Xử lý bề mặt các bộ phận đúc kim loại

Xử lý bề mặt kim loại là một quá trình hình thành nhân tạo một lớp bề mặt trên bề mặt của vật liệu cơ bản là kim loại khác với các tính chất cơ lý, hóa học của vật liệu nền.Mục đích của việc xử lý bề mặt là để đáp ứng khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn, trang trí hoặc các yêu cầu chức năng đặc biệt khác của sản phẩm.Đối với vật đúc kim loại, các phương pháp xử lý bề mặt được sử dụng phổ biến hơn của chúng tôi là: đánh bóng cơ học, xử lý hóa học, xử lý nhiệt bề mặt và bề mặt phun sơn.Tiền xử lý bề mặt của vật đúc kim loại là làm sạch, quét, tẩy cặn, tẩy dầu mỡ và khử oxy bề mặt của phôi.

Có hai cách giải thích cho việc xử lý bề mặt.Một là xử lý bề mặt tổng quát, bao gồm nhiều phương pháp vật lý và hóa học bao gồm tiền xử lý, mạ điện, sơn, oxy hóa hóa học, phun nhiệt, v.v.;còn lại là xử lý bề mặt được xác định hẹp.Tức là chỉ xử lý bao gồm phun cát, đánh bóng,… mà chúng ta thường gọi là tiền xử lý.

 

Xử lý bề mặt	Các ứng dụng
Mạ kẽm	Đúc thép hợp kim, đúc thép cacbon, các bộ phận làm bằng luyện kim bột
Lớp mạ kẽm không điện	Lớp phủ giàu kẽm không điện trên các bộ phận thép
Mạ nickel không dùng điện	Mạ niken không điện trên các bộ phận thép, thép không gỉ, nhôm và đồng
Mạ thiếc-kẽm	Mạ thiếc-kẽm trên các bộ phận thép
Mạ crom	Đúc thép hợp kim, đúc hợp kim đồng
Mạ niken	Mạ niken không điện trên các bộ phận thép, thép không gỉ và nhôm
Mạ Chrome-Nickel	Bộ phận bằng đồng, bộ phận bằng đồng
Mạ niken kẽm	Đúc thép, đúc đồng, các bộ phận đúc đồng
Mạ đồng-niken-crom	Mạ đồng-niken-crom trên các bộ phận bằng thép, thép không gỉ, nhôm
Mạ đồng	Mạ trên các bộ phận thép
Anodizing	Anodizing và hard anodizing trên nhôm định hình, gia công và các bộ phận nhôm đúc
Bức tranh	Sơn và làm khô màng trên các bộ phận bằng sắt, nhôm, thép không gỉ và thép
Làm sạch bằng axit	Làm sạch bằng axit cho các vật đúc bằng thép không gỉ, các bộ phận được xử lý nhiệt, siêu hợp kim, hợp kim nhôm và các bộ phận hợp kim titan
Thụ động	Sự thụ động của tất cả các loại thép không gỉ
Phosphating	Phốt phát kẽm và mangan của các bộ phận đúc và gia công thông thường
Điện di	Điện di trên các bộ phận thép
Đánh bóng điện phân	Đánh bóng điện phân trên các bộ phận bằng thép không gỉ
Vẽ dây	Các bộ phận bằng thép không gỉ bằng cách đúc, hàn và rèn

 

1. Tiền xử lý bề mặt

Trong quá trình gia công, vận chuyển, bảo quản…, bề mặt phôi kim loại thường có cặn ôxít, cát đúc gỉ, xỉ hàn, bụi, dầu và các chất bẩn khác.Để lớp sơn phủ bám chắc vào bề mặt phôi, bề mặt phôi phải được làm sạch trước khi sơn.Nếu không, nó sẽ không chỉ ảnh hưởng đến lực liên kết và khả năng chống ăn mòn của lớp phủ với kim loại mà còn làm cho kim loại cơ bản ngay cả khi nó được phủ.Nó có thể tiếp tục bị ăn mòn dưới lớp bảo vệ, làm cho lớp phủ bị bong tróc, ảnh hưởng đến các đặc tính cơ học và tuổi thọ của phôi.Có thể thấy, mục đích của việc tiền xử lý bề mặt phôi kim loại là tạo ra lớp nền tốt phù hợp với yêu cầu sơn phủ, có được lớp bảo vệ có chất lượng tốt, kéo dài tuổi thọ cho sản phẩm.

 

2. Xử lý cơ học

Chủ yếu bao gồm đánh bóng con lăn bằng bàn chải sắt, phun hạt và làm sạch cát.

Đánh bóng bằng bàn chải là con lăn bàn chải được dẫn động bởi động cơ, và con lăn bàn chải quay với tốc độ cao trên bề mặt trên và dưới của dải theo hướng ngược lại với chuyển động của miếng cán để loại bỏ cặn oxit.Lớp cáu cặn sắt oxit được rửa sạch bằng hệ thống rửa nước làm mát tuần hoàn khép kín.

Bắn nổ là phương pháp sử dụng lực ly tâm để gia tốc đường đạn và chiếu vào phôi để tẩy rỉ và làm sạch.Tuy nhiên, bắn nổ có tính linh hoạt kém và bị hạn chế bởi trang web.Khi vệ sinh phôi thì hơi mù và dễ sinh ra các góc chết trên bề mặt bên trong của phôi mà không thể làm sạch được.Cấu tạo của thiết bị phức tạp, có nhiều bộ phận bị mài mòn, đặc biệt là cánh quạt và các bộ phận khác nhanh mòn, nhân công bảo dưỡng nhiều, chi phí cao, đầu tư một lần lớn.Sử dụng phun bắn để xử lý bề mặt, lực tác động lớn và hiệu quả làm sạch là rõ ràng.

Tuy nhiên, việc xử lý phôi tấm mỏng bằng phương pháp mài phẳng có thể dễ dàng làm biến dạng phôi, và thép bắn vào bề mặt của phôi (bất kể bắn nổ hay bắn thủng) làm biến dạng nền kim loại.Vì oxit sắt và oxit sắt không có tính dẻo nên chúng sẽ bị hỏng.Sau khi bong ra, màng dầu biến dạng cùng với vật liệu, do đó việc phun bắn và phun bắn không thể loại bỏ hoàn toàn các vết dầu trên chi tiết gia công có vết dầu.Trong số các phương pháp xử lý bề mặt phôi hiện có, hiệu quả làm sạch tốt nhất là phun cát.Phun cát thích hợp để làm sạch bề mặt phôi có yêu cầu cao hơn.

 

3. Điều trị bằng huyết tương

Plasma là một tập hợp các hạt mang điện tích dương và các hạt âm (bao gồm ion dương, ion âm, electron, gốc tự do và các nhóm hoạt động khác nhau, v.v.).Các điện tích dương và âm bằng nhau.Do đó, nó được gọi là plasma, là trạng thái thứ tư mà vật chất tồn tại ngoài trạng thái rắn, lỏng và khí - trạng thái plasma.Bộ xử lý bề mặt plasma bao gồm một máy phát plasma, một đường ống dẫn khí và một vòi phun plasma.Máy phát plasma tạo ra năng lượng cao áp và tần số cao trong ống thép vòi phun sẽ được kích hoạt và điều khiển để tạo ra plasma nhiệt độ thấp trong quá trình phóng điện phát sáng, với sự hỗ trợ của khí nén, plasma được phun lên bề mặt phôi.

Khi plasma và bề mặt của đối tượng được xử lý gặp nhau, đối tượng sẽ thay đổi và xảy ra các phản ứng hóa học.Bề mặt đã được làm sạch, và các chất bẩn hydrocacbon như dầu mỡ và các chất phụ trợ đã được loại bỏ, hoặc khắc và làm nhám, hoặc tạo thành một lớp liên kết ngang dày đặc, hoặc đưa vào các nhóm phân cực chứa oxy (hydroxyl, cacboxyl), những nhóm này có tác dụng thúc đẩy sự kết dính của các vật liệu phủ khác nhau, và đã được tối ưu hóa trong các ứng dụng sơn và độ bám dính.Dưới tác dụng tương tự, việc áp dụng bề mặt xử lý plasma có thể tạo ra một bề mặt phủ có độ bền cao rất mỏng, có lợi cho việc liên kết, phủ và in.Không cần các máy móc khác, xử lý hóa chất và các thành phần mạnh khác để tăng độ kết dính.

 

4. Phương pháp điện hóa

Xử lý bề mặt điện hóa sử dụng phản ứng điện cực để tạo thành một lớp phủ trên bề mặt của phôi, chủ yếu bao gồm quá trình mạ điện và quá trình oxy hóa anốt.

Khi phôi là cực âm trong dung dịch điện phân.Quá trình hình thành lớp phủ trên bề mặt dưới tác dụng của dòng điện bên ngoài được gọi là quá trình mạ điện.Lớp mạ có thể là kim loại, hợp kim, chất bán dẫn hoặc chứa các hạt rắn khác nhau, chẳng hạn như lớp mạ đồng, lớp mạ niken, v.v.

Khi ở trong dung dịch điện phân, phôi là cực dương.Quá trình hình thành một lớp màng oxit trên bề mặt dưới tác dụng của dòng điện bên ngoài được gọi là quá trình anod hóa, chẳng hạn như quá trình anod hóa của hợp kim nhôm.Quá trình xử lý oxy hóa thép có thể được thực hiện bằng phương pháp hóa học hoặc điện hóa.Phương pháp hóa học là đặt phôi vào dung dịch oxy hóa và dựa vào tác dụng hóa học để tạo thành một lớp màng oxit trên bề mặt của phôi, chẳng hạn như luyện thép.

 

5. Phương pháp hóa học

Xử lý bề mặt của phương pháp hóa học không có tác dụng hiện tại, và sử dụng sự tương tác của các chất hóa học để tạo thành một lớp mạ trên bề mặt của phôi.Các phương pháp chính là xử lý lớp phủ chuyển đổi hóa học và mạ không điện.

Trong dung dịch điện phân, phôi kim loại không có tác động của dòng điện bên ngoài, và chất hóa học trong dung dịch tương tác với phôi để tạo thành một lớp phủ trên bề mặt của nó, được gọi là xử lý màng chuyển đổi hóa học.Chẳng hạn như xử lý muối ăn mòn, phốt phát hóa, thụ động hóa và crom trên bề mặt kim loại.Trong dung dịch điện phân, bề mặt phôi được xử lý xúc tác mà không có tác dụng của dòng điện bên ngoài.Trong dung dịch, do sự khử các chất hóa học, quá trình lắng đọng một số chất trên bề mặt của phôi để tạo thành lớp phủ được gọi là mạ không điện, chẳng hạn như mạ niken không điện, mạ đồng không điện, v.v.

 

6. Phương pháp xử lý nóng

Phương pháp gia công nóng là làm nóng chảy hoặc khuếch tán nhiệt vật liệu trong điều kiện nhiệt độ cao để tạo thành lớp phủ trên bề mặt phôi.Các phương pháp chính như sau:

1) Mạ nhúng nóng
Quá trình đưa một phôi kim loại vào kim loại nóng chảy để tạo thành một lớp phủ trên bề mặt của nó được gọi là mạ nhúng nóng, chẳng hạn như mạ kẽm nhúng nóng và nhôm nhúng nóng.

2) Phun nhiệt
Quá trình nguyên tử hóa kim loại nóng chảy và phun lên bề mặt của phôi để tạo thành một lớp phủ được gọi là phun nhiệt, chẳng hạn như phun nhiệt kẽm và phun nhôm nhiệt.

3) Dập nóng
Quá trình làm nóng và ép lá kim loại trên bề mặt của phôi để tạo thành một lớp phủ được gọi là dập nóng, chẳng hạn như lá nhôm dập nóng.

4) Xử lý nhiệt bằng hóa chất
Quá trình phôi tiếp xúc với các chất hóa học và được nung nóng, và một phần tử nhất định xâm nhập vào bề mặt của phôi ở nhiệt độ cao được gọi là xử lý nhiệt hóa học, chẳng hạn như thấm nitơ và thấm cacbon.

 

7. Điện di

Là một điện cực, phôi được đưa vào sơn dẫn điện hòa tan trong nước hoặc nước, và tạo thành mạch với điện cực khác trong sơn.Dưới tác dụng của điện trường, dung dịch phủ đã bị phân ly thành các ion nhựa tích điện, các cation di chuyển đến cực âm và các anion di chuyển đến cực dương.Các ion nhựa tích điện này, cùng với các hạt sắc tố bị hấp phụ, được mạ điện trên bề mặt của phôi để tạo thành một lớp phủ.Quá trình này được gọi là điện di.

 

8. Phun tĩnh điện

Dưới tác dụng của điện trường cao áp một chiều, các hạt sơn mang điện tích âm đã được nguyên tử hóa được dẫn bay lên phôi mang điện tích dương để thu được màng sơn, màng sơn này được gọi là phun sơn tĩnh.