【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属复合材料科学与工程，特别涉及一种结合传统机械加工、3d打印与压铸工艺的金属复合结构以及该金属复合结构的制备方法，该金属复合结构可广泛应用于3c领域，如手持电话、平板电脑及手表等。
技术介绍
1、复合金属材料是指利用复合技术将两种或多种化学、力学性能不同的金属在界面上实现冶金结合而形成的具有新性能的材料。复合金属材料一般主要分为主金属（如钛或不锈钢等）与辅金属(如铝合金等其他低成本金属)。
2、对于外观结构件主金属强度与硬度较高，可提供期望的外部装饰外观和刚度水平，但是相对较重和较贵，难以加工并且可能导致此种材料的浪费，而内部结构辅金属重量轻、成本低并且易于加工，但是不能提供期望的装饰外观且不耐刮擦。因此复合金属能够结合主金属与辅金属的优缺点，实现具有重量轻、成本低和易于加工，并且可以具有期望的装饰外观、硬度和耐刮擦性的优点。然而由于不同金属的变形程度和应力分布存在差异，这种不均匀性使复合金属在材料受到外力作用时，容易使结合较弱的区域出现分层、剥离等现象，影响材料的整体性能。
3、目前复合金属制造工艺主要有轧制复合、压铸复合和热等静压复合三大类，这三大类分别各有优缺点。
4、第一种、轧制复合是将两种或多种金属板材加热后通过轧机轧制，使它们在高压下结合在一起，这种方法工艺相对简单。但只适用于单一的平面结合，异型结构难度高难于实现，无法连续式生产；
5、第二种、压铸复合是将固态金属放入压铸模具中，在高温高压状态下将利用液态金属的流动性和浸润性，使其与固态金属表面接触通过
6、第三种、热等静压复合是通过热等静压结合在高温（一般为1000-2200℃）和高压（通常为100-200mpa）同时作用下进行的工艺过程，这种极端的条件下，两种金属在高温高压下会发生塑性变形和扩散，使得金属之间相互融合，该工艺能够消除两种金属材料结合中间内部的孔隙和缺陷。但是其设备结构复杂成本高昂，工艺条件苛刻难于控制，复合过程需要较长的保温保压时间生产效率低。
7、因此，针对现有技术不足，提供一种结合传统机械加工、3d打印与压铸工艺的金属复合结构以及该金属复合结构的制备方法以解决现有技术不足甚为必要。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种金属复合结构的制备方法。该金属复合结构的制备方法通过复合过渡层可以提高金属复合结构中的主金属与辅金属之间的结合强度。本专利技术的制备方法得到的金属复合结构能够广泛应用于3c领域，如手持电话、平板电脑及手表等。
2、本专利技术的上述目的通过以下技术措施实现：
3、提供一种金属复合结构的制备方法，包括以下步骤：
4、s1.取由机械加工方法加工成不同结构形状的主金属基材，然后对所述主金属基材需要3d打印的表面进行去氧化层处理；
5、s2、通过3d打印在主金属基材熔接与所述主金属基材相同材质的复合过渡层，且所述复合过渡层由多个强度结构构成，得到主金属与复合过渡层复合的主金属-复合过渡层复合结构，将在所述主金属-复合过渡层复合结构中具有所述复合过渡层的一侧面定义上表面，对上表面进行去氧化层清洁干燥处理；
6、s3、通过压铸工艺在模具内将熔融状态的辅金属与所述主金属-复合过渡层复合结构的上表面相结合，得到复合金属胚料，且所述辅金属的熔点低于所述主金属基材的熔点；
7、s4、对s2得到的复合金属胚料进行热处理强化，最终得到所述金属复合结构。
8、在所述复合过渡层中，所述强度结构呈矩阵分布。
9、优选的，上述复合过渡层的厚度为0.1mm~3mm。
10、优选的，上述强度结构为根据需求特征及强度通过3d软件进行编辑的强度结构。
11、在所述s1具体由如下步骤进行：
12、s1.1、取由机械加工方法加工成不同结构形状的主金属基材；
13、s1.2、去除s1.1得到的主金属基材的上表面进行去氧化层处理，然后再对主金属基材进行整体清洗干燥。
14、优选的，上述s2具体由如下步骤进行：
15、s2.1、在氧气含量为4000ppm以下，将复合过渡层的基材粉末和所述主金属基材加热至100℃~110℃；
16、s2.2、在激光功率为100w~300w、扫描速度为500mm/s~1200mm/s、光斑直径为70μm~100μm、脉冲频率为50hz~200hz、脉冲宽度为50ns~150ns、打印的每层厚度不大于0.05mm、打印速度为500mm/s~1200mm/s、打印温度为1200℃~1500℃的条件下，打印所述复合过渡层；在打印完成后落粉，在氧气含量为4000ppm以下室温冷却，得到主金属-复合过渡层复合结构；
17、s2.3、对s2.2得到的主金属-复合过渡层复合结构进行去酸洗去除氧化层，再进行超声波水洗清洁，最后风切干燥处理。
18、优选的，上述s3具体为：将s2.2得到的主金属-复合过渡层复合结构放入压铸模具，压铸温度为500℃~800℃，在惰性气体保护且压铸压力为80mpa~120mpa、压铸时间为150s~220s的条件下，将在熔化炉中的辅金属熔融液添加至模具注射口，通过模具注射至固态的所述主金属-复合过渡层复合结构的上表面，得到复合金属胚料。
19、优选的，上述s4具体为：对s2得到的复合金属胚料进行t4热处理和t6热处理，最终得到所述金属复合结构。
20、优选的，上述t4热处理的处理温度为500℃~550℃，处理时间为0.4h~0.6h。
21、优选的，上述t6热处理的处理温度为150℃~200℃，处理时间为2.8h~3.3h。
22、优选的，上述主金属基材的材料为钛或不锈钢。
23、优选的，上述辅金属的材料为铝合金或镁合金。
24、本专利技术的一种结合传统机械加工、3d打印与压铸工艺的金属复合结构以及该金属复合结构的制备方法，其中金属复合结构的制备方法，s1.取由机械加工方法加工成不同结构形状的主金属基材，然后对所述主金属基材需要3d打印的表面进行去氧化层处理；s2、通过3d打印在主金属基材熔接与所述主金属基材相同材质的复合过渡层，且所述复合过渡层由多个强度结构构成，得到主金属与复合过渡层复合的主金属-复合过渡层复合结构，将在所述主金属-复合过渡层复合结构中具有所述复合过渡层的一侧面定义上表面，对上表面进行去氧化层清洁干燥处理；s3、通过压铸工艺在模具内将熔融状态的辅金属与所述主金属-复合过渡层复合结构的上表面相结合，得到复合金属胚料，且所述辅金属的熔点低于所述主金属基材的熔点；s4、对s2得到的复合金属胚料进行热处理强化，最终得到所述金属复合结构。本专利技术的有益效本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属复合结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的金属复合结构的制备方法，其特征在于：在所述复合过渡层中，所述强度结构呈矩阵分布；
3.根据权利要求1或2所述的金属复合结构的制备方法，其特征在于：在所述S1具体由如下步骤进行：
4.根据权利要求3所述的金属复合结构的制备方法，其特征在于，所述S4具体为：对S2得到的复合金属胚料进行T4热处理和T6热处理，最终得到所述金属复合结构。
5.根据权利要求4所述的金属复合结构的制备方法，其特征在于：所述T4热处理的处理温度为500℃~550℃，处理时间为0.4h~0.6h；
6.根据权利要求1或2所述的金属复合结构的制备方法，其特征在于：所述主金属基材的材料为钛或不锈钢。
7.根据权利要求1或2所述的金属复合结构的制备方法，其特征在于：所述辅金属的材料为铝合金或镁合金。
8.一种金属复合结构，其特征在于：采用如权利要求1至7任意一项所述金属复合结构的制备方法制备得到。
【技术特征摘要】
1.一种金属复合结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的金属复合结构的制备方法，其特征在于：在所述复合过渡层中，所述强度结构呈矩阵分布；
3.根据权利要求1或2所述的金属复合结构的制备方法，其特征在于：在所述s1具体由如下步骤进行：
4.根据权利要求3所述的金属复合结构的制备方法，其特征在于，所述s4具体为：对s2得到的复合金属胚料进行t4热处理和t6热处理，最终得到所述金属复合结构。
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：王新云，黄亚军，
申请(专利权)人：广州众山精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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