權(quán)利要求

1.一種金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.取由機(jī)械加工方法加工成不同結(jié)構(gòu)形狀的主金屬基材，然后在所述主金屬基材的需要3D打印的表面進(jìn)行去氧化層處理，進(jìn)入S2;

S2、通過3D打印在所述主金屬基材熔接與所述主金屬基材相同材質(zhì)的復(fù)合過渡層，且所述復(fù)合過渡層由多個(gè)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)構(gòu)成，得到主金屬與復(fù)合過渡層復(fù)合的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)，將在所述主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)中具有所述復(fù)合過渡層的一側(cè)面定義上表面，對上表面進(jìn)行去氧化層清潔干燥處理;

S3、通過壓鑄工藝在模具內(nèi)將熔融狀態(tài)的輔金屬與所述主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面相結(jié)合，得到復(fù)合金屬胚料，且所述輔金屬的熔點(diǎn)低于所述主金屬基材的熔點(diǎn);

S4、對S2得到的復(fù)合金屬胚料進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，最終得到所述金屬復(fù)合結(jié)構(gòu);

在所述S2具體由如下步驟進(jìn)行：

S2.1、在氧氣含量為4000ppm以下，將復(fù)合過渡層的基材粉末和所述主金屬基材加熱至100℃~110℃;

S2.2、在激光功率為100W~300W、掃描速度為500mm/s~1200mm/s、光斑直徑為70μm~100μm、脈沖頻率為50Hz~200Hz、脈沖寬度為50ns~150ns、打印的每層厚度不大于0.05mm、打印速度為500mm/s~1200mm/s、打印溫度為1200℃~1500℃的條件下，打印所述復(fù)合過渡層;在打印完成后落粉，在氧氣含量為4000ppm以下室溫冷卻，得到主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu);

S2.3、對S2.2得到的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行去酸洗去除氧化層，再進(jìn)行超聲波水洗清潔，最后風(fēng)切干燥處理;

所述S3具體為：將S2.2得到的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)放入壓鑄模具，壓鑄溫度為500℃~800℃，在惰性氣體保護(hù)且壓鑄壓力為80MPa~120MPa、壓鑄時(shí)間為150s~220s的條件下，將在熔化爐中的輔金屬熔融液添加至模具注射口，通過模具注射至固態(tài)的所述主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面，得到復(fù)合金屬胚料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：在所述復(fù)合過渡層中，所述強(qiáng)度結(jié)構(gòu)呈矩陣分布;

所述復(fù)合過渡層的厚度為0.1mm~3mm;

所述強(qiáng)度結(jié)構(gòu)為根據(jù)需求特征及強(qiáng)度通過3D軟件進(jìn)行編輯的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：在所述S1具體由如下步驟進(jìn)行：

S1.1、取由機(jī)械加工方法加工成不同結(jié)構(gòu)形狀的主金屬基材;

S1.2、去除S1.1得到的主金屬基材的上表面進(jìn)行去氧化層處理，然后再對主金屬基材進(jìn)行整體清洗干燥。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述S4具體為：對S2得到的復(fù)合金屬胚料進(jìn)行T4熱處理和T6熱處理，最終得到所述金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述T4熱處理的處理溫度為500℃~550℃，處理時(shí)間為0.4h~0.6h;

所述T6熱處理的處理溫度為150℃~200℃，處理時(shí)間為2.8h~3.3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述主金屬基材的材料為鈦或不銹鋼。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于：所述輔金屬的材料為鋁合金或鎂合金。

8.一種金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于：采用如權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法制備得到。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明涉及金屬復(fù)合材料科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械加工、3D打印與壓鑄工藝的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)以及該金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，該金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)可廣泛應(yīng)用于3C領(lǐng)域，如手持電話、平板電腦及手表等。

背景技術(shù)

[0002]復(fù)合金屬材料是指利用復(fù)合技術(shù)將兩種或多種化學(xué)、力學(xué)性能不同的金屬在界面上實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合而形成的具有新性能的材料。復(fù)合金屬材料一般主要分為主金屬(如鈦或不銹鋼等)與輔金屬(如鋁合金等其他低成本金屬)。

[0003]對于外觀結(jié)構(gòu)件主金屬強(qiáng)度與硬度較高，可提供期望的外部裝飾外觀和剛度水平，但是相對較重和較貴，難以加工并且可能導(dǎo)致此種材料的浪費(fèi)，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)輔金屬重量輕、成本低并且易于加工，但是不能提供期望的裝飾外觀且不耐刮擦。因此復(fù)合金屬能夠結(jié)合主金屬與輔金屬的優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)具有重量輕、成本低和易于加工，并且可以具有期望的裝飾外觀、硬度和耐刮擦性的優(yōu)點(diǎn)。然而由于不同金屬的變形程度和應(yīng)力分布存在差異，這種不均勻性使復(fù)合金屬在材料受到外力作用時(shí)，容易使結(jié)合較弱的區(qū)域出現(xiàn)分層、剝離等現(xiàn)象，影響材料的整體性能。

[0004]目前復(fù)合金屬制造工藝主要有軋制復(fù)合、壓鑄復(fù)合和熱等靜壓復(fù)合三大類，這三大類分別各有優(yōu)缺點(diǎn)。

[0005]第一種、軋制復(fù)合是將兩種或多種金屬板材加熱后通過軋機(jī)軋制，使它們在高壓下結(jié)合在一起，這種方法工藝相對簡單。但只適用于單一的平面結(jié)合，異型結(jié)構(gòu)難度高難于實(shí)現(xiàn)，無法連續(xù)式生產(chǎn);

第二種、壓鑄復(fù)合是將固態(tài)金屬放入壓鑄模具中，在高溫高壓狀態(tài)下將利用液態(tài)金屬的流動性和浸潤性，使其與固態(tài)金屬表面接觸通過擴(kuò)散形成機(jī)械結(jié)合，凝固后與固態(tài)金屬緊密連接從而實(shí)現(xiàn)兩種金屬的復(fù)合，該工藝可用來制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜的復(fù)合金屬產(chǎn)品。然而由于不同金屬的膨脹系數(shù)不一致，冷卻過程中會導(dǎo)致結(jié)合層產(chǎn)生間隙、開裂等問題。

[0006]第三種、熱等靜壓復(fù)合是通過熱等靜壓結(jié)合在高溫(一般為1000-2200℃)和高壓(通常為100-200MPa)同時(shí)作用下進(jìn)行的工藝過程，這種極端的條件下，兩種金屬在高溫高壓下會發(fā)生塑性變形和擴(kuò)散，使得金屬之間相互融合，該工藝能夠消除兩種金屬材料結(jié)合中間內(nèi)部的孔隙和缺陷。但是其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高昂，工藝條件苛刻難于控制，復(fù)合過程需要較長的保溫保壓時(shí)間生產(chǎn)效率低。

[0007]因此，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械加工、3D打印與壓鑄工藝的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)以及該金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法以解決現(xiàn)有技術(shù)不足甚為必要。

發(fā)明內(nèi)容

[0008]本發(fā)明的第一個(gè)目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法。該金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法通過復(fù)合過渡層可以提高金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)中的主金屬與輔金屬之間的結(jié)合強(qiáng)度。本發(fā)明的制備方法得到的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠廣泛應(yīng)用于3C領(lǐng)域，如手持電話、平板電腦及手表等。

[0009]本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)：

提供一種金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：

S1.取由機(jī)械加工方法加工成不同結(jié)構(gòu)形狀的主金屬基材，然后對所述主金屬基材需要3D打印的表面進(jìn)行去氧化層處理;

S2、通過3D打印在主金屬基材熔接與所述主金屬基材相同材質(zhì)的復(fù)合過渡層，且所述復(fù)合過渡層由多個(gè)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)構(gòu)成，得到主金屬與復(fù)合過渡層復(fù)合的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)，將在所述主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)中具有所述復(fù)合過渡層的一側(cè)面定義上表面，對上表面進(jìn)行去氧化層清潔干燥處理;

S3、通過壓鑄工藝在模具內(nèi)將熔融狀態(tài)的輔金屬與所述主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面相結(jié)合，得到復(fù)合金屬胚料，且所述輔金屬的熔點(diǎn)低于所述主金屬基材的熔點(diǎn);

S4、對S2得到的復(fù)合金屬胚料進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，最終得到所述金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。

[0010]在所述復(fù)合過渡層中，所述強(qiáng)度結(jié)構(gòu)呈矩陣分布。

[0011]優(yōu)選的，上述復(fù)合過渡層的厚度為0.1mm~3mm。

[0012]優(yōu)選的，上述強(qiáng)度結(jié)構(gòu)為根據(jù)需求特征及強(qiáng)度通過3D軟件進(jìn)行編輯的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)。

[0013]在所述S1具體由如下步驟進(jìn)行：

S1.1、取由機(jī)械加工方法加工成不同結(jié)構(gòu)形狀的主金屬基材;

S1.2、去除S1.1得到的主金屬基材的上表面進(jìn)行去氧化層處理，然后再對主金屬基材進(jìn)行整體清洗干燥。

[0014]優(yōu)選的，上述S2具體由如下步驟進(jìn)行：

S2.1、在氧氣含量為4000ppm以下，將復(fù)合過渡層的基材粉末和所述主金屬基材加熱至100℃~110℃;

S2.2、在激光功率為100W~300W、掃描速度為500mm/s~1200mm/s、光斑直徑為70μm~100μm、脈沖頻率為50Hz~200Hz、脈沖寬度為50ns~150ns、打印的每層厚度不大于0.05mm、打印速度為500mm/s~1200mm/s、打印溫度為1200℃~1500℃的條件下，打印所述復(fù)合過渡層;在打印完成后落粉，在氧氣含量為4000ppm以下室溫冷卻，得到主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu);

S2.3、對S2.2得到的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行去酸洗去除氧化層，再進(jìn)行超聲波水洗清潔，最后風(fēng)切干燥處理。

[0015]優(yōu)選的，上述S3具體為：將S2.2得到的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)放入壓鑄模具，壓鑄溫度為500℃~800℃，在惰性氣體保護(hù)且壓鑄壓力為80MPa~120MPa、壓鑄時(shí)間為150s~220s的條件下，將在熔化爐中的輔金屬熔融液添加至模具注射口，通過模具注射至固態(tài)的所述主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面，得到復(fù)合金屬胚料。

[0016]優(yōu)選的，上述S4具體為：對S2得到的復(fù)合金屬胚料進(jìn)行T4熱處理和T6熱處理，最終得到所述金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。

[0017]優(yōu)選的，上述T4熱處理的處理溫度為500℃~550℃，處理時(shí)間為0.4h~0.6h。

[0018]優(yōu)選的，上述T6熱處理的處理溫度為150℃~200℃，處理時(shí)間為2.8h~3.3h。

[0019]優(yōu)選的，上述主金屬基材的材料為鈦或不銹鋼。

[0020]優(yōu)選的，上述輔金屬的材料為鋁合金或鎂合金。

[0021]本發(fā)明的一種結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械加工、3D打印與壓鑄工藝的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)以及該金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，其中金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，S1.取由機(jī)械加工方法加工成不同結(jié)構(gòu)形狀的主金屬基材，然后對所述主金屬基材需要3D打印的表面進(jìn)行去氧化層處理;S2、通過3D打印在主金屬基材熔接與所述主金屬基材相同材質(zhì)的復(fù)合過渡層，且所述復(fù)合過渡層由多個(gè)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)構(gòu)成，得到主金屬與復(fù)合過渡層復(fù)合的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)，將在所述主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)中具有所述復(fù)合過渡層的一側(cè)面定義上表面，對上表面進(jìn)行去氧化層清潔干燥處理;S3、通過壓鑄工藝在模具內(nèi)將熔融狀態(tài)的輔金屬與所述主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面相結(jié)合，得到復(fù)合金屬胚料，且所述輔金屬的熔點(diǎn)低于所述主金屬基材的熔點(diǎn);S4、對S2得到的復(fù)合金屬胚料進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，最終得到所述金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果：1.適用于異型結(jié)構(gòu)：由于3D打印能夠根據(jù)設(shè)計(jì)模型快速、準(zhǔn)確地制造出具有任意復(fù)雜形狀的復(fù)合過渡層，而壓鑄工藝又可以高效地將輔金屬填充到復(fù)合過渡層中，形成最終金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)，對于不同規(guī)格結(jié)構(gòu)的3C產(chǎn)品都可以輕松實(shí)現(xiàn)，如手持電話、平板電腦及手表等，滿足了多樣化的設(shè)計(jì)制造需求。2.綜合性能優(yōu)異：主金屬基材可通過傳統(tǒng)機(jī)械大批量加工生產(chǎn)，具有良好的強(qiáng)度、耐腐蝕性和裝飾性;而本發(fā)明的復(fù)合過渡層異型結(jié)構(gòu)保證了其與主金屬基材、輔金屬的結(jié)合強(qiáng)度，復(fù)合過渡層易于編輯而且所需要材料用量少，加工效率高，因此實(shí)現(xiàn)智能制造;由于輔金屬重量輕且易于加工，通過壓鑄工藝可以與復(fù)合過渡層緊密熔合;通過本技術(shù)方案將主金屬與輔金屬結(jié)合起來，能夠充分發(fā)揮兩種金屬材料的優(yōu)勢，且不會有結(jié)合強(qiáng)度的問題。3.制造工藝簡單化：與現(xiàn)有的傳統(tǒng)金屬復(fù)合材料加工工藝相比，本發(fā)明將主金屬基材、復(fù)合過渡層和輔金屬通過各自可輕松實(shí)現(xiàn)的工藝加工，復(fù)合后具備完美的結(jié)合強(qiáng)度，在保證了高可靠性的同時(shí)避免了傳統(tǒng)加工工藝難度高的問題。簡單成熟的制造工藝提高了產(chǎn)品的良率、降低了制造成本。

附圖說明

[0022]圖1為金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

[0023]圖2為另一金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的示意圖。

[0024]圖3為金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的截面示意圖。

[0025]圖4為圖3中的主金屬基材與輔金屬交界的放大圖。

[0026]圖5為強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的示意圖。

[0027]在圖1至圖5中，包括有：

主金屬基材1、復(fù)合過渡層2、強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21、輔金屬3。

具體實(shí)施方式

[0028]結(jié)合以下實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。

[0029]實(shí)施例1、一種金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：

S1.取由機(jī)械加工方法加工成不同結(jié)構(gòu)形狀的主金屬基材1，然后對主金屬基材1需要3D打印的表面進(jìn)行去氧化層處理，進(jìn)入S2;

S2、通過3D打印在主金屬基材1熔接與主金屬基材1相同材質(zhì)的復(fù)合過渡層2，且復(fù)合過渡層2由多個(gè)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21構(gòu)成，得到主金屬與復(fù)合過渡層2復(fù)合的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu);將在主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)中具有復(fù)合過渡層2的一側(cè)面定義上表面，對上表面進(jìn)行去氧化層清潔干燥處理;其中復(fù)合過渡層2由多個(gè)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21構(gòu)成，在復(fù)合過渡層2中，強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21呈矩陣分布，復(fù)合過渡層2的厚度為0.1mm~3mm;本發(fā)明的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21為根據(jù)需求特征及強(qiáng)度通過3D軟件進(jìn)行編輯的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21;

S3、通過壓鑄工藝在模具內(nèi)將熔融狀態(tài)的輔金屬3與主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面相結(jié)合，得到復(fù)合金屬胚料，且輔金屬3的熔點(diǎn)低于主金屬基材1的熔點(diǎn);

S3、通過壓鑄工藝在模具內(nèi)將熔融狀態(tài)的輔金屬3與主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面相結(jié)合，得到復(fù)合金屬胚料，如圖1至圖4，且輔金屬3的熔點(diǎn)低于主金屬基材1的熔點(diǎn)。其中，主金屬基材1的材料為鈦或不銹鋼，輔金屬3的材料為鋁合金或鎂合金;

S4、對S2得到的復(fù)合金屬胚料進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，最終得到金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。

[0030]在本發(fā)明中，將主金屬基材1與復(fù)合過渡層2熔接的側(cè)面定義為上表面，那么強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21與主金屬基材1熔接的一端即為底端，強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21遠(yuǎn)離主金屬基材1的一端即為頂端，本發(fā)明的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21的頂端最大寬度大于底端最大寬度。

[0031]本發(fā)明強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21通過3D打印熔接在主金屬基材1的上表面，因此形成很好的結(jié)合強(qiáng)度。然后高溫高壓狀態(tài)下，將輔金屬3的熔融液高溫高壓注射至固態(tài)的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面，熔融液流入強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21之間空隙中形成填充融合，從而將這主金屬基材1和輔金屬3熔合，形成完整的具有強(qiáng)剝離力、強(qiáng)剪切力的復(fù)合金屬材料，并通過熱處理使兩種金屬達(dá)到一定的金屬強(qiáng)度、硬度。本發(fā)明得到金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)在后續(xù)機(jī)械加工與表面處理，可廣泛應(yīng)用于3C等多個(gè)領(lǐng)域，如手持電話、平板電腦及手表等。

[0032]本發(fā)明強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21的頂端最大寬度大于底端最大寬度的作用是，進(jìn)一步提高剝離力。而本發(fā)明示意的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21為上端大底端小的結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21的上端與底端之間形成卡插結(jié)構(gòu)，從而與輔金屬3形成緊密結(jié)構(gòu)，因此能形成這種卡插結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21即可作為本發(fā)明的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21，如圖5所示，本發(fā)明以圖5的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21為例進(jìn)行說明。而且本發(fā)明的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21表面還分布多個(gè)凸點(diǎn)，凸點(diǎn)的作用在輔金屬3的熔融液填充后，進(jìn)一步提高增強(qiáng)復(fù)合過渡層2的結(jié)合強(qiáng)度。

[0033]在S1具體由如下步驟進(jìn)行：

S1.1、取由機(jī)械加工方法加工成不同結(jié)構(gòu)形狀的主金屬基材1;

S1.2、去除S1.1得到的主金屬基材1的上表面進(jìn)行去氧化層處理，然后再對主金屬基材1進(jìn)行整體清洗干燥。

[0034]需要說明的是，本發(fā)明在S1的目的是在3D打印前去除打印結(jié)合面表層的油污、灰塵、氧化層等雜質(zhì)，從而提高復(fù)合過渡層2與主金屬基材1的連接強(qiáng)度。

[0035]在S2具體由如下步驟進(jìn)行：

S2.1、在氧氣含量為4000ppm以下，將復(fù)合過渡層2的基材粉末和主金屬基材1加熱至100℃~110℃;

S2.2、在激光功率為100W~300W、掃描速度為500mm/s~1200mm/s、光斑直徑為70μm~100μm、脈沖頻率為50Hz~200Hz、脈沖寬度為50ns~150ns、打印的每層厚度不大于0.05mm、打印速度為500mm/s~1200mm/s、打印溫度為1200℃~1500℃的條件下，打印復(fù)合過渡層2;在打印完成后落粉，在氧氣含量為4000ppm以下室溫冷卻，得到主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu);

S2.3、對S2.2得到的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行去酸洗去除氧化層，再進(jìn)行超聲波水洗清潔，最后風(fēng)切干燥處理。

[0036]S3具體為：將S2.2得到的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)放入壓鑄模具，壓鑄溫度為500℃~800℃，在惰性氣體保護(hù)且壓鑄壓力為80MPa~120MPa、壓鑄時(shí)間為150s~220s的條件下，將在熔化爐中的輔金屬3熔融液添加至模具注射口，通過模具注射至固態(tài)的主金屬-復(fù)合過渡層復(fù)合結(jié)構(gòu)的上表面，得到復(fù)合金屬胚料。

[0037]S4具體為：對S2得到的復(fù)合金屬胚料進(jìn)行T4熱處理和T6熱處理，最終得到金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。T4熱處理的處理溫度為500℃~550℃，處理時(shí)間為0.4h~0.6h。T6熱處理的處理溫度為150℃~200℃，處理時(shí)間為2.8h~3.3h。

[0038]本發(fā)明得到的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的剝離強(qiáng)度為5N/mm、剪切力為400Mpa-550Mpa，而主金屬硬度280HV-340HV，金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的重量減輕約50%，良率99.8%。目前無復(fù)合過渡層2的軋制與壓鑄復(fù)合得到的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的剝離強(qiáng)度為2N/mm，剪切力170Mpa-250Mpa。

[0039]該制備方法得到的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)，其主金屬基材1位于外層，直接與外界環(huán)境接觸，提供良好的耐磨性和硬度、高強(qiáng)度及外觀裝飾性;而輔金屬3位于內(nèi)層，與復(fù)合過渡層2的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21相接觸，輔金屬3發(fā)揮其良好的易加工和導(dǎo)熱與輕質(zhì)特性;復(fù)合過渡層2位于中間，通過T型倒鉤等其他的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21，實(shí)現(xiàn)主金屬基材1與輔金屬3的緊密融合。在工作過程中，外層的主金屬基材1承受外部的刮擦、碰撞等作用力，保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。內(nèi)層的輔金屬3可與其他結(jié)構(gòu)件相連接，降低加工難度與減輕整體重量。復(fù)合過渡層2通過3D編輯形成任意形狀的特殊結(jié)構(gòu)，增加了主金屬基材1與輔金屬3之間的物理結(jié)合力，確保了整體穩(wěn)定性和可靠性。

[0040]該金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法的有益效果：1.適用于異型結(jié)構(gòu)：由于3D打印能夠根據(jù)設(shè)計(jì)模型快速、準(zhǔn)確地制造出具有任意復(fù)雜形狀的復(fù)合過渡層2，而壓鑄工藝又可以高效地將輔金屬3填充到復(fù)合過渡層2中，形成最終金屬復(fù)合結(jié)構(gòu);對于不同規(guī)格結(jié)構(gòu)的3C產(chǎn)品，如手持電話、平板電腦及手表等，都可以輕松實(shí)現(xiàn)，滿足了多樣化的設(shè)計(jì)制造需求。2.綜合性能優(yōu)異：主金屬基材1可通過傳統(tǒng)機(jī)大批量加工生產(chǎn)，具有良好的強(qiáng)度、耐腐蝕性和裝飾性;而本發(fā)明的復(fù)合過渡層2異型結(jié)構(gòu)保證了其與主金屬基材1、輔金屬3的結(jié)合強(qiáng)度，復(fù)合過渡層2易于編輯而且所需要材料用量少，加工效率高，因此實(shí)現(xiàn)智能制造;由于輔金屬3重量輕且易于加工，通過壓鑄工藝可以復(fù)合過渡層2緊密熔合;通過本技術(shù)方案將主金屬與輔金屬3結(jié)合起來，能夠充分發(fā)揮兩種金屬材料的優(yōu)勢，且不會有結(jié)合強(qiáng)度的問題。3.制造工藝簡單化：與現(xiàn)有的傳統(tǒng)金屬復(fù)合材料加工工藝相比，本發(fā)明將主金屬基材1、復(fù)合過渡層2和輔金屬3通過各自可輕松實(shí)現(xiàn)的工藝加工，復(fù)合后具備完美的結(jié)合強(qiáng)度，在保證了高可靠性的同時(shí)避免了傳統(tǒng)加工工藝難度高的問題。簡單成熟的制造工藝提高了產(chǎn)品的良率、降低了制造成本。

[0041]實(shí)施例2、一種金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)，由實(shí)施例1的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法制備得到。

[0042]該金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的主金屬基材1位于外層，直接與外界環(huán)境接觸，提供良好的耐磨性和硬度、高強(qiáng)度及外觀裝飾性;輔金屬3位于內(nèi)層，與復(fù)合過渡層2的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21相接觸，輔金屬3發(fā)揮其良好的易加工和導(dǎo)熱與輕質(zhì)特性;復(fù)合過渡層2位于中間，通過T型倒鉤等其他的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)21，實(shí)現(xiàn)主金屬基材1與輔金屬3的緊密融合。在工作過程中，外層的主金屬基材1承受外部的刮擦、碰撞等作用力，保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。內(nèi)層的輔金屬3可與其他結(jié)構(gòu)件相連接，降低加工難度與減輕整體重量。復(fù)合過渡層2通過3D編輯形成任意形狀的特殊結(jié)構(gòu)，增加了主金屬基材1與輔金屬3之間的物理結(jié)合力，確保了整體穩(wěn)定性和可靠性。

[0043]該金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的主金屬基材1可通過傳統(tǒng)機(jī)械大批量加工生產(chǎn)，具有良好的強(qiáng)度、耐腐蝕性和裝飾性，輔金屬3重量輕且易于加工，本發(fā)明的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)通過將主金屬與輔金屬3結(jié)合起來，能夠充分發(fā)揮兩種金屬材料的優(yōu)勢，且不會有結(jié)合強(qiáng)度的問題且而能減少主金屬基材1的用量，實(shí)現(xiàn)重量減輕約50%，且良率99.8%。該金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)適用于不同規(guī)格結(jié)構(gòu)的3C產(chǎn)品，如手持電話、平板電腦及手表等，滿足了多樣化的設(shè)計(jì)制造需求。

[0044]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。

說明書附圖(5)