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液态硅胶包金属件常用的金属材料有哪些?

发布时间:2025-04-19点击:

液态硅胶(LSR)包金属件时,常用的金属材料需满足 表面易处理、与硅胶粘结性好、热稳定性佳 等要求。以下是工业中最常用的 6 类金属材料及其特性、表面处理方法和典型应用场景:

一、不锈钢(304/316/430 等)

材料特性

  • 优势:耐腐蚀性强、强度高、表面硬度大,适合长期接触潮湿、酸碱环境的产品(如医疗器械、户外设备)。
  • 缺点:密度较高(重量大),表面光滑需预处理以增强粘结。

表面处理

  • 喷砂(氧化铝 / 玻璃珠):形成粗糙表面,增加机械锚定点(最常用)。
  • 化学蚀刻:用酸性溶液(如硝酸 + 氢氟酸)轻微腐蚀表面,提升表面能。
  • 电镀 / 化学镀:镀镍、镀铬或镀铜,改善表面极性(尤其适用于 316L 医用不锈钢)。

应用场景

  • 医疗器械手柄(如手术钳硅胶包胶)、厨房用具防滑部件、户外工具握把。

二、铝合金(6061/6063/ADC6 等)

材料特性

  • 优势:重量轻(密度仅 2.7g/cm³)、易成型(适合压铸 / CNC 加工)、成本适中,是 3C 产品和汽车部件的主流材料。
  • 缺点:表面易氧化,需避免氧化膜影响粘结。

表面处理

  • 阳极氧化前喷砂:先喷砂粗化表面,再进行导电氧化(如铬酸盐转化膜)或微弧氧化,增强硅胶附着力。
  • 纳米涂层处理:通过硅烷偶联剂溶液浸渍,提升表面化学活性(适合精密电子部件)。

应用场景

  • 手机 / 笔记本电脑边框包胶(如苹果 Watch 表壳包胶)、汽车换挡杆握把、无人机机身防滑层。

三、铜及铜合金(紫铜 / 黄铜 / 铍铜)

材料特性

  • 优势:导热性极佳(适合散热需求高的产品)、延展性好,常用于需要导电 / 导热的场景。
  • 缺点:易氧化变色,需表面镀层保护。

表面处理

  • 镀镍 / 镀金:先镀一层镍(厚度 5-10μm)作为过渡层,再镀金 / 银(防氧化并增强粘结)。
  • 化学镀铜:用于塑料电镀的金属化底层,此处直接对铜基材进行粗化后镀镍。

应用场景

  • 电子元件散热片包胶(如 5G 基站散热模块)、导电连接器绝缘包胶、乐器按键防滑包胶。

四、镁合金(AZ31/AZ91D 等)

材料特性

  • 优势:密度最低(1.8g/cm³),比强度高,适合超轻量化产品(如航空航天、高端 3C 设备)。
  • 缺点:化学性质活泼,易腐蚀,需严格控制表面处理工艺。

表面处理

  • 磷化 / 铬化处理:形成磷酸镁或铬酸镁转化膜,提升耐腐蚀性和粘结力。
  • 微弧氧化(MAO):在表面生成陶瓷层,粗化同时增强耐磨性(适合高负载场景)。

应用场景

  • 高端笔记本电脑外壳包胶(如镁合金框架 + 硅胶缓冲层)、航空座椅调节手柄、无人机电池仓包胶。

五、钛合金(TC4/TA1 等)

材料特性

  • 优势:高强度、耐腐蚀(尤其耐海水 / 汗液)、生物相容性好,适合医疗和高端消费品。
  • 缺点:成本高,表面硬度大需特殊粗化处理。

表面处理

  • 喷砂 + 酸蚀:先用氧化铝喷砂,再用氢氟酸 + 硝酸混合液蚀刻,形成多孔结构。
  • 阳极氧化着色:在表面生成纳米级氧化膜(如 TiO₂),同时可实现颜色匹配(如手表表壳)。

应用场景

  • 医用植入器械包胶(如钛合金义肢握把)、运动手表表壳(耐腐蚀 + 轻量化)、高端眼镜架防滑套。

六、锌合金(ADC12/ZA27 等)

材料特性

  • 优势:熔点低(易压铸成型)、成本低廉,适合复杂结构件(如五金配件、玩具)。
  • 缺点:密度较高(6.6g/cm³),耐腐蚀性较弱,需表面镀层保护。

表面处理

  • 电镀前脱脂 + 喷砂:先去除压铸残留的脱模剂,再喷砂粗化,最后镀镍 / 铬(防锌合金老化析出锌白)。
  • 锌系磷化:形成磷酸锌膜,增强表面极性和粘结力。

应用场景

  • 卫浴五金件包胶(如水龙头防滑手柄)、儿童玩具安全包胶(低成本 + 易成型)、家具五金连接件。

选择金属材料的核心原则

  1. 粘结需求
    • 若需高强度粘结(如承受拉力 / 剪切力),优先选可喷砂粗化的金属(如不锈钢、铝合金)。
    • 若需外观精致(如无色差、高光表面),选电镀 / 阳极氧化后表面平整的金属(如铜、钛合金)。
  2. 环境适应性
    • 潮湿 / 腐蚀性环境:不锈钢(316L)、钛合金(TC4)。
    • 高温环境(>150℃):不锈钢(耐温 800℃+)、钛合金(耐温 600℃+)。
  3. 成本与工艺匹配
    • 大批量简单件:锌合金(压铸成本低)、铝合金(CNC 加工成熟)。
    • 高精度复杂件:钛合金(需五轴加工)、铍铜(高导热 + 高弹性)。

液态硅胶包金属的关键工艺要点

  • 预处理流程:脱脂(去除脱模剂 / 油污)→ 粗化(喷砂 / 酸蚀)→ 活化(硅烷偶联剂处理,可选)→ 干燥(避免水分影响固化)。
  • 模具设计:金属件需设计倒扣结构(如凹槽、通孔),利用液态硅胶的流动性形成机械锁合,弥补单纯化学粘结的不足。


通过合理选择金属材料并搭配表面处理工艺,液态硅胶可与金属件实现高强度、长寿命的复合粘结,广泛应用于医疗、消费电子、汽车等高端领域。深圳市利勇安硅橡胶制品有限公司—专注液态硅胶制品精密技术研发24年,联系电话:134-2097-4883。