在精密五金加工領域,納米級表面處理工藝能夠改善五金件的性能與品質,滿足制造對表面精度、耐磨性、耐腐蝕性等方面的嚴苛要求。以下為幾種常見的納米級表面處理工藝。
化學沉積工藝
化學沉積是在特定的化學溶液中,通過化學反應使金屬或非金屬材料在五金件表面沉積形成納米級薄膜。其中,化學鍍鎳磷合金工藝應用廣泛,它無需外接電源,利用還原劑在金屬表面發生自催化反應,形成均勻、致密的鎳磷合金層。該合金層具有優異的耐腐蝕性、耐磨性和硬度,在電子、機械等領域的精密五金件上,能有效保護基體材料。例如,在手機金屬外殼的加工中,化學鍍鎳磷合金層可增強外殼的抗刮耐磨能力,同時提升其電磁屏蔽性能。
氣相沉積工藝
氣相沉積(PVD)通過物理過程將材料氣化成原子或分子,然后沉積在五金件表面形成納米級薄膜。常見的 PVD 工藝包括真空蒸鍍、濺射鍍膜和離子鍍。真空蒸鍍是將鍍膜材料加熱至蒸發,蒸發后的原子或分子在真空環境中沉積到五金件表面;濺射鍍膜則是利用高能粒子轟擊靶材,使靶材原子濺射到五金件表面形成薄膜;離子鍍結合了蒸發和濺射原理,在鍍膜過程中,離子會對薄膜表面進行轟擊,使薄膜更加致密。PVD 工藝制備的薄膜純度高、附著力強,常用于在精密刀具、模具表面鍍制氮化鈦、氮化鉻等超硬耐磨涂層,提高工具的使用壽命和加工精度。
表面改性工藝
表面改性工藝不添加額外材料,而是通過物理或化學方法改變五金件表面的組織結構和性能。其中,納米噴丸技術是將高速運動的納米級彈丸噴射到五金件表面,使表面產生塑性變形,形成納米晶結構,從而提高表面硬度、疲勞強度和耐腐蝕性。此外,激光表面處理也是常用的改性工藝,利用高能量密度的激光束快速加熱和冷卻五金件表面,使表面發生相變、熔凝或形成合金層,改善表面的硬度、耐磨性和抗氧化性。例如,在航空航天精密五金件的加工中,激光表面處理可有效提升部件的高溫性能。
自組裝單分子膜技術
自組裝單分子膜技術是利用分子間的相互作用,使表面活性劑分子在五金件表面自發形成有序排列的單分子膜。這種薄膜厚度在納米級別,能夠準確控制表面的潤濕性、摩擦性和腐蝕性。在微機電系統(MEMS)精密五金件的加工中,自組裝單分子膜可降低部件間的摩擦阻力,提高系統的可靠性和使用壽命。