QUI TRÌNH MẠ KẼM NHÚNG NÓNG

QUI TRÌNH MẠ KẼM NHÚNG NÓNG

Lịch sử hình thành công nghệ mạ kẽm nhúng nóng

Vào năm 1836, Sorel là một nhà hóa hóc người Pháp đã nhận bằng sáng chế về phương pháp bảo vệ bề mặt sắt thép bởi lớp phủ kẽm bằng cách nhúng chi tiết vào bể kẽm nóng chảy sau khi đã xử lý bề mặt chi tiết bởi axit Sunfuric 9% và nhúng qua Amonium Chloride. Một bằng sáng chế khác của nước Anh cũng đã được công nhận vào năm 1837

* Chuẩn bị bề mặt là bước quan trọng nhất trong bất cứ ứng dụng một phương pháp phủ bảo vệ bề mặt nào. Đa số các trường hợp hư hỏng trước thời gian sử dụng là do việc chuẩn bị bề mặt không đúng và không phù hợp. Qúa trình chuẩn bị bề mặt vật liệu kim loại nên cho mạ kẽm nhúng nóng gồm nhiều tuần tự như tẩy sạch dầu mở bằng dung dịch chất kiểm, tẩy gỉ bằng axit, tẩy rửa loại bỏ các oxit và ngăn không cho bề mặt bị oxi hóa trở lại.

QUI TRÌNH MẠ KẼM NHÚNG NÓNG

GIAI ĐOẠN 1 : TẨY DẦU MỞ

Trong quá trình sản xuất để bảo vệ các sản phẩ, thép không bị gỉ sét nhà sản xuất luôn phủ lên bề mặt sản phẩm một lớp dầu mỡ hoặc sơn đen, nên trước khi mạ kẽm nhúng nóng nếu không tẩy rửa hoặc không xử lý lớp dầu mỡ và tạp chất này, khi mạ kẽm nhúng nóng sẽ không bám hoặc bám những không bền chắc, lớp mạ có màu sắc thường không sáng.

Nên việc tẩy dầu mỡ và các tạp chất trở nên cần thiết được thực hiện trong bể dung dịch kiềm nguội có thêm phụ gia. Cụ thể : Sử dụng dung dịch kiềm nồng độ 12% tuy nhiên tùy theo mức độ bẩn nhiều hay ít, thời gian ngâm : 30 phút, nhiệt độ : 40 đến 50 độ C.

GIAI ĐOẠN 2 : RỬA SẠCH SẢN PHẨM

Mục đích rửa sạch lượng kiềm bám dính thông qua bề nước tràn ( Để không có phản ứng trung hòa khi mang qua bể axit ) và váng dầu mỡ

GIAI ĐOẠN 3 : TẨY GỈ

Sản phẩm được nhúng vào bể có chứa dung dịch axit clohydric ( HCl) trong nước với một lượng nhỏ chất phụ gia có tác dụng kiềm hãm axit ăn mòn bề mặt thép và hạn chế axit bay hơi

Cụ thể : 
+ Nông độ axit : 8-15%
+ Thời gian ngâm : 20-60 phút ( Tùy thuộc vào độ gỉ nhiều hay ít)
+ Nhiệt độ dung dịch : 10-30 °C

GIAI ĐOẠN 4 : RỬA SẠCH

Sau đó sản phẩm được rửa sạch axit và clorua sắt hình thành trong trình tẩy gỉ bằng nước lạnh trong bề tràn nếu không còn rỉ sét cùng tạp chất bám dính bề mặt sẽ chuyển sang khâu xử lý hóa chất.

GIAI ĐOẠN 5 : TẠO LỚP BÁM DÍNH

Mục đích : Lmà tăng mức độ thấm ướt của kẽm lên chi tiết sản phẩm khi mạ nhúng

Cụ thể : 

+ Dung dịch : Kẽm clorua, amoni clorua

+ Nhiệt độ dung dịch : 60-80°C

+ Thời gian ngâm : 2-3 phút

+ Tỷ trọng dung dịch : 15-20°Be

+ Hàm lượng Fe < 1.5 gam/lit

GIAI ĐOẠN 6 : MẠ KẼM NHÚNG NÓNG

Trong bước này vật liệu được nhúng hoàn toàn trong bể kẽm nóng chảy có tối thiểu 98% kẽm nguyên chất, hóa chất trong bể kẽm nóng chảy được chỉ định theo tiêu chuẩn ASTM A123 hoặc tương đương.

Nhiệt độ bể kẽm duy trình khoảng 454°C. Các sản phẩm gia công được nhúng trong bể đủ lâu để đạt tới nhiệt độ của bể mạ, các chi tiết được bỏ ra chậm khỏi bể mạ và lượng kẽm dư được loại bỏ bằng cách tự chảy, rung hoặc li tâm. Các phản ứng lý hóa trong quá trình xử lý vẫn diễn ra khi nhiệt độ chi tiết gần với nhiệt độ bể mạ. 

Các chi tiết được làm nguội bằng nước hay trong nhiệt độ không khí môi trường ngay sau khi bỏ ra khỏi bể mạ 

GIAI ĐOẠN 7 : TẠO LỚP BẢO VỆ

Mục đích : Bảo vệ lớp bám dính mạ kẽm

Hiện nay có hai phương pháp thường được sử dụng để tạo lớp bảo vệ cho sản phẩm là cromat hóa và sơn phủ

– Phương pháp cromat hóa

– Loại hóa chất : Cromate

– Nồng độ dung dịch : 0.1-0.15%

– Thời gian nhúng : 30 giây

– Phương pháp sơn phủ

Sau khi được làm nguội sản phẩm được dựa vào quy trình sau để sơn phủ

GIAI ĐOẠN 8 : KIỂM TRA SẢN PHẨM

Hai thuộc tính quan trọng của lớp mạ kẽm nhúng nóng được xem xét cần thận sau khi mạ là :

– Độ dày lớp mạ 

– Biểu hiện lớp mạ 

Tiêu chuẩn ASTM A123/A153 ( hoặc các tiêu chuẩn tương đương) đã đưa ra tiêu chuẩn tối thiểu về độ dày lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng cho các loại chi tiết trong các lĩnh vực khác nhau.

Các yếu tố ảnh hưởng tới độ dày và biểu hiện vủa lớp mạ kẽm bao gồm : Thành phần hóa học của thép, điều kiện bề mặt thép, nhiệt độ bể mạ , thời gian nhúng trong bể mạ, tốc độ lấy ra khỏi bể mạ, tốc độ làm nguội thép,….

Kiểm tra bề mặt sản phẩm bằng mắt và máy đo chiều dày lớp xỉ mạ bằng máy đo chuyên dụng. Máy được thiết kế dựa trên nguyên tắc cảm ứng từ để đo chiều dày lớp mạ kẽm trên bề mặt vật liệu thép.