Xử lý bề mặt kim loại là một quá trình hình thành một cách nhân tạo một lớp bề mặt trên bề mặt vật liệu nền kim loại khác với các tính chất cơ học, vật lý và hóa học của nền. Mục đích của việc xử lý bề mặt là 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 phun bề mặt. Quá trình xử lý trước bề mặt của vật đúc kim loại là làm sạch, quét, mài mòn, tẩy dầu mỡ và khử oxy trên bề mặt 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.; cái còn lại là xử lý bề mặt được xác định hẹp. Tức là chỉ xử lý bao gồm phun cát, đánh bóng, v.v. mà chúng ta thường gọi là tiền xử lý.
| Xử lý bề mặt | Ứng dụng |
| mạ kẽm | Đúc thép hợp kim, đúc thép carbon, các bộ phận làm bằng luyện kim bột |
| Mạ kẽm điện phân | Lớp phủ giàu kẽm điện phân trên các bộ phận thép |
| Mạ niken điện | Mạ niken điện phân 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 điện phân trên các bộ phận bằng thép, thép không gỉ và nhôm |
| Mạ Chrome-Niken | Các bộ phận bằng đồng thau, các bộ phận bằng đồng |
| Mạ kẽm Niken | Đúc thép, đúc đồng thau, các bộ phận đúc đồng |
| Mạ đồng-niken-crom | Mạ đồng-niken-crom trên các bộ phận thép, thép không gỉ, nhôm |
| Mạ đồng | Mạ trên các bộ phận thép |
| Anodizing | Anodizing và anodizing cứng trên nhôm định hình, gia công và các bộ phận bằng nhôm đúc khuôn |
| Bức vẽ | Sơn và làm khô màng trên các bộ phận sắt, nhôm, thép không gỉ và thép |
| Làm sạch axit | Làm sạch axit cho 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 |
| Sự thụ động | Sự thụ động của tất cả các loại thép không gỉ |
| phốt phát | Phốt phát kẽm và mangan của các vật đúc thông thường và các bộ phận gia công |
| 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, v.v., bề mặt phôi kim loại thường có vảy oxit, cát đúc rỉ sét, xỉ hàn, bụi, dầu và các chất bẩn khác. Để lớp phủ bám chắc vào bề mặt phôi thì bề mặt phôi phải được làm sạch trước khi sơn. Nếu không, nó không chỉ ảnh hưởng đến lực liên kết và khả năng chống ăn mòn của lớp phủ với kim loại mà còn ảnh hưởng đến kim loại cơ bản ngay cả khi nó được phủ. Nó có thể tiếp tục bị ăn mòn dưới sự bảo vệ của lớp, khiến lớp phủ bị bong ra, ảnh hưởng đến tính chất cơ học và tuổi thọ của phôi. Có thể thấy, mục đích của việc xử lý trước bề mặt phôi kim loại là cung cấp chất nền tốt phù hợp với yêu cầu phủ, thu được lớp bảo vệ có chất lượng tốt và kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.
2. Xử lý cơ học
Chủ yếu bao gồm đánh bóng con lăn bằng bàn chải dây, nổ mìn và đánh bóng cát.
Đánh bóng bằng chổi là con lăn chổi được dẫn động bởi động cơ, con lăn chổi quay với tốc độ cao ở mặt trên và mặt dưới của dải theo hướng ngược lại với chuyển động của miếng cán để loại bỏ cặn oxit. Cân oxit sắt được chải sạch sẽ được rửa trôi bằng hệ thống rửa nước làm mát tuần hoàn khép kín.
Phun bi là phương pháp sử dụng lực ly tâm để tăng tốc viên đạn và phóng nó vào phôi để loại bỏ rỉ sét và làm sạch. Tuy nhiên, bắn nổ có tính linh hoạt kém và bị hạn chế bởi địa điểm. Khi làm sạch phôi sẽ hơi mù, dễ tạo ra các góc chết trên bề mặt bên trong phôi không thể làm sạch được. Cấu trúc của thiết bị phức tạp, có nhiều bộ phận bị mòn, đặc biệt là lưỡi dao và các bộ phận khác bị mòn nhanh, thời gian bảo trì nhiều, chi phí cao và chi phí đầu tư một lần lớn. Sử dụng phương pháp phun nổ để xử lý bề mặt, lực tác động lớn và hiệu quả làm sạch rõ ràng.
Tuy nhiên, việc xử lý phôi tấm mỏng bằng phương pháp phun bi có thể dễ dàng làm biến dạng phôi và đạn thép chạm vào bề mặt phôi (bất kể phun bi hay phun bi) để làm biến dạng nền kim loại. Bởi vì oxit sắt và oxit sắt không có độ dẻo nên chúng sẽ bị vỡ. Sau khi bong ra, màng dầu biến dạng cùng với vật liệu nên việc phun bi và phun bi không thể loại bỏ hoàn toàn vết dầu bám trên chi tiết gia công. 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 tập hợp các hạt tích điện dương và hạt âm (bao gồm các 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. Vì vậy, nó được gọi là plasma, là trạng thái thứ tư trong đó vật chất tồn tại ngoài trạng thái rắn, lỏng và khí - plasma. Bộ xử lý bề mặt plasma bao gồm một máy tạo plasma, đường ống phân phối khí và vòi phun plasma. Máy tạo plasma tạo ra năng lượng cao áp và tần số cao trong ống thép vòi phun 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 vật thể được xử lý gặp nhau, vật thể đó sẽ thay đổi và xảy ra phản ứng hóa học. Bề mặt đã được làm sạch và các chất gây ô nhiễm hydrocarbon như dầu mỡ và các chất phụ gia đã được loại bỏ, hoặc được khắc và làm nhám, hoặc tạo thành một lớp liên kết ngang dày đặc hoặc đưa vào các nhóm cực chứa oxy (hydroxyl, carboxyl), những nhóm này có có tác dụng thúc đẩy độ bám dính của các vật liệu phủ khác nhau và đã được tối ưu hóa trong các ứng dụng bám dính và sơn. Với tác dụng tương tự, việc áp dụng bề mặt xử lý plasma có thể thu được bề mặt phủ có độ bền kéo cao rất mỏng, có lợi cho việc liên kết, phủ và in. Không cần sử dụng máy móc, xử lý hóa học và các thành phần mạnh khác để tăng độ bám 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 phôi, chủ yếu bao gồm mạ điện và 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 mạ điện. Lớp mạ có thể là kim loại, hợp kim, chất bán dẫn hoặc chứa các hạt rắn khác nhau như mạ đồng, mạ niken, v.v.
Khi ở trong dung dịch điện phân, phôi là cực dương. Quá trình hình thành màng oxit trên bề mặt dưới tác dụng của dòng điện bên ngoài được gọi là anodization, chẳng hạn như anodization của hợp kim nhôm. Việc 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 màng oxit trên bề mặt phôi, chẳng hạn như làm xanh thép.
5. Phương pháp hóa học
Việc xử lý bề mặt bằng 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 phôi. Các phương pháp chính là xử lý lớp phủ chuyển đổi hóa học và mạ điện.
Trong dung dịch điện phân, phôi kim loại không có tác dụng 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 hóa hóa học. Chẳng hạn như xử lý bluing, phosphating, thụ động và muối crom trên bề mặt kim loại. Trong dung dịch điện phân, bề mặt phôi được xử lý xúc tác mà không chịu tác dụng của dòng điện bên ngoài. Trong dung dịch, do khử các chất hóa học nên quá trình lắng đọng một số chất nhất định trên bề mặt phôi để tạo thành lớp phủ gọi là mạ điện, chẳng hạn như mạ niken điện phân, mạ đồng điện phân, 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 phôi kim loại vào kim loại nóng chảy để tạo thành 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 phôi để tạo thành lớp phủ được gọi là phun nhiệt, chẳng hạn như phun kẽm nhiệt và phun nhiệt nhôm.
3) Dập nóng
Quá trình gia nhiệt và ép lá kim loại lên bề mặt phôi để tạo thành lớp phủ được gọi là dập nóng, chẳng hạn như lá nhôm dập nóng.
4) Xử lý nhiệt hóa học
Quá trình trong đó phôi tiếp xúc với các chất hóa học và được nung nóng, và một nguyên tố nhất định đi vào bề mặt phôi ở nhiệt độ cao được gọi là xử lý nhiệt hóa học, chẳng hạn như thấm nitơ và cacbon hóa.
7. Điện di
Là một điện cực, phôi được đưa vào sơn dẫn điện hòa tan trong nước hoặc nhũ tương trong nước và tạo thành một mạch với điện cực khác trong sơn. Dưới tác dụng của điện trường, dung dịch phủ bị phân ly thành các ion nhựa tích điện, các cation di chuyển về cực âm và các anion di chuyển về cực dương. Các ion nhựa tích điện này, cùng với các hạt sắc tố bị hấp phụ, được điện di lên bề mặt 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 DC, các hạt sơn mang điện tích âm được nguyên tử hóa được hướng bay lên phôi tích điện dương để thu được màng sơn, gọi là phun tĩnh điện.
Thời gian đăng: Sep-12-2021