Các phương pháp xử lý bề mặt kim loại đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên sản phẩm xi mạ hoàn thiện, sáng bóng và bền màu. Đây là bước không thể thiếu trong quy trình gia công, giúp kim loại đạt được độ nhẵn, tăng khả năng bám dính và chống ăn mòn cho sản phẩm.
Trong bài viết này, Khải Hoàn sẽ cùng bạn khám phá chi tiết về một số kỹ thuật xử lý bề mặt kim loại được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay.
Xử lý bề mặt kim loại là gì và vì sao cần làm sạch bề mặt?
Xử lý bề mặt kim loại là công đoạn loại bỏ các vết mốc, dầu mỡ, bụi bẩn, gỉ sét,… nhằm đảm bảo bề mặt sản phẩm gia công được trơn nhẵn trước khi xi mạ và phủ sơn. Từ đó, lớp sơn và xi mạ bền chặt, đều màu và sáng bóng.
Đặc biệt, các phương pháp xử lý bề mặt kim loại có đặc tính điện hay cơ còn có thể củng cố chức năng của sản phẩm.
Nếu không trải qua quá trình xử lý kim loại có bề mặt nhiễm bẩn này, chất lượng nước sơn hay lớp mạ sẽ không đạt chất lượng như mong muốn vì:
- Khả năng bám dính của sơn, xi mạ kém vì gỉ sét, bụi bẩn,… Qua thời gian sử dụng, dễ bị bong tróc, để lộ phần thân kim loại cần bảo vệ.
- Bề mặt kim loại không được xử lý có nguy cơ thấm nước cao, dần dần phá hủy kim loại bên trong.
Làm sạch bề mặt kim loại bằng cách thủ công
Trong các phương pháp xử lý bề mặt kim loại hiện nay, thủ công tiết kiệm chi phí và dễ thực hiện, nhưng kết quả chỉ mang tính chất tương đối.
Sử dụng bàn chải sắt
Bạn có thể dùng bàn chải sắt chà xát với lực mạnh lên bề mặt để loại bỏ những gỉ sét, chi tiết kim loại thừa,…Trong nhóm các phương pháp xử lý bề mặt kim loại thủ công, đây là cách đơn giản và tiện lợi nhưng tiêu tốn nhiều nhân công, sức lực và thời gian.
Tuy nhiên, việc chà thủ công có thể dẫn tới tình trạng bề mặt kim loại bị bong tróc, cào xước nếu thao tác không đúng cách, khiến sơn lót không mịn và độ bám dính kém bền hơn.
Kết hợp bàn chải sắt với búa gõ
Với những mảng gỉ sét cục bộ có kích thước lớn, bàn chải sắt sẽ cần thêm lực tác động của búa gõ. Quá trình làm sạch phải thật cẩn thận vì phương pháp thủ công này có thể gây biến dạng bề mặt và khá ồn ào.
Ngoài bàn chải sắt và búa gõ, các phương pháp xử lý bề mặt kim loại thủ công khác thường thấy còn có giấy nhám, dao cạo,… Tuy nhiên, sử dụng những vật dụng này gây ra ô nhiễm do bụi bẩn, độ mịn và nhám cũng không đều.
Ứng dụng cơ khí trong xử lý bề mặt kim loại
Các phương pháp xử lý bề mặt kim loại bằng cơ khí cũng phổ biến và tiện lợi không kém cách thủ công truyền thống.
Sử dụng nhiệt
Ứng dụng các thiết bị tạo nhiệt đốt cháy (oxy, axetylen) trong việc xóa bỏ lớp sơn cũ, dầu mỡ hay bụi bẩn bám trên bề mặt. Trong nhóm các phương pháp xử lý bề mặt kim loại, đây là kỹ thuật khá phổ biến nhưng không quá hiệu quả với rỉ sét, và tác động nhiệt có thể làm biến dạng vật liệu kim loại nếu không kiểm soát tốt.
Sử dụng máy mài đĩa cát
Máy mài đĩa cát có các đĩa mài và đĩa quay gắn các hạt nhám. Bạn có thể sử dụng chúng mài vào những vị trí góc cạnh cần xử lý trên bề mặt kim loại.
Sử dụng máy phun nước áp lực cao
Phương pháp phun nước áp lực cao là kỹ thuật cơ học làm sạch bề mặt kim loại thường gặp trong các phương pháp xử lý bề mặt kim loại hiện đại. Bằng lực nước mạnh lên tới 1900 bar, thiết bị này có thể tẩy sạch lớp sơn cũ, gỉ sét và cặn bẩn nhanh chóng, đảm bảo bề mặt nhẵn và sẵn sàng cho bước sơn lót hoặc xi mạ.
Dù hiệu quả, máy phun nước áp lực cao có chi phí đầu tư lớn và cần được vận hành đúng kỹ thuật để tránh gây oxy hóa ở khu vực chưa được phủ sơn.
Phun cát ướt
Đây là phương pháp thân thiện với môi trường, giúp xử lý bề mặt lớn trong thời gian ngắn. Các mảng gỉ sét lớn và sơn cũ dày được loại bỏ qua hỗn hợp cát và nước phun với áp suất cao.
Phun cát khô
Miệng súng phun những hạt kích thước nhỏ khoảng 0,3 – 1,5 mm, bao gồm cát, sỏi, đá,… va chạm mạnh vào bề mặt với tốc độ cao. Đây là phương pháp cơ khí phổ biến hỗ trợ làm sạch bề mặt kim loại hiệu quả. Tuy nhiên, nó lại gây ô nhiễm môi trường.
Công nghệ điện hóa trong xử lý kim loại
Nằm trong top các phương pháp xử lý bề mặt kim loại nổi bật khác là điện hóa. Việc ứng dụng hóa chất tẩy dầu điện và dòng điện để xử lý bề mặt kim loại trước khi sơn. Cách này phù hợp với bề mặt nhỏ, nhiều chi tiết và cần độ chính xác cao.
Làm sạch bề mặt bằng hóa chất
Trong các phương pháp xử lý bề mặt kim loại, phương pháp hóa học được xem là giải pháp kinh tế và hiệu quả để chuẩn bị bề mặt trước khi sơn phủ, anod hóa học hoặc áp dụng công nghệ xi mạ chân không.
Những vết bẩn, bụi bặm, gỉ sét, mốc,… sẽ được loại bỏ hoàn toàn nhờ vào các chất hóa học. Có thể nhắc đến như chất định hình, dung môi hữu cơ, chất tẩy dầu kiềm dạng bột/nước, chất xúc tác, dung dịch kiềm,…
Công nghệ siêu âm trong làm sạch kim loại
Sóng siêu âm tần số cao cũng là một trong các phương pháp xử lý bề mặt kim loại hữu dụng. Là phương pháp ứng dụng dao động cơ học tần số cao để loại bỏ bụi bẩn, dầu mỡ và cặn bám trên bề mặt chi tiết kim loại.
Nhờ cơ chế đó, kỹ thuật này có thể làm sạch những vị trí nhỏ, khe hẹp hoặc bề mặt có cấu trúc phức tạp mà các phương pháp cơ học như chà, mài hoặc phun cát khó tiếp cận. Phương pháp này rất phù hợp cho việc xử lý bề mặt các chi tiết điện tử, y tế, linh kiện máy móc và các sản phẩm xi mạ cao cấp.
Xử lý bề mặt kim loại với công nghệ Laser
Trong các phương pháp xử lý bề mặt kim loại, công nghệ Laser được ứng dụng nhiều trong đóng tàu, ô tô, hàng không, cao su, điện tử,… Xung tập trung cực mạnh với tốc độ nhanh tới 1/1000s được bắn trực tiếp vào bề mặt theo công suất lớn. Từ đó, tách hoàn toàn mảng bám hữu cơ, sơn cũ, dầu cặn, chất bẩn,… làm sạch bề mặt và các mối hàn kim loại.
Kỹ thuật quay bóng cho chi tiết kim loại nhỏ
Kỹ thuật quay bóng là một trong các phương pháp xử lý bề mặt kim loại cơ học có thể làm nhẵn, đánh bóng và loại bỏ bavia trên các chi tiết kim loại có kích thước nhỏ hoặc hình dạng phức tạp.
Phương pháp này hoạt động dựa trên sự ma sát giữa sản phẩm và các hạt mài hoặc bi đánh bóng trong thung quay tròn. Khi thùng quay với tốc độ phù hợp, các chi tiết va chạm nhẹ nhàng giúp mài mòn bề mặt gồ ghề và tạo độ sáng bóng đồng đều. Hiện nay, có 2 phương pháp quay bóng là bóng ướt và bóng khô.
Xi mạ chân không (PVD) – Bước tiến trong công nghệ xử lý bề mặt
Xi mạ chân không (xi mạ PVD) là công nghệ vượt trội hơn các phương pháp xử lý bề mặt kim loại thông thường. Quá trình xử lý diễn ra trong môi trường chân không, không lẫn tạp chất và cách ly không khí.
Vật liệu mạ chuyển từ thể rắn sang hơi rồi quay lại thể rắn ban đầu với lớp phủ mạ mỏng và đều. Phương pháp xi mạ chân không vừa bền đẹp, vừa an toàn cho người sử dụng và môi trường.
Bạn có thể đọc qua bài viết cụ thể về xi mạ là gì để hiểu rõ hơn về phương pháp này.
Một số kỹ thuật khác
Dưới đây là một số cách khác bên cạnh các phương pháp làm sạch bề mặt kim loại phổ biến trên.
Anodization (oxy hoá anốt)
Anodization hay còn gọi là oxy hóa anốt thường được ứng dụng cho những kim loại nhẹ như titan, nhôm,… Phương pháp này vừa có thể làm sạch bề mặt, vừa có thể tạo màu cho nhôm. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc điện phân hiệu quả tạo các màng oxit chống ăn mòn nhôm.
Sơn
Sơn lót bề mặt kim loại là bước hoàn thiện quan trọng trong các phương pháp xử lý bề mặt kim loại, giúp cải thiện độ bám dính và tạo bề mặt nhẵn mịn trước khi sơn phủ hoặc xi mạ. Lớp sơn này không chỉ giúp che khuyết điểm nhỏ mà còn tăng khả năng chống ăn mòn và oxy hóa. Một số kỹ thuật sơn lót phổ biến gồm sơn phun, nhúng, chải, sơn bột và sơn tĩnh điện, tùy vào điều kiện môi trường mà lựa chọn công thức sơn thích hợp.
Nhúng nóng
Đúng như tên gọi, công nghệ xử lý bề mặt này sẽ nhúng vật phẩm kim loại vào thiếc, chì, kẽm, nhôm hoặc chất hàn hòa tan nóng chảy. Nhờ đó, bề mặt kim loại hình thành lớp màng chống ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt. Nhúng nóng được ứng dụng nhiều cho các thanh chắn trên đường bạn thường thấy.
Phun phủ nhiệt
Phun phủ nhiệt là phun vật liệu rắn đã nóng chảy lên bề mặt sản phẩm gia công để tạo lớp màng bảo vệ. Những vật liệu dùng trong phun phủ nhiệt là kim loại, hợp kim, nhựa, composite, bột ceramic,… có dạng thanh, dây, lõi thuốc, bột,….
Vật liệu được nóng chảy nhờ đốt nóng lên bằng plasma hay hồ quang điện, sau đó phun với dòng khí năng lượng cao để phân tán thành các hạt sương mù. Nhờ cơ chế này, phun phủ nhiệt trở thành một trong các phương pháp xử lý bề mặt kim loại được ứng dụng rộng rãi để tăng độ bền và khả năng chống oxy hóa cho sản phẩm.
Các câu hỏi thường gặp khác về các phương pháp xử lý bề mặt kim loại
Để giúp bạn hiểu rõ hơn về các phương pháp xử lý bề mặt kim loại phổ biến hiện nay, hãy cùng Khải Hoàn điểm qua thêm những câu hỏi xoay quanh chủ đề nay:
Làm thế nào để chọn đúng phương pháp xử lý cho vật liệu?
Việc chọn các phương pháp xử lý bề mặt kim loại phù hợp phụ thuộc vào loại vật liệu, mục đích sử dụng, yêu cầu kỹ thuật và điều kiện môi trường cụ thể.
Liệu việc xử lý có làm mỏng hoặc hư hại kim loại gốc không?
Một số trong các phương pháp xử lý bề mặt kim loại như phun cát hoặc mài cơ học có thể làm mòn nhẹ bề mặt. Tuy nhiên, hầu hết kỹ thuật hiện đại đều đảm bảo giữ nguyên cấu trúc kim loại gốc mà vẫn đạt được độ bám và độ bóng cao.
Có cần tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật cụ thể không?
Khi áp dụng các phương pháp xử lý bề mặt kim loại, cần tuân theo tiêu chuẩn ISO, ASTM hoặc tiêu chuẩn ngành nhằm đảm bảo độ bền, độ bám và an toàn trong thi công.
Thiết bị làm sạch bề mặt nào nên dùng cho quy trình xử lý?
Đối với các phương pháp xử lý bề mặt kim loại, việc chọn đúng thiết bị đóng vai trò quan trọng trong chất lượng hoàn thiện sản phẩm. Tùy vào nhu cầu làm sạch và hình dạng sản phẩm, có thể sử dụng thiết bị như máy phun cát, máy mài, bồn siêu âm hay hệ thống rửa dung môi chuyên dụng.
Các phương pháp xử lý bề mặt kim loại có ảnh hưởng đến độ chính xác của chi tiết gia công không?
Một số các phương pháp xử lý bề mặt kim loại cơ học có thể làm mòn nhẹ bề mặt. Nhưng một số kỹ thuật hiện đại như siêu âm hoặc điện hóa lại giữ nguyên kích thước và hình dạng chi tiết, đảm bảo độ chính xác khi gia công.
Kết luận
Các phương pháp xử lý bề mặt kim loại đều có ưu, nhược điểm riêng, nhưng mục tiêu cuối cùng vẫn là làm sao để lớp mạ đạt được chất lượng tốt nhất và nâng cao giá trị của sản phẩm. Tùy theo yêu cầu kỹ thuật mà có thể chọn các phương pháp cơ học, hóa học, điện hóa hoặc công nghệ cao. Trong số đó, công nghệ xi mạ chân không nổi bật nhờ khả năng tạo lớp phủ đồng đều, thân thiện với môi trường và người dùng.
Nếu bạn đang tìm kiếm đơn vị gia công xi mạ nhựa chân không uy tín, hãy liên hệ ngay với Khải Hoàn, chuyên gia với hơn 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý và phủ bề mặt kim loại, cam kết mang đến sản phẩm chất lượng, thẩm mỹ và bền vững nhất.