晶合金构件或锆基非晶合金构件或铝基非晶合金构件或铁基非晶合金构件或钛基非晶合金构件。
9.如权利要求7所述的非晶合金构件与非金属构件结合的制品，其特征在于，非金属构件的材质为陶瓷或橡胶或玻璃或塑料或聚合物。
10.如权利要求7所述的非晶合金构件与非金属构件结合的制品，其特征在于，非晶合金构件与非金属构件结合的面上设置有包括台阶、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一种结构的预制造型，非金属构件上设置有与该预制造型相匹配的构造。
11.如权利要求7所述的非晶合金构件与非金属构件结合的制品，其特征在于，非金属构件与非晶合金构件结合的面上设置有包括台阶、凸起、凹坑、凹槽、孔洞中的至少一种结构的预制造型，非晶合金构件上设置有与该预制造型相匹配的构造。
12.如权利要求7所述的非晶合金构件与非金属构件结合的制品，其特征在于，该制品用于形成电子产品屏幕面板与边框的总成或电子产品带边框的后盖。
【文档编号】B23K33/00GK104439677SQ201410666011
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】李扬德, 张海峰, 汤铁装, 李卫荣, 付华萌 申请人:东莞宜安科技股份有限公司, 中国科学院金属研究所, 东莞市镁安镁业科技有限公司