一种焊接板的制作方法、焊接板和热板焊接装置与流程

本发明涉及塑胶焊接设备技术领域，尤其涉及一种焊接板的制作方法、焊接板和热板焊接装置。

背景技术：

在塑胶连接技术中，热板焊是一种常规的链接方式，具有成本低，使用材料范围广的优点，是塑胶连接最主要的工艺。传统的热板焊工艺，采用金属材料加工成加热板，在焊接过程中，使待加工塑胶零件贴紧金属加热板，使得塑胶零件接触面被融化，再退出加热板，从而使得被加热焊接塑胶零件连接起来。

常规的热板焊接装置，主要零件是焊接板，在焊接过程中，为了缩短工期，一般焊接板的温度加到350℃以上。常规的焊接板为铝合金，铜合金或铁合金材料制备，在与塑胶材料接触加热后，焊接板表面容易残留塑胶材料。残余的塑胶材料长期在高温条件下碳化，形成无法融化的杂质，而且现在的塑胶材料中经常填充玻璃纤维和矿粉等，会造成更多杂质粘附在焊接面上，造成焊接不良，影响焊接强度。

为了避免焊接板表面粘料导致的残留塑胶材料，目前常规的处理方法是在焊接板上贴一层特氟龙布，但是由于特氟龙不耐高温，因此需要经常更换，而且其热传导率较低，从而导致需要增加焊接周期。所以目前通用的焊接技术，无法连续生产，需每隔一小时铲掉表层的塑料及填充物等残渣，增加了对焊接板和热板焊接装置的维护，并一定程度上降低了产品的品质。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种能够防止塑胶材料粘附在焊接板上的焊接板、具有该焊接板的热板焊接装置以及该焊接板的制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供一种焊接板，所述焊接板包括焊接板基材层，所述焊接板基材层上设有金属粘结层，所述金属粘结层远离所述焊接板基材层的一侧上设有金属氮化物层，所述金属氮化物层远离所述金属粘结层的一侧上设有金属氧化物层。

进一步地，所述金属粘结层由钨、钛、锆、铬中的一种金属或多种金属的组合物构成，所述金属粘结层的厚度为200~400纳米。

进一步地，所述金属氮化物层由氮化铬、氮化钛、氮化锆、氮化钨中的一种或多种的组合构成，所述金属氮化物层的厚度为500~1000纳米。

进一步地，所述金属氧化物层由氧化铬、氧化钛、氧化锆、氧化钨中的一种或多种的组合构成，所述金属氧化物层的厚度为400~800纳米。

进一步地，所述金属氧化物层远离所述金属氮化物层的一侧上设有金属碳化物层。

本发明的第二方面还提供上述第一方面中的任意一种焊接板的制作方法，所述方法包括以下步骤：

将焊接板基材的表面进行抛光处理，然后对抛光处理后的焊接板基材进行热处理；

在所述焊接板基材经过抛光处理的表面镀上所述金属粘结层；

在所述金属粘结层远离所述焊接板基材的一侧上接镀所述金属氮化物层；

在所述金属氮化物层远离所述金属粘结层的一侧上接镀所述金属氧化物层。

进一步地，在所述金属氧化物层远离所述金属氮化物层的一侧上接镀所述金属碳化物层。

优选的，所述热处理采用高温退火处理，退火温度为500~800℃。

优选的，采用物理气相沉积法或者热喷涂法进行镀层。

本发明的第三方面还提供一种热板焊接装置，该热板焊接装置包括利用上述第二方面中的任意一种焊接板的制作方法所制作的焊接板。

本发明的一种焊接板的制作方法、焊接板和热板焊接装置，具有如下有益效果：

本发明通过在焊接板的表面进行特殊的镀膜处理，使得焊接板表面依次形成金属粘结层、金属氮化物层和金属氧化物层，由于上述复合镀膜层具有低表面能、耐高温和高硬度的优点，从而在进行热板焊焊接塑胶时，可以防止塑胶材料粘附在焊接板上，减少了焊接板上的杂质残留，减少了对焊接板的维护，提高了焊接产品的品质并减少了热板焊接装置的维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明一实施例提供的一种焊接板的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的另一种焊接板的结构示意图；

图中：1-焊接板基材层，2-金属粘结层，3-金属氮化物层，4-金属氧化物层，5-金属碳化物层，6-类金刚石层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种焊接板，该焊接板用于塑胶零件连接时，加热塑胶零件，使得塑胶零件接触面被融化，再将焊接板退出后，能够使得被加热的塑胶零件连接。

本发明的焊接板在进行热板焊焊接塑胶时，可以防止塑胶材料粘附在焊接板上，减少了焊接板上的杂质残留，减少了对焊接板的维护，提高了焊接产品的品质并减少了热板焊接装置的维护。

具体的，请参见图1，所示为本发明的一种焊接板的结构示意图，该焊接板包括焊接板基材层1，所述焊接板基材层1上设有金属粘结层2，所述金属粘结层2远离所述焊接板基材层1的一侧上设有金属氮化物层3，所述金属氮化物层3远离所述金属粘结层2的一侧上设有金属氧化物层4。

焊接板基材层1可以为现有技术中的铝合金、铜合金或铁合金材料制备而成的焊接板。

在一个实施方式中，金属粘结层2由钨、钛、锆、铬中的一种金属或多种金属的组合物构成，所述金属粘结层2的厚度为200~400纳米。

金属氮化物层3由氮化铬、氮化钛、氮化锆、氮化钨中的一种或多种的组合构成，所述金属氮化物层3的厚度为500~1000纳米。

金属氧化物层4由氧化铬、氧化钛、氧化锆、氧化钨中的一种或多种的组合构成，所述金属氧化物层4的厚度为400~800纳米。

在另一个实施方式中，为了使得镀膜后的焊接板表面更加润滑，如图2所示，在金属氧化物层4远离所述金属氮化物层3的一侧上设有金属碳化物层5，在该金属碳化物层5上还设有类金刚石层6。该碳化物可以为碳化铬、碳化钛、碳化锆、碳化钨中的一种或多种的组合物。

本发明还提供上述任意一种焊接板的制作方法，该方法包括以下步骤：

将焊接板基材的表面进行抛光处理，然后对抛光处理后的焊接板基材进行热处理；

在所述焊接板基材经过抛光处理的表面镀上所述金属粘结层；

在所述金属粘结层远离所述焊接板基材的一侧上接镀所述金属氮化物层；

在所述金属氮化物层远离所述金属粘结层的一侧上接镀所述金属氧化物层。

其中，所述热处理采用高温退火处理，退火温度为500~800℃，优选的，退火温度为600℃；采用物理气相沉积法或者热喷涂法进行镀层。

在一个实施方式中，为了使得镀膜后的焊接板表面更加润滑，在所述金属氧化物层远离所述金属氮化物层的一侧上接镀所述金属碳化物层，并在该碳化物层上接镀出类金刚石层。该碳化物可以为碳化铬、碳化钛、碳化锆、碳化钨中的一种或多种的组合物。

本发明还提供一种热板焊接装置，该热板焊接装置包括利用上述焊接板的制作方法所制作的焊接板。

为了更加清楚的说明本发明的焊接板、该焊接板的制作方法以及包含该焊接板的热板焊接装置，下面以具体实施例对焊接板的制作方法进行详细的描述。

实施例1

将焊接板基材进行清洗处理，去除表面的油渍和其他污染物，然后进行抛光处理，使得焊接板表面达到镜面效果。

对达到镜面效果的焊接板基材进行热处理硬化，防止在后续镀膜过程中材料发生变形。

把经过上述处理的焊接板基材投入到物理气相沉积炉（pvd）中，先进行等离子辉光表面活化处理，再通过等离子溅射把锆金属沉积到上述焊接板基材表面，以形成锆金属粘结层，此处形成的锆金属粘结层的膜层厚度为300纳米。

接着在物理气相沉积炉（pvd）中通入氮气，保持锆金属等离子溅射沉积，使锆金属在沉积的过程中与氮气发生反应形成氮化锆并沉积到上述锆金属粘结层上形成氮化锆层，此处形成的氮化锆层的膜层厚度为500纳米。

在上述氮化锆膜层沉积完成后，停止通入氮气，改为通入氧气，保持锆金属等离子溅射沉积，使锆金属在沉积的过程中与氧气发生反应形成氧化锆并沉积到上述氮化锆层上形成氧化锆物层，此处形成的氧化锆层的膜层厚度为600纳米。

在上述氧化锆膜层沉积完成后，停止通入氧气，改为通入乙炔气体，保持锆金属的等离子溅射沉积，使金属锆与乙炔气体反应生成碳化锆并沉积在上述氧化锆层上，待碳化锆膜层沉积完成后，利用石墨作为溅射靶材，在碳化锆膜层上成型出类金刚石膜层。

实施例2

将焊接板基材进行清洗处理，去除表面的油渍和其他污染物，然后进行抛光处理，使得焊接板表面达到镜面效果。

对达到镜面效果的焊接板基材进行热处理硬化，防止在后续镀膜过程中材料发生变形。

采用热喷涂的方法，将锆金属粉末喷涂到经过上述处理的焊接板基材表面，形成400纳米厚度的锆金属粘结层。

采用热喷涂的方法，将氮化锆粉末喷涂到上述锆金属粘结层上，形成800纳米厚度的氮化锆层。

采用热喷涂的方法，将氧化锆粉末喷涂到上述氮化锆层上，形成500纳米厚度的氧化锆层。

将粗糙的氧化锆层进行镜面抛光，得到光滑的表面，除油清洗后将放入物理气相沉积炉（pvd）中，在物理气相沉积炉（pvd）中通入乙炔气体，使锆金属进行等离子溅射沉积，等离子溅射沉积中的金属锆与乙炔气体反应生成碳化锆并沉积在氧化锆层上，待碳化锆膜层沉积完成后，利用石墨作为溅射靶材，在碳化锆膜层上成型出类金刚石膜层。

实施例3

将焊接板基材进行清洗处理，去除表面的油渍和其他污染物，然后进行抛光处理，使得焊接板表面达到镜面效果。

对达到镜面效果的焊接板基材进行热处理硬化，防止在后续镀膜过程中材料发生变形。

把经过上述处理的焊接板基材投入到物理气相沉积炉（pvd）中，先进行等离子辉光表面活化处理，再通过等离子溅射把铬金属沉积到上述焊接板基材表面，以形成铬金属粘结层，此处形成的铬金属粘结层的膜层厚度为200纳米。

接着在物理气相沉积炉（pvd）中通入氮气，保持铬金属等离子溅射沉积，使铬金属在沉积的过程中与氮气发生反应形成氮化铬并沉积到上述铬金属粘结层上形成氮化铬层，此处形成的氮化铬层的膜层厚度为1000纳米。

在上述氮化铬膜层沉积完成后，停止通入氮气，改为通入氧气，保持铬金属等离子溅射沉积，使铬金属在沉积的过程中与氧气发生反应形成氧化铬并沉积到上述氮化铬层上形成氧化铬层，此处形成的氧化铬层的膜层厚度为800纳米。

在上述氧化铬膜层沉积完成后，停止通入氧气，改为通入乙炔气体，保持铬金属的等离子溅射沉积，使金属铬与乙炔气体反应生成碳化铬并沉积在上述氧化铬层上，待碳化铬膜层沉积完成后，利用石墨作为溅射靶材，在碳化铬膜层上成型出类金刚石膜层。

本发明的一种焊接板的制作方法、焊接板和热板焊接装置，具有如下有益效果：

本发明通过在焊接板的表面进行特殊的镀膜处理，使得焊接板表面依次形成金属粘结层、金属氮化物层和金属氧化物层，由于上述复合镀膜层具有低表面能、耐高温和高硬度的优点，从而在进行热板焊焊接塑胶时，可以防止塑胶材料粘附在焊接板上，减少了焊接板上的杂质残留，减少了对焊接板的维护，提高了焊接产品的品质并减少了热板焊接装置的维护。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。