kim loại mạ kẽm: Quá trình, Những lợi ích, Ứng dụng

1. Định nghĩa mạ kẽm

Mạ kẽm đề cập đến công nghệ xử lý bề mặt phủ một lớp kẽm lên bề mặt kim loại, hợp kim, hoặc các vật liệu khác nhằm mục đích thẩm mỹ và chống gỉ.

Phương pháp này chủ yếu sử dụng mạ kẽm nhúng nóng, mục đích là tạo thành một lớp kẽm trên bề mặt kim loại để đạt được hiệu quả thẩm mỹ và chống gỉ.

2. Kim loại mạ kẽm là gì?

‌Kim loại mạ kẽm‌ đề cập đến quá trình thêm một lớp kẽm vào bề mặt bên ngoài của kim loại, chẳng hạn như thép hoặc sắt. Mục đích chính của quá trình này là thêm một lớp phủ bảo vệ vào kim loại bên dưới để giảm khả năng bị ăn mòn hoặc rỉ sét..

Lớp mạ kẽm này có tác dụng như một tấm chắn, đảm bảo kim loại bên dưới không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như độ ẩm, hóa chất, hoặc muối. Điều này làm cho kim loại mạ kẽm trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho các dự án đòi hỏi tuổi thọ và độ bền.

3. Những loại kim loại nào có thể được mạ kẽm?

Mạ kẽm hoạt động chủ yếu với sắt và thép. Những kim loại này thường được sử dụng trong xây dựng, ô tô, và ứng dụng công nghiệp, nơi cần sức mạnh của họ nhưng phải được bảo vệ khỏi rỉ sét.

Các loại kim loại khác cũng có thể được mạ kẽm. Nói chung là, kim loại màu như thép đúc, gang, sắt dễ uốn, thép cán nóng, và thép cán nguội đều có thể được xử lý theo cách này.

Kim loại khác, chẳng hạn như nhôm, thường không được mạ kẽm vì chúng có khả năng chống ăn mòn tự nhiên.

4. Quá trình mạ điện: Mạ kẽm bảo vệ kim loại cơ bản như thế nào?

Mạ điện bao gồm việc thêm một lớp kẽm lên bề mặt kim loại như thép và sắt. Có nhiều phương pháp mạ kẽm khác nhau, mỗi cái có quá trình của nó, mặc dù tất cả họ đều có chung một mục tiêu: để bao quanh thép hoặc sắt bằng kẽm.

Kẽm có thể được sử dụng ở dạng lỏng hoặc dạng bột. Khi đưa kẽm vào, Sắt có trong nền kim loại sẽ phản ứng với kẽm tạo thành lớp phủ hợp kim liên kết chặt chẽ. Nó là một lớp phủ tương đối đơn giản tạo nên một lớp phủ khá dày.

Quá trình mạ điện có thể được chia thành ba giai đoạn chính:

1. Chuẩn bị bề mặt kim loại: Đảm bảo kim loại sạch và sẵn sàng cho lớp phủ.
2. Mạ kẽm thực tế: Áp dụng lớp phủ kẽm.
3. Xử lý bề mặt sau mạ kẽm: Tăng cường vẻ ngoài và độ bền của lớp phủ cuối cùng.

Mạ kẽm bảo vệ kim loại dựa trên một số nguyên tắc:

• Bảo vệ rào cản: Lớp phủ kẽm tạo thành một rào cản vật lý chống lại các chất ăn mòn như axit, chất ăn da, chất kiềm, và khí.
• Cực dương hy sinh: Nếu lớp phủ bị trầy xước, kẽm đóng vai trò là cực dương hy sinh, ăn mòn chính nó thay vì kim loại cơ bản để tránh rỉ sét.
• Tăng cường ăn mòn: Kẽm ăn mòn nhanh hơn kim loại cơ bản, bảo vệ nó hơn nữa. Một số nhà sản xuất thêm cromat để đẩy nhanh quá trình này.

Tầm quan trọng của việc chuẩn bị thích hợp và sau điều trị

• Sự chuẩn bị: Chuẩn bị không đầy đủ có thể cản trở phản ứng giữa kim loại cơ bản và kẽm nóng chảy.
• Sau điều trị: Xử lý sau không đầy đủ có thể làm ảnh hưởng đến hình thức và chất lượng của lớp phủ cuối cùng.

Bằng cách đảm bảo chuẩn bị kỹ lưỡng và xử lý sau thích hợp, hiệu quả và chất lượng của sản phẩm mạ kẽm có thể được tối đa hóa.

5. Các phương pháp mạ khác nhau

Mạ kẽm là công nghệ xử lý bề mặt kim loại phổ biến được sử dụng để cải thiện khả năng chống ăn mòn và tuổi thọ của kim loại. Theo các nguyên tắc quy trình và kịch bản ứng dụng khác nhau, mạ kẽm có thể được chia thành các loại sau:

• ‌Mạ kẽm nhúng nóng‌ (còn được gọi là mạ kẽm nhúng nóng):

Đây là phương pháp nhúng các bộ phận kim loại vào kẽm nóng chảy để phủ lên bề mặt chúng một lớp kẽm. Mạ kẽm nhúng nóng có độ bền liên kết tốt, nhưng quá trình này tương đối phức tạp và chi phí sản xuất cao.

Độ dày lớp phủ của mạ kẽm nhúng nóng là từ 45 ~ 55μm, với khả năng chống ăn mòn tốt. Nó chủ yếu được sử dụng trong tháp ống thép, cột ống thép, tháp thép góc, phát điện quang điện, và các dự án khác.

• mạ điện:

Đây là phương pháp gắn ion kẽm lên bề mặt kim loại bằng phản ứng điện phân. Mạ điện có quy trình đơn giản, hiệu quả sản xuất cao và có thể được sử dụng rộng rãi trong xử lý chống ăn mòn các vật liệu kim loại khác nhau.

Mạ điện có thể được chia thành nhiều loại, chẳng hạn như mạ kẽm treo và mạ kẽm cán, và theo các giải pháp hóa học khác nhau được sử dụng, nó cũng có thể được chia thành mạ kẽm axit, vân vân

• ‌Mạ kẽm cơ khí:

Đây là một quá trình mạ kẽm tương đối truyền thống. Bột kẽm được gắn vào phần mạ bằng va chạm cơ học và hấp phụ hóa học để tạo thành lớp phủ.

Tuy nhiên, với sự trưởng thành liên tục của các quy trình mới, mạ điện cơ học đã được loại bỏ. Các quy trình thường được sử dụng là mạ kẽm nhúng nóng và mạ điện‌.

• ‌Kẽm hóa bột:

Đây là lớp phủ được hình thành do phản ứng khuếch tán của kẽm và sắt, và thành phần chính của nó là pha δ (FeZn17). Đặc điểm của kẽm hóa bột là lớp thấm tương đối đồng đều, và sẽ không xảy ra hiện tượng giòn và biến dạng do hydro.

Nó đặc biệt thích hợp cho các ốc vít như đai ốc, bu lông và các sản phẩm phần cứng nhỏ.

Khả năng bảo vệ lớp phủ của kẽm hóa bột là tốt, và khả năng chống ăn mòn trong khí quyển tốt hơn so với mạ điện.

• ‌Mạ kẽm:

Đây là phương pháp phủ trực tiếp sơn kẽm lên bề mặt kim loại để tạo thành lớp bảo vệ chống ăn mòn.

Quá trình mạ kẽm phủ rất đơn giản, nhưng lực liên kết lớp phủ tương đối yếu, phù hợp cho những dịp có yêu cầu chống ăn mòn thấp.

 

Các phương pháp mạ khác nhau này có những đặc điểm riêng và phù hợp với các tình huống và nhu cầu ứng dụng khác nhau..

Việc lựa chọn phương pháp mạ phù hợp là rất quan trọng để cải thiện khả năng chống ăn mòn và tuổi thọ của sản phẩm kim loại‌

6. Lợi ích của tấm kim loại mạ kẽm

• Tăng cường độ bền: Lớp phủ kẽm cung cấp một lớp bảo vệ chắc chắn, tăng tuổi thọ của kim loại bằng cách ngăn ngừa rỉ sét và ăn mòn.
• Bảo vệ toàn diện: Mạ kẽm cung cấp phạm vi bảo hiểm hoàn chỉnh, đảm bảo kim loại cơ bản được bảo vệ hoàn toàn, ngay cả ở các góc và khu vực khó tiếp cận.
• Giải pháp hiệu quả về chi phí: Mạ kẽm là một quá trình tương đối hợp lý so với các phương pháp chống ăn mòn khác, cung cấp tiết kiệm dài hạn do giảm nhu cầu bảo trì.
• Lớp phủ đáng tin cậy: Lớp mạ kẽm liên kết chặt chẽ với kim loại, cung cấp một rào cản đáng tin cậy chống lại các yếu tố môi trường, đặc biệt là trong điều kiện khắc nghiệt.
• Quay vòng nhanh: Quá trình mạ kẽm hiệu quả, cho phép thời gian sản xuất nhanh hơn so với các phương pháp xử lý bề mặt khác.
• Bảo trì thấp: Kim loại mạ kẽm yêu cầu bảo trì tối thiểu, giảm nhu cầu sửa chữa hoặc thay thế thường xuyên.
• Bảo vệ hy sinh: Lớp kẽm đóng vai trò là lớp phủ hy sinh, nghĩa là nó ăn mòn thay cho kim loại cơ bản, đảm bảo tính toàn vẹn của vật liệu cốt lõi.

7. Ứng dụng công nghiệp của kim loại mạ kẽm

‌Kim loại mạ kẽm được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp, chủ yếu là do đặc tính chống ăn mòn tuyệt vời của nó, có thể cải thiện đáng kể độ bền và độ an toàn của sản phẩm kim loại. ‌

Ứng dụng của kim loại mạ kẽm bao gồm nhiều ngành công nghiệp, bao gồm nhưng không giới hạn ở:

• ‌Ngành xây dựng‌:

Trong ngành xây dựng, dây chuyền mạ kẽm được sử dụng để gia công các bộ phận kết cấu thép và kim loại trong xây dựng. Lớp kẽm được hình thành trong quá trình mạ kẽm có thể ngăn ngừa rỉ sét và ăn mòn một cách hiệu quả, đồng thời kéo dài tuổi thọ của các bộ phận kết cấu.

Cho dù đó là xây dựng khung, tấm mái, hoặc trang trí tường ngoại thất, việc sử dụng thép mạ kẽm có thể cải thiện đáng kể độ bền và độ an toàn cho tòa nhà của bạn‌1.

• ‌Ngành công nghiệp ô tô‌:

Ngành công nghiệp ô tô có yêu cầu cao về khả năng chống ăn mòn của vật liệu kim loại. Dây chuyền mạ kẽm được sử dụng rộng rãi trong sản xuất ô tô và chủ yếu được sử dụng để gia công các tấm thép thân xe và các bộ phận khung gầm.

Lớp mạ kẽm có thể ngăn chặn hiệu quả các bộ phận cơ thể bị ăn mòn bởi các yếu tố môi trường như muối và độ ẩm trong quá trình lái xe, từ đó nâng cao độ bền và độ an toàn của xe.

• ‌ngành điện‌:

Các bộ phận kết cấu kim loại như đường dây truyền tải, thiết bị trạm biến áp trong ngành điện cần phải tiếp xúc lâu dài với môi trường ngoài trời và đối mặt với điều kiện tự nhiên khắc nghiệt..

Dây mạ kẽm có thể bảo vệ chống ăn mòn hiệu quả cho các thiết bị này, đảm bảo hoạt động ổn định trong các điều kiện môi trường khác nhau.

• ‌Máy móc nông nghiệp‌:

Máy móc nông nghiệp thường tiếp xúc với đất ướt và phân bón hóa học trong quá trình làm việc và đối mặt với nguy cơ ăn mòn cao hơn. Dây mạ kẽm giúp bảo vệ hiệu quả các bộ phận kim loại của máy móc nông nghiệp và giảm thiệt hại do ăn mòn‌.

• ‌Phương tiện vận chuyển‌:

Các phương tiện giao thông như cầu, cột đèn, dấu hiệu, vân vân. cần phải chịu được sự tác động của môi trường bên ngoài trong thời gian dài.

Việc sử dụng dây mạ kẽm có thể cung cấp cho các cơ sở này một lớp bảo vệ bền bỉ để chống gỉ và ăn mòn, tăng tuổi thọ của các phương tiện vận tải, và giảm tần suất bảo trì‌.

• MỨng dụng arine và ngoài trời:

Thuyền, bến cảng, và đồ gỗ ngoài trời được hưởng lợi từ đặc tính chống ăn mòn của kim loại mạ kẽm.

Ngoài ra, kim loại mạ kẽm còn có vai trò quan trọng về nhiều mặt như sản xuất công nghiệp, bảo vệ an toàn, và bảo vệ thiết bị.

Ví dụ, tại các xưởng sản xuất, kho hàng, và những nơi khác, Lưới mạ kẽm dùng làm lưới bảo hộ công nghiệp, lưới cách ly bảo vệ thiết bị và con người.

8. Cách nhận biết kim loại mạ kẽm?

Các phương pháp xác định kim loại mạ kẽm chủ yếu bao gồm quan sát quá trình, vẻ bề ngoài, độ dày lớp phủ, và việc sử dụng sơn. Sau đây là các phương pháp nhận dạng cụ thể:

• ‌Quan sát quá trình‌:

Mạ kẽm nhúng nóng là nhúng phôi vào chất lỏng kẽm nóng chảy để tạo thành lớp phủ đồng nhất và không xốp, trong khi mạ kẽm nhúng lạnh (mạ điện) là đặt phôi vào dung dịch chứa muối kẽm thông qua quá trình điện phân và cho dòng điện lắng đọng các ion kẽm trên bề mặt phôi để tạo thành một lớp phủ.

Vì thế, công nghệ xử lý mạ kẽm nhúng nóng bao gồm tẩy dầu mỡ, dưa chua, và ngâm trong bể chất lỏng kẽm nóng chảy, trong khi mạ kẽm nhúng lạnh được xử lý bằng thiết bị điện phân‌.

• ‌Quan sát sự xuất hiện‌:

Sự xuất hiện của mạ kẽm nhúng nóng hơi thô và có thể tạo ra các hình mờ trong quá trình, nhỏ giọt, vân vân., và bề ngoài tổng thể có màu trắng bạc.

Sự xuất hiện của mạ kẽm nhúng lạnh tương đối mịn, và màu sắc có thể là vàng-xanh hoặc sặc sỡ, chẳng hạn như bảy màu, trắng xanh, màu trắng với ánh sáng xanh, vân vân.

• ‌Đo độ dày lớp phủ‌:

Độ dày lớp phủ của mạ kẽm nhúng nóng thường cao hơn 10 micron, trong khi độ dày lớp phủ của mạ kẽm nhúng lạnh thường nằm trong khoảng 3-5 micron.

Điều này có thể được đo chính xác bằng các công cụ đo độ dày chuyên nghiệp.

• ‌Quan sát bề mặt sơn‌:

Trong một số trường hợp, tình trạng của bề mặt sơn có thể được quan sát để hỗ trợ việc đánh giá.

Bề mặt sơn mạ kẽm nhúng nóng đồng đều và không có lỗ rỗng, trong khi bề mặt sơn mạ kẽm nhúng lạnh có thể có nhiều lỗ chân lông hơn, có thể quan sát bằng mắt thường hoặc sau khi xử lý bề mặt đơn giản.

Tóm lại, bằng cách kết hợp các phương pháp trên, có thể xác định chính xác hơn đó là mạ kẽm nhúng nóng hay mạ kẽm nhúng lạnh.

Cần lưu ý rằng các phương pháp này đòi hỏi phải có kiến ​​thức chuyên môn và kinh nghiệm thực tế nhất định.. Dành cho người không chuyên, có thể cần phải sử dụng các công cụ chuyên nghiệp hoặc tham khảo ý kiến ​​của các chuyên gia để đưa ra phán đoán chính xác

9. Kim loại mạ kẽm vs. Kim loại không mạ kẽm

• Chống ăn mòn: Kim loại mạ kẽm vượt trội hơn kim loại không mạ kẽm về khả năng chống ăn mòn.
• Yêu cầu bảo trì: Kim loại không mạ kẽm cần được bảo trì thường xuyên hơn để chống ăn mòn.
• So sánh tuổi thọ: Kim loại mạ kẽm tồn tại lâu hơn đáng kể trong môi trường khắc nghiệt so với kim loại chưa được xử lý.
• Chênh lệch chi phí: Mặc dù ban đầu kim loại mạ kẽm có thể đắt hơn, tiết kiệm chi phí lâu dài nhờ giảm việc bảo trì và thay thế khiến chúng trở thành lựa chọn kinh tế hơn.

10. Những thách thức và hạn chế của kim loại mạ kẽm

Trong khi kim loại mạ kẽm mang lại nhiều lợi ích, họ đến với một vài thử thách:

• Khó khăn khi hàn: Hàn kim loại mạ kẽm có thể thải ra khói độc và có thể cần có biện pháp phòng ngừa bổ sung.
• Hạn chế nhiệt độ cao: Lớp phủ mạ kẽm có thể bị hư hỏng khi sử dụng ở nhiệt độ cao, làm cho chúng không phù hợp với một số môi trường nhất định.
• Ăn mòn điện: Khi kim loại mạ kẽm được ghép nối với các kim loại khác nhau, ăn mòn điện có thể xảy ra, có khả năng làm suy giảm cả hai vật liệu.

11. Cách chăm sóc và bảo quản kim loại mạ kẽm

• Phương pháp làm sạch: Làm sạch thường xuyên bằng chất tẩy rửa nhẹ và nước có thể giúp duy trì vẻ ngoài và tính toàn vẹn của kim loại mạ kẽm.
• Kiểm tra hư hỏng hoặc rỉ sét: Nên kiểm tra định kỳ các dấu hiệu hư hỏng hoặc ăn mòn để sớm phát hiện vấn đề.
• Thực hành tốt nhất để kéo dài tuổi thọ của sản phẩm mạ kẽm: Tránh tiếp xúc lâu với hóa chất khắc nghiệt và duy trì lớp phủ bảo vệ khi cần thiết.

12. Tính bền vững và tác động môi trường

Tính bền vững và tác động môi trường của kim loại mạ kẽm là rất quan trọng, đặc biệt là xem xét việc sản xuất và sử dụng nó. mạ kẽm, phủ kẽm lên kim loại để chống ăn mòn và kéo dài tuổi thọ.

Tuy nhiên, phương pháp truyền thống có thể dẫn đến ô nhiễm môi trường, bao gồm phát thải chất thải và tiêu thụ tài nguyên nước.

Để thúc đẩy tính bền vững, thiết bị mạ kẽm thân thiện với môi trường sử dụng hệ thống khép kín và công nghệ tái chế để giảm thiểu chất thải và ô nhiễm.

Các hệ thống này cô lập và xử lý các chất độc hại trong khi tái chế các giải pháp và chất thải lỏng, nâng cao hiệu quả tài nguyên. Các tính năng tiết kiệm năng lượng như công nghệ sưởi ấm và điện phân tiên tiến giúp giảm hơn nữa mức tiêu thụ tài nguyên.

Các nhà sản xuất cũng đang áp dụng các thực hành xanh bằng cách thúc đẩy bảo tồn năng lượng, giảm phát thải, tái chế chất thải, và khuyến khích mua sắm xanh.

Những sáng kiến ​​này bảo vệ môi trường và tăng cường tái chế tài nguyên, hỗ trợ phát triển bền vững.

Tuổi thọ dài của kim loại mạ kẽm giúp giảm thiểu tác động đến môi trường bằng cách giảm nhu cầu về vật liệu mới.

Tóm lại, áp dụng các công nghệ thân thiện với môi trường trong mạ kẽm giúp cải thiện kết quả môi trường và thúc đẩy tính bền vững thông qua việc giảm ô nhiễm và sử dụng tài nguyên hiệu quả.

13. Phần kết luận

Kim loại mạ kẽm mang lại độ bền cao, giải pháp tiết kiệm chi phí cho nhiều ứng dụng công nghiệp và thương mại.

Khả năng chống ăn mòn của nó, chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt, và mang lại tuổi thọ cao khiến nó trở nên vô giá trong các ngành công nghiệp như xây dựng, ô tô, và viễn thông.

Với sự chăm sóc và bảo trì thích hợp, kim loại mạ kẽm có thể tiếp tục hoạt động đáng tin cậy trong nhiều thập kỷ.

Nếu bạn không chắc chắn về chất liệu hoặc xử lý bề mặt để lựa chọn cho sản phẩm của mình, hãy để các chuyên gia tại DEZE giúp bạn. Chúng tôi có kiến ​​thức sâu rộng về xử lý bề mặt và dịch vụ sản xuất chất lượng.

Sự kết hợp hoàn hảo giữa kỹ thuật viên chuyên nghiệp và công nghệ tiên tiến giúp chúng tôi cung cấp dịch vụ hoàn hảo.

Hãy liên hệ với chúng tôi để gia công kim loại ngay hôm nay và để chúng tôi biến ý tưởng của bạn thành hiện thực.

Câu hỏi thường gặp

Làm thế nào để biết kim loại có được mạ kẽm hay không?

Hãy tìm một bộ đồng phục, lớp phủ màu xám xỉn với một kết cấu nhẹ. Ngoài ra, dùng nam châm để kiểm tra xem kim loại có từ tính không, vì một số lớp phủ mạ kẽm có thể ảnh hưởng đến từ tính.

Cái nào tốt hơn, nhôm hoặc thép mạ kẽm?

Sự lựa chọn phụ thuộc vào ứng dụng. Nhôm nhẹ hơn và chống ăn mòn tự nhiên, trong khi thép mạ kẽm bền hơn và có thể tiết kiệm chi phí hơn.

Cả hai đều có điểm mạnh của mình, vì vậy quyết định phải dựa trên yêu cầu cụ thể của dự án.