PHẦN II: CÔNG NGHỆ MẠ KẼM NHÚNG NÓNG

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội_Viện Kỹ Thuật Hóa

Học

nhất và được ứng dụng rộng rãi nhất trong việc bảo vệ chống ăn mòn. Hai thuộc

tích quan trọng nhất của lớp bảo vệ rào chắn là sự bám dính vào bề mặt kim loại

nền và độ bền của lớp phủ. Sơn là một ví dụ điển hình về lớp bảo vệ rào chắn.

Anot hi sinh là một phương pháp quan trọng để tránh ăn mòn, bản chất của anot

hi sinh là làm thay đổi phần tử của mạch ăn mòn, tạo nền một phần tử của mạch

ăn mòn mới và đảm bảo rằng kim loại nền trở thành phần tử catot của mạch này.

Mạ nhúng kẽm nóng là phương pháp đồng thời cung cấp được hai phương pháp

bảo vệ chống ăn mòn đó là bảo vệ rào chắn và anot hi sinh.

4. Ứng dụng của công nghệ Mạ nhúng nóng

- Công nghệ nhúng kẽm nóng chảy chống ăn mòn kim loại cho các kết cấu

thép được ứng dụng khá phổ biến tại các nước công nghiệp phát triển, nhưng ở

nước ta đến 1989 mới được bắt đầu nghiên cứu triển khai với quy mô sản xuất

và được thúc đẩy mạnh mẽ khi triển khai xây dựng đường dây tải điện 500kV

Bắc Nam phục cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Vật liệu

tương ứng và công nghệ nhúng kẽm đã được triển khai đúng lúc, đáp ứng được

các yêu cầu chống ăn mòn, nâng cao chất lượng và tuổi thọ cũng như độ an toàn

của các công trình kết cấu thép và đã được nhận giải 3 VIFOTEC năm đầu 1995.

- Đối tượng áp dụng chủ yếu là các công trình có kết cấu thép lớn như: Dàn

khoan dầu khí, dầm cầu, dầm nhà thép, kết cấu cột thép cao, hệ thống cửa đập

thuỷ điện, cửa van cống, vỏ tàu…cụ thể:

Lĩnh vực viễn thông: hệ thống các sản phẩm trong ngành bưu chính – viễn

thông – truyền hình như: trạm BTS, cột anten, trụ anten,..

Lĩnh vực điện lực: cột điện.

Hiện các sản phẩm của mạ kẽm nhúng nóng tại Việt Nam chủ yếu là các phụ

kiện đường dây tải điện được làm bằng thép, các tháp truyền hình, các hộ lan

can mềm bảo vệ đường giao thông, các cột đèn chiếu sáng đô thị.

Mạ kẽm đã chứng minh tính năng bảo vệ ưu việt cho các công trình nên hầu

như tất cả công trình của ngành Điện hiện nay đều sử dụng sắt thép được mạ

kẽm nhúng nóng.

5. Tuổi thọ của lớp mạ

- Tuổi thọ phục vụ mong đợi được định nghĩa là tuổi thọ cho tới khi 5% bề

mặt xuất hiện lớp gỉ sắt. Thực tế sử dụng nhiều năm trước đây ở một số nước

cho thấy với độ dày 100 - 150µm nói chung lớp mạ phun cho tuổi thọ 15 - 20

Nhóm 10: Công Nghệ mạ kẽm-cromat hóa



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội_Viện Kỹ Thuật Hóa

Học

năm, nếu có một lớp sơn phủ hỗ trợ thường đạt 25 - 30 năm trong điều kiện khí

quyển.



II.2 Quy trình công nghệ mạ kẽm nhúng nóng

Phôi



Tẩy dầu mỡ

Rửa sạch

Tẩy rỉ

Xử lí hóa chất

Rửa sạch

Mạ kẽm

Phủ hóa chất

Sấy



Cromat hóa



Sơn lót

Sấy

Sơn mặt



Không đạt



Kiểm tra sản phẩm

Đạt



Nhóm 10: Công Nghệ mạ kẽm-cromat

Lưu kho hóa



Sấy



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội_Viện Kỹ Thuật Hóa

Học



Hình 1: Sơ đồ quy trình mạ kẽm nhúng nóng



* Chuẩn bị bề mặt là bước quan trọng nhất trong bất cứ ứng dụng một

phương pháp phủ bảo vệ bề mặt. Đa số các trường hợp hư hỏng trước thời hạn

sử dụng là do việc chuẩn bị bề mặt không đúng và không phù hợp. Quá trình

chuẩn bị bề mặt vật liệu kim loại nền cho mạ nhúng kẽm nóng gồm nhiều bước

tuần tự như tẩy sạch dầu mỡ bằng dung dịch chất kiểm, tẩy gỉ bằng axit, tẩy rửa

loại bỏ các oxit và ngăn không cho bề mặt bị oxi hoá trở lại.

a) Tẩy dầu mỡ

Trong quá trình sản xuất để bảo vệ các sản phẩm bằng 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 nhưng không

bền chắc, lớp mạ có màu sắc thường không sáng. Nên việc tẩy dầu mỡ và các

tạp chất trở nên rất cần thiết được thực hiên trong bể dung dịch kiềm nguội có

thêm phụ gia. Cụ thể: sử dụng dung dịch kiềm nồng độ 12%, tuy nhiên tùy thuộc

theo mức độ bẩn nhiều hay ít, thời gian ngâm: 30 phút, nhiệt độ: 40-50°C.

b) Rửa sạch sản phẩm

Mục đích là rửa sạch lượng kiềm bám dính thông qua bể nước tràn (để

không có phản ứng trung hòa khi mang qua bể axit) và váng dầu mỡ.

c) Tẩy rỉ

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:

-



Nồng độ axit : 8-15%.

Thời gian ngâm : 20-60 phút (tùy theo mức độ gỉ nhiều hay ít).



Nhóm 10: Công Nghệ mạ kẽm-cromat hóa



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội_Viện Kỹ Thuật Hóa

Học

-



Nhiệt độ dung dịch: 10-30°C.



d) Rửa sạch

Sau đó sản phẩm được rửa sạch axit và clorua sắt hình thành trong quá

trình tẩy rỉ bằng nước lạnh trong bể tràn nếu không còn rỉ sét cùng tạp chất bám

dính bề mặt thì sẽ chuyển sang khâu xử lí hóa chất.

e) Tạo lớp bám dính

Mục đích: làm tăng mức độ thấm ướt của kẽm lên bề mặt chi 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.

Tỉ trọng dung dịch : 15-20oBe.

Hàm lượng Fe < 1.5gam/lít.



f) Mạ kẽm nhúng nóng

tonc Zn = 419,5oC



tos Zn = 906oC



Trong bước này vật liệu được nhúng hoàn toàn trong bể kẽm nóng chảy có

tối thiểu 98% kẽm nguyên chất, hoá chất trong bề kẽm nóng chảy được chỉ định

theo tiêu chuẩn ASTM (hoặc tương đương). Nhiệt độ bể kẽm duy trì khoảng

4540C. 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 hoá 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.

g) Tạo lớp bảo vệ

Mục đích: bảo vệ lớp mạ kẽm.



Nhóm 10: Công Nghệ mạ kẽm-cromat hóa



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội_Viện Kỹ Thuật Hóa

Học

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 dưa vào quy trình sau để sơn phủ

h) Kiểm tra sản phẩm

Hai thuộc tính quan trọng của lớp mạ kẽm nhúng nóng được xem xét cẩn

thận sau khi mạ là độ dày lớp mạ và biểu hiện của lớp mạ. Tiêu chuẩn ASTM

(hoặc các tiêu chuẩn khác 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 của lớp mạ kẽm là bao gồm: thành

phần hoá học của thép, điều kiện bề mặt thép, nhiệt độ bể mạ, thời gian nhúng

trong bể mạ, tốc độ lấy ra khỏi bề 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.

Nếu kết quả không đạt sẽ được trả về để tiến hành mạ lại.



Nhóm 10: Công Nghệ mạ kẽm-cromat hóa



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội_Viện Kỹ Thuật Hóa

Học



PHẦN III: CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN

III.1 Giới thiệu chung về công nghệ mạ điện

1. Mạ điện là gì ?

Mạ điện là công nghệ điện phân tạo ra một lớp phủ trên bề măt vật cần mạ.

Mục đích của mạ là chống ăn mòn và tăng thêm vẻ đẹp cho vật được mạ.

2. Lịch sử hình thành và phát triển.

Ngành mạ điện được nhà hóa học Ý zluigi V.Brugnatelli khai sinh vào

năm 1805. Phát minh của ông không có ứng dụng trong công nghiệp trong suốt

30 năm và chỉ được nghiên cứu tại phòng thí nghiệm. Năm 1839, hai nhà hóa

học Anh và Nga đã độc lập nghiên cứu quá trình mạ kim loại đồng cho những

nút bản in. Sau đó,John Wright, Brimingham sử dụng Kali xyanua cho dung

dịch mạ vàng, bạc. Vào thời kỳ này, đó là dung dịch duy nhất có khả năng mạ

kim loại quý rất đẹp. Tiếp bước Wright, George Elkington và Henry Elkington

đã nhận được bằng sáng chế kĩ thuật mạ điện vào năm 1840. Hai năm sau đó

ngành công nghiệp mạ điện tại Brimingham đã có sản phẩm mạ điện trên khắp

thế giới. Năm 1850 lớp mạ đồng, kẽm, thiếc thương mai đã trở nên phổ biến.

Cuối thế kỉ 19 máy phát điện ra đời mở ra kỉ nguyên mới cho ngành công nghiệp

mạ điện .Ở Việt Nam, công nghệ mạ điện đang phát triển mạnh trong vài chục

năm gần đây và tiếp thu kĩ thuật của nhiều nước trên thế giới .



Nhóm 10: Công Nghệ mạ kẽm-cromat hóa



10



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội_Viện Kỹ Thuật Hóa

Học



III.2 Quy trình công nghệ mạ điện

Phôi



Gia công cơ khí



Tẩy dầu mỡ



Rửa



Tẩy gỉ



Rửa



Tẩy bóng



Tẩy nhẹ



Mạ kẽm



Cromat hóa



Kiểm tra



Hỏng



Bóc lớp mạ hỏng



Lưu kho

Nhóm 10: Công Nghệ mạ kẽm-cromat hóa



11