Phương pháp mạ kẽm nhúng nóng là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất trong số ba phương pháp mạ kẽm hiện nay. Tuy nhiên, nhiều thông tin thú vị về phương pháp này vẫn chưa được biết đến, bao gồm cả lịch sử phát triển của phương pháp này, các bước trong quy trình mạ kẽm bằng phương pháp nhúng nóng và phương pháp kiểm tra độ dày lớp mạ kẽm để đảm bảo đạt chuẩn. Trong bài viết dưới đây, megalhotdip.com sẽ cùng bạn khám phá về phương pháp mạ kẽm nhúng nóng nhé.
Phương pháp mạ kẽm nhúng nóng là gì?
Mạ kẽm là quá trình tạo ra một lớp bảo vệ bề mặt kim loại để chống lại sự oxy hóa và mài mòn, đồng thời gia tăng tuổi thọ của kim loại. Có 03 phương pháp chính để mạ kẽm là mạ kẽm nhúng nóng, mạ kẽm điện phân và mạ kẽm lạnh, trong đó phương pháp mạ kẽm nhúng nóng là phổ biến nhất.
Phương pháp này hoạt động bằng cách đưa kim loại cần xi mạ vào bể dung dịch kẽm nóng chảy. Quá trình này khiến lớp bên ngoài của kim loại tan chảy thành hợp kim với kẽm. Phương pháp này không chỉ giúp phủ đều lớp kẽm lên bề mặt kim loại, mà còn khiến lớp kẽm bám chặt và khó bị bong tróc, giúp bảo vệ bề mặt kim loại hiệu quả.
Lịch sử phát triển của phương pháp mạ kẽm nhúng nóng
Phương pháp mạ kẽm bằng nhúng nóng đã xuất hiện từ năm 1742, khi nhà hóa học Pháp P. J. Melouin đề xuất bảo vệ bề mặt chi tiết thép bằng cách nhúng chúng vào bể kẽm nóng chảy tại viện Hàn lâm Pháp. Tiếp sau đó, vào năm 1836, nhà hóa học Pháp Stanislas Sorel đã chính thức được cấp bằng sáng chế cho công trình mạ kẽm nhúng nóng. Ông đã sử dụng axit sulfuric để loại bỏ cặn bẩn và dầu loang trên bề mặt kim loại, giúp lớp mạ kẽm bám dính kim loại tốt hơn và tạo ra lớp bảo vệ chắc chắn hơn.
Năm 1850, quy trình mạ kẽm bằng phương pháp nhúng nóng đã được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sắt, thép của Anh và riêng năm 1850 đã sử dụng khoảng 10,000 tấn kẽm để mạ thép. Từ đó đến nay, phương pháp mạ kẽm nhúng nóng đã trở nên phổ biến và chiếm ưu thế so với các phương pháp xi mạ khác. Theo American Galvanizers Association (AGA – Hiệp hội Mạ kẽm Hoa Kỳ), khu vực Bắc Mỹ sử dụng lên tới 600,000 tấn kẽm hàng năm để mạ kim loại.
Quy trình mạ kẽm nhúng nóng trải qua những bước nào?
Quy trình mạ kẽm nhúng nóng đảm bảo tiêu chuẩn ASTM hoặc các tiêu chuẩn tương đương khác như CAN/CSA G164, ISO 1461. Quy trình gồm ba bước cơ bản:
Bước 1: Làm sạch bề mặt kim loại trước khi mạ
Bề mặt kim loại được làm sạch để đảm bảo kẽm “bám” vào bề mặt đồng đều. Việc làm sạch bề mặt bao gồm việc loại bỏ lớp dầu mỡ, bụi bẩn và lớp sơn cũ. Kim loại có thể được tẩy sạch bằng dung dịch xút, axit hydrochloric loãng hoặc phương pháp điện phân.
Bước 2: Nhúng trợ dung
Kim loại được nhúng vào chất trợ dung để loại bỏ lớp oxit và tạo ra lớp phủ bảo vệ ngăn ngừa quá trình oxy hóa. Sau đó, kim loại được sấy khô để chuẩn bị cho quá trình mạ.
Bước 3: Mạ kẽm nhúng nóng
Kim loại được nhúng vào bể mạ kẽm, trong đó phản ứng mạ kẽm xảy ra khi nhiệt độ đạt khoảng giữa 454°C & 465°C. Khi nhiệt độ trong bể đạt tới mức nóng chảy, phản ứng mạ kẽm hoàn thành và tạo thành các lớp hợp kim kẽm. Sau đó, gạt xỉ trên bề mặt và kết hợp rung để loại bỏ kẽm thừa. Cuối cùng, sản phẩm được nhúng vào dung dịch cromate để tạo lớp bảo vệ cho bề mặt.
Trong quá trình mạ kẽm, cần lưu ý nhúng hoàn toàn kim loại vào bể để có lớp mạ đồng đều. Ngoài ra, tùy độ dày mong muốn của lớp mạ kẽm mà cần căn chỉnh thời gian nhúng tương ứng. Tránh nhúng quá lâu khiến lớp mạ quá dày, giảm độ bám dính và không đảm bảo chất lượng mạ.
Bước 4: Làm nguội và kiểm tra chất lượng lớp mạ kẽm
Cuối cùng, sau khi đã hoàn thành các bước trên, sản phẩm sẽ được kiểm tra chất lượng lớp mạ kẽm. Việc kiểm tra bao gồm đánh giá độ dày, độ bền, độ bóng và độ đồng nhất của lớp mạ kẽm. Các thông số này phải đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nhất định để đảm bảo tính đồng nhất và bảo vệ tốt cho sản phẩm. Nếu sản phẩm không đạt yêu cầu, nó sẽ được đưa lại vào quá trình mạ kẽm nhúng nóng để thực hiện lại các bước trên để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Lưu ý quan trọng trong quy trình mạ kẽm nhúng nóng
Quá trình mạ kẽm nhúng nóng là một quá trình quan trọng để bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn và kéo dài tuổi thọ của sản phẩm. Tuy nhiên, để đạt được các tiêu chuẩn kỹ thuật, cần phải tuân thủ quy trình và kỹ thuật đúng (về thời gian, nhiệt độ, lượng dung dịch hỗ trợ…).
- Một trong những điểm quan trọng cần lưu ý là quy trình mạ kẽm nhúng nóng cho phép kim loại tiếp xúc toàn bộ với bề mặt bên ngoài của sản phẩm, giúp đảm bảo khả năng chống ăn mòn tối ưu nhất. Tuy nhiên, đối với những sản phẩm có cấu tạo phức tạp, nhiều chi tiết, lớp mạ có thể sẽ không đồng đều.
- Để đạt được lớp mạ kẽm đều và không lấp đầy các bước ren của sản phẩm, cần lưu ý không sử dụng phương pháp mạ kẽm nhúng nóng đối với những sản phẩm có chi tiết ren như ty ren treo xà gồ, ty ren treo thang hay máng cáp có bước ren nhỏ.
- Bên cạnh đó, cần tính toán chi phí dựa theo điều kiện thi công và vật liệu để lựa chọn phương pháp mạ kẽm phù hợp và hiệu quả nhất, bởi quy trình mạ kẽm nhúng nóng có chi phí khá cao.
Ứng dụng của mạ kẽm nhúng nóng
Phương pháp mạ kẽm nhúng nóng là một trong những phương pháp phổ biến được sử dụng trong các ngành sản xuất hiện nay. Nó được sử dụng để sản xuất thép mạ kẽm, trong đó có 200.000 tấn cho quá trình chế tạo và 400.000 tấn cho quá trình mạ kẽm liên tục hàng năm. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp hóa chất, bột giấy và giấy, chế tạo ô tô, thông tin liên lạc, chiếu sáng và vận tải. Các ngành nghề ứng dụng phương pháp này đều sử dụng lượng sắt, thép lớn và thường bị rỉ sét do quá trình oxy hóa dưới tác động của môi trường.
Phương pháp mạ kẽm nhúng nóng giúp kiểm soát ăn mòn tốt hơn, kéo dài tuổi thọ của vật dụng, công trình. Từ khi ra đời, phương pháp này đã góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và có giá trị ứng dụng trong nhiều ngành nghề cho đến ngày nay.