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MIM Surface Treatment: The “Final Mile” for the Performance of Precision Components in Locks & Tools

金属注射成型 (MIM) 的完整价值循环依赖于表面处理这一关键工艺。虽然大多数 MIM 零件都能实现“近净成形”,但它们常常面临“成形容易,表面质量控制难”的挑战,尤其是在锁具和工具等精密制造领域。表面处理的精度直接影响产品的使用寿命、安全性和用户体验。如果说成形和烧结奠定了材料和结构的基础,那么表面处理则通过针对性的优化,赋予零件耐磨性、耐腐蚀性和精确的适应性等核心性能,从而直接决定精密零件的最终价值。这堪称 MIM 工艺的“最后一公里”。

核心认知:MIM表面处理的本质

MIM表面处理是一种针对烧结零件的系统化加工工艺。它通过物理、化学或物理化学相结合的方法,着重于两个核心价值:首先,修正轻微的烧结缺陷(去除氧化皮、毛刺和微观不规则性),以确保尺寸精度;其次,赋予特殊的表面性能(提高耐磨性、耐腐蚀性,并优化外观纹理),以满足各行业的严格要求。

与传统机械加工中的表面处理不同,MIM零件由于其“近净成形”的特性,对“最小侵入性优化和精确适应”提出了独特的要求——既要避免因过度加工而损坏精密结构,又要确保处理结果均匀稳定。

渐进过程:易比精密四大核心流程的实施逻辑

MIM表面处理并非各个孤立工艺的简单叠加,而是一个完整的工艺循环,其逻辑为“基础保障→精度修正→防腐底漆→性能提升”。每个步骤的控制精度都直接影响最终结果。

第一步:基础保障——预处理

彻底清洁是有效表面处理的前提,因此预处理是后续工艺的“第一道防线”。针对MIM部件的复杂结构(例如微孔、深槽、薄壁),亿比精密采用定制化的“超声波脱脂+弱酸活化+真空干燥”解决方案:

  • 300-500W超声波清洗可有效去除烧结过程中残留的油和添加剂;
  • 短期弱酸活化可提高表面活性;
  • 60-120℃的精确温控真空干燥可防止孔洞内积水和二次氧化,确保彻底清洁。

经精密锁销和钥匙齿槽加工验证,该解决方案彻底解决了复杂结构中的残留清洁问题,避免了装配卡滞风险。

  1. 步骤二:精密校正——机械精加工

预处理后,开始进行精密校正,以优化表面​​光洁度和尺寸精度,并纠正轻微的烧结结构偏差。亿比精密根据具体需求选择设备:

  • 批量去毛刺和硬化:履带式喷丸机(0.1-0.3mm钢丸,0.4-0.6MPa喷射压力);
  • 精密装配部件:离心研磨机+陶瓷磨料,30-60分钟精密研磨,使表面粗糙度≤Ra0.8;
  • 外观要求:另配自动抛光机+钻石抛光膏,以获得均匀的哑光或镜面效果。

对于锁具传动核心部件(例如锁芯齿轮、开/关机构),我们稳定控制表面粗糙度在 Ra0.4-Ra0.8 之间,以满足高频开/关场景下的顺畅配合需求。对于工具中的精密啮合部件(例如扳手钳口、螺丝刀头),我们采用精密磨削工艺,确保尺寸公差 ≤ ±0.01mm,从而保证啮合精度。

  1. 步骤 3:防腐蚀底漆——化学转化处理

机械加工完成后,需要进行化学转化处理,以形成致密的保护层,这不仅能提高耐腐蚀性,还能改善后续涂层的附着力——这是关键的连接环节。亿比精密根据“基材适应性”原则定制解决方案:

  • 不锈钢部件:采用特殊钝化溶液形成致密的保护膜;
  • 碳钢部件:磷化处理(同时优化后续装配润滑性);
  • 后处理:在约 40℃ 下密封,低温干燥,以进一步加强保护。

锁具常用于户外,工具也经常接触潮湿环境。经此工艺处理的部件可达到超过200小时的盐雾试验耐受性,显著延长产品使用寿命并降低售后维护成本。

  1. 第四步:性能提升——核心表面处理

作为核心环节,性能提升直接决定了零部件的最终使用价值。亿比精密基于“性能-成本-外观”的三维需求提供定制化解决方案:

  • 高耐磨解决方案:硬铬电镀

通过直流电镀电源将电流密度精确控制在 20-30A/dm²,在钛合金镀铬槽中沉积 8-15μm 厚的硬铬镀层。表面硬度达到 HV800 以上,能够承受高频摩擦和高强度作业(适用于高频工具使用场景)。

  • 高端性能+外观解决方案:PVD钛电镀(TiN、TiCN等)

采用真空度为10⁻³-10⁻⁴Pa的磁控溅射镀膜机,沉积硬度超过HV1500的镀层。该镀层可耐受500小时以上的盐雾试验,并呈现出金色、黑色等质感外观。此方案已应用于工具行业的高端锁面板、防盗锁芯和高端手动工具,不仅满足耐磨耐刮擦的要求,还能提升产品外观质感,助力客户打造高端产品。

  • 经济高效的解决方案:化学镀镍磷合金

在85-90℃的化学镀槽中沉积10-20μm厚的镀层,无需通电,兼具耐腐蚀性和适度的耐磨性,满足锁具和工具的基本使用要求。

涂层后,所有部件均需进行后处理,包括“冲洗和密封+氢消除烘烤(针对高强度部件)”:特殊的密封剂填充涂层孔隙,并在200-230℃的烘箱中进行2-4小时的氢消除烘烤,以彻底消除氢脆风险,确保部件在高强度使用下不会断裂。

三、总结:MIM表面处理的核心在于“精确适应”

MIM表面处理并非千篇一律的标准化工艺,而是一个根据部件材料、性能要求和成本预算量身定制的系统化项目。从彻底的预处理清洁、精密的机械精加工、通过化学转化实现的防腐蚀底涂,到芯材处理的性能提升——每一步都需要精准的调整。

这是亿比精密作为一体化MIM解决方案提供商的核心竞争力:我们以工艺本质为核心,实现了表面处理、成型和烧结三者之间的深度协同。我们为锁具、工具等精密制造行业提供兼具性能优势和成本控制的整体解决方案,帮助客户平衡性能与成本,提升终端产品的竞争力。

如果您正在寻找精密锁具/工具组件的MIM OEM合作伙伴,或者面临“复杂结构加工困难、表面性能不佳或成本高昂”等挑战,请随时联系我们——我们提供免费的工艺评估和样品原型制作服务。我们将根据您的组件图纸和性能要求,为您量身定制专属的MIM加工解决方案,助您打造更具竞争力的终端产品。

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