Mạ kẽm nhúng nóng là gì? Quy trình nhúng và ứng dụng sản phẩm

Mạ kẽm nhúng nóng là phương pháp mạ kẽm được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về quy trình của nó, bao gồm các bước cơ bản và những lưu ý quan trọng để đạt được hiệu quả cao.

1. Mạ kẽm nhúng nóng là gì?

Mạ kẽm nhúng nóng là một phương pháp hiệu quả để bảo vệ thép khỏi bị ăn mòn. Kim loại được nhúng vào bể kẽm nóng chảy, tạo thành lớp phủ kẽm bám chắc. Lớp phủ này hoạt động như một lá chắn hóa học và vật lý và chống ăn mòn.

2. Phương pháp mạ kẽm nhúng nóng có lịch sử như thế nào? 

Phương pháp này được xuất hiện vào năm 1742, khi nhà hóa học người Pháp Paul Jacques Malouin trình bày một phương pháp phủ kẽm lên sắt bằng cách nhúng vào bể kẽm nóng chảy trước Viện Hàn lâm Pháp. Tuy nhiên, phát minh này vẫn chỉ là một ý tưởng cho đến hơn nửa thế kỷ sau.

Bước ngoặt thực sự đến vào năm 1836, khi nhà hóa học người Pháp Stanislas Sorel nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho quy trình mạ kẽm nhúng nóng hoàn chỉnh. Sorel không chỉ cải tiến phương pháp làm sạch kim loại trước khi nhúng, mà còn đặt tên cho nó là “galvanizing” – một thuật ngữ thời bấy giờ dùng để chỉ những phương pháp điện phân.

Sự ra đời của phương pháp này đã nhanh chóng nhận được sự đón nhận rộng rãi. Năm 1850, chỉ 14 năm sau khi được cấp bằng sáng chế, lượng kẽm được sử dụng cho mạ kẽm ở Anh đã đạt tới 10.000 tấn mỗi năm. Cầu Cổng Brooklyn, hoàn thành vào năm 1883, là một trong những công trình lớn đầu tiên sử dụng cáp mạ kẽm, minh chứng cho độ bền và hiệu quả của phương pháp này.

Trong thế kỷ 20, nó tiếp tục phát triển, với sự ra đời của các tiêu chuẩn quốc tế và cải tiến công nghệ. Ngày nay, phương pháp này đã trở thành một phương pháp mạ kẽm phổ biến trên toàn thế giới, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ xây dựng đến giao thông vận tải, từ nông nghiệp đến hóa chất. Đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất vật tư phụ kiện ngành cơ điện thì thang máng cáp mạ kẽm nhúng nóng là sản phẩm nổi bật của phương pháp này.

3. Các tiêu chuẩn của phương pháp mạ kẽm nhúng nóng

Để đảm bảo chất lượng và độ bền vượt trội cho công trình mạ kẽm nhúng nóng, không thể bỏ qua tầm quan trọng của các tiêu chuẩn. Phương pháp mạ kẽm bền bỉ cũng được xây dựng từ nền tảng của những bộ tiêu chuẩn hàng đầu trên thế giới, chia thành 5 tiêu chuẩn chính:

3.1 Tiêu chuẩn Anh BSI

Nổi bật ở châu Âu, tiêu chuẩn BSI của Viện Tiêu chuẩn Anh mang đến hệ thống quy định chi tiết về thông số kỹ thuật, loại ống và tiêu chuẩn chất lượng trong lĩnh vực thép. Các tiêu chuẩn như BS EN 10255:2004, BS 1387 – 1985, BS 4504, BS 21 không chỉ đảm bảo chất lượng ổn định cho ống thép mạ kẽm mà còn nâng cao hiệu quả và tính cạnh tranh của các nhà sản xuất.

3.2 Tiêu chuẩn Mỹ ASTM

Được đánh giá cao về mức độ khắt khe và độ bền vượt trội, tiêu chuẩn ASTM của Hiệp hội Kiểm nghiệm Vật liệu Hoa Kỳ là một trong những tiêu chuẩn hàng đầu được tin dùng trên toàn thế giới. Các tiêu chuẩn như ASTM A53/A53M (đường ống) hay A530 (ống thép Carbon và hợp kim chuyên dụng) đảm bảo độ dày lớp mạ chính xác, khả năng chống ăn mòn cao, tuổi thọ dài và tính thẩm mỹ vượt trội cho công trình mạ kẽm.

3.3 Tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001

Mặc dù không trực tiếp đề cập đến kỹ thuật mạ kẽm, tiêu chuẩn ISO 9001 của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát toàn diện chất lượng dịch vụ. Các đơn vị đạt chứng nhận ISO 9001 cam kết kiểm soát chặt chẽ mọi khâu trong quy trình, từ lựa chọn nguyên liệu đến kiểm tra thành phẩm, đảm bảo tính nhất quán và ổn định của lớp mạ kẽm, mang đến sự an tâm cho mọi dự án.

3.4 Tiêu chuẩn Nhật Bản JIS

Được ban hành bởi Ủy ban Tiêu chuẩn Công nghiệp Nhật Bản (JISC), bộ tiêu chuẩn JIS áp dụng cho các hoạt động công nghiệp tại Nhật Bản. Trong mạ kẽm nhúng nóng, hai tiêu chuẩn chính được sử dụng là JIS G3444 (ống thép carbon cho kết cấu chung) và JIS G3466 (ống thép vuông và chữ nhật bằng carbon cho kết cấu chung). Các tiêu chuẩn JIS đảm bảo chất lượng cao cấp cho ống thép mạ kẽm, đáp ứng nhu cầu khắt khe của các công trình công nghiệp và dân dụng tại Nhật Bản.

3.5 Tiêu chuẩn Việt Nam

Ngoài các tiêu chuẩn quốc tế và khu vực, Việt Nam cũng sở hữu hệ thống tiêu chuẩn riêng cho mạ kẽm nhúng nóng, đảm bảo chất lượng cho các công trình trong nước. Tiêu chuẩn TCVN 5408 hay TCVN 7665 quy định chi tiết về yêu cầu kỹ thuật và phương pháp kiểm tra, trong khi TCVN 12514 tập trung vào tiêu chuẩn cho thép mạ kẽm dùng để gia cường bê tông.

4. Độ dày lớp mạ kẽm nhúng nóng

Trong lĩnh vực mạ kẽm, độ dày lớp mạ đóng vai trò quan trọng bậc nhất, trực tiếp ảnh hưởng đến tuổi thọ và chất lượng sản phẩm. Nói chung, khả năng chống ăn mòn và tuổi thọ sản phẩm phụ thuộc vào độ dày của lớp mạ. Tuy nhiên, quy luật này chỉ chính xác khi so sánh các sản phẩm cùng sử dụng phương pháp mạ kẽm nhúng nóng.

Việc đo độ dày của lớp mạ kẽm không thể đơn giản thực hiện bằng thước đo mà cần dựa trên mật độ kẽm trên đơn vị diện tích, tuân theo các yêu cầu cụ thể trong tiêu chuẩn ASTM hoặc các tiêu chuẩn khác. So sánh độ dày mạ kẽm chỉ bằng thước đo có thể dẫn đến đánh giá sai lệch, đặc biệt khi so sánh các sản phẩm sử dụng phương pháp mạ kẽm khác nhau.

5. Quy trình mạ kẽm nhúng nóng đạt chuẩn

Để đáp ứng nhu cầu về độ bền vững và tính cạnh tranh trong ngành kim loại, quy trình mạ kẽm nhúng nóng không ngừng được cải tiến, mang đến giải pháp tối ưu cho nhiều công trình. Hãy cùng Cơ Khí P69 khám phá từng bước của quy trình mạ kẽm hiện đại, đảm bảo chất lượng sản phẩm vượt trội theo các tiêu chuẩn quốc tế.

Bước 1: Làm sạch bề mặt kim loại

Giống như một tòa nhà kiên cố cần nền móng vững chắc, chất lượng thành phẩm mạ kẽm phụ thuộc nhiều vào giai đoạn làm sạch bề mặt trước đó. Bụi bẩn, rỉ sét, lớp sơn cũ… nếu không được loại bỏ hoàn toàn sẽ khiến dung dịch kẽm nóng không bám dính hiệu quả, ảnh hưởng đến cả quá trình mạ kẽm.

Thông thường, axit sunfuric hoặc axit hydrochloric được sử dụng cho việc này nhờ đặc tính điện phân mạnh. Bên cạnh đó, phương pháp điện phân loại bỏ cacbon bề mặt cũng được phổ biến trong nhiều nhà máy mạ kẽm hiện đại.

Bước 2: Nhúng trợ dung

Sau khi được làm sạch, kim loại sẽ được nhúng vào dung dịch amoni clorua và kẽm clorua trong khoảng 2-3 phút ở nhiệt độ 60-80°C. Mục đích của bước này là loại bỏ thêm các oxit còn sót lại trên bề mặt, ngăn chặn quá trình oxy hóa và chuẩn bị lớp nền hoàn hảo cho giai đoạn mạ kẽm chính. Dung dịch được làm nóng nhẹ giúp tăng cường hiệu quả làm sạch và tạo độ bám dính tốt hơn cho lớp kẽm.

Bước 3: Mạ kẽm

Bước mạ kẽm nhúng nóng là trái tim của toàn bộ quá trình, đòi hỏi sự kiểm soát nhiệt độ và thời gian chính xác. Kim loại được làm ẩm và nhúng vào bể kẽm nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 445°C đến 465°C. Tại nhiệt độ này, phản ứng kim loại giữa sắt và kẽm diễn ra, tạo thành lớp kẽm bám chắc trên bề mặt, mang đến khả năng chống ăn mòn vượt trội.

Sau khi nhúng, sản phẩm được để nguội trong khoảng 1-2 phút, loại bỏ kẽm dư thừa và cặn bám bằng cách nhúng vào dung dịch cromat trong 30 giây để bảo vệ lớp mạ kẽm bền đẹp. Tùy theo yêu cầu về độ dày lớp mạ mà thời gian nhúng kẽm có thể được điều chỉnh phù hợp.

Bước 4: Làm nguội và kiểm tra thành phẩm

Giai đoạn cuối cùng của quy trình mạ kẽm nhúng nóng là làm nguội và kiểm tra thành phẩm. Sản phẩm được làm nguội tự nhiên hoặc bằng nước làm mát tùy theo độ dày lớp mạ. Sau đó, chúng sẽ trải qua quá trình kiểm tra nghiêm ngặt về độ dày, độ bám dính, màu sắc và các tiêu chuẩn khác theo quy định của ASTM, AS/NZS. Kiểm tra kỹ lưỡng đảm bảo sản phẩm mạ kẽm đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về chất lượng và độ bền trước khi đóng gói và xuất xưởng.

6. Ứng dụng của phương pháp mạ kẽm nhúng nóng

Mạ kẽm nhúng nóng không chỉ đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ kim loại, mà còn mở ra những ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực, góp phần nâng cao tuổi thọ và tính thẩm mỹ của công trình. Hãy cùng khám phá những lĩnh vực tiêu biểu tận dụng hiệu quả ưu điểm của phương pháp này:

Trong lĩnh vực xây dựng, mạ kẽm nhúng nóng được sử dụng rộng rãi cho các loại kết cấu thép, mái che, ống dẫn, cửa ra vào, lan can, và nhiều chi tiết khác. Lớp mạ kẽm giúp chống ăn mòn, chịu được thời tiết khắc nghiệt, kéo dài tuổi thọ công trình, giảm thiểu chi phí bảo trì. Bên cạnh đó, bề mặt mạ kẽm sáng bóng cũng mang đến vẻ đẹp hiện đại cho kiến trúc.

Trong lĩnh vực cầu đường và giao thông, các trụ cầu, lan can, biển báo, cột đèn giao thông, và các chi tiết khác thường được mạ kẽm nhúng nóng để bảo vệ khỏi rỉ sét và tác động của môi trường khắc nghiệt. Lớp mạ kẽm bền bỉ giúp đảm bảo an toàn giao thông, giảm thiểu chi phí sửa chữa thay thế.

Mạ kẽm nhúng nóng được sử dụng trong các ứng dụng nông nghiệp như hệ thống tưới tiêu, chuồng trại gia súc, nhà kính, và các trang thiết bị khác. Lớp mạ kẽm chống ăn mòn, dễ vệ sinh, góp phần bảo vệ sức khỏe vật nuôi và nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

Trong lĩnh vực dầu khí và năng lượng, mạ kẽm nhúng nóng được áp dụng cho các đường ống dẫn dầu, khí, các bồn chứa, và các thiết bị khác. Lớp mạ kẽm giúp chống ăn mòn, chịu được áp lực cao, đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành của hệ thống.

7. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạ kẽm

Chất lượng lớp mạ kẽm nhúng nóng không chỉ phụ thuộc vào quy trình kỹ thuật, mà còn chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khách quan khác nhau. Việc nắm rõ những yếu tố này sẽ giúp các nhà sản xuất và chủ đầu tư kiểm soát tốt quy trình, đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng như mong đợi.

Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến lớp mạ là chất lượng kim loại nền. Bề mặt kim loại cần sạch, không rỉ sét, dầu mỡ hay tạp chất để dung dịch kẽm bám dính tốt. Xử lý bề mặt không kỹ lưỡng sẽ dẫn đến lớp mạ không đồng đều, dễ bong tróc, ảnh hưởng đến cả tính thẩm mỹ và hiệu quả bảo vệ của lớp mạ.

Bên cạnh yếu tố nền, thành phần dung dịch kẽm, nhiệt độ mạ, thời gian nhúng và xử lý sau mạ cũng đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định độ dày, độ bám dính, tính chất chống ăn mòn và bề mặt của lớp mạ. Kiểm soát chặt chẽ từng yếu tố này trong quy trình, các nhà sản xuất có thể đảm bảo sự ổn định, đồng nhất và chất lượng lớp mạ kẽm, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật khắt khe của từng dự án.

8. Ưu và nhược điểm của phương pháp mạ kẽm nhúng nóng

8.1 Ưu điểm

Mạ kẽm nhúng nóng là một phương pháp bảo vệ kim loại hiệu quả, được tin dùng trong nhiều lĩnh vực. Nó mang đến những lợi ích vượt trội về độ bền, tính thẩm mỹ, tiết kiệm chi phí và tính tiện lợi.

Trước hết, ưu điểm nổi bật nhất của nó chính là khả năng chống ăn mòn vượt trội. Lớp mạ kẽm dày, bám chắc tạo thành lớp áo giáp bảo vệ kim loại khỏi oxy hóa và ăn mòn, kéo dài tuổi thọ sản phẩm lên đến hàng chục năm. Điều này đặc biệt hữu ích trong môi trường khắc nghiệt, giúp tiết kiệm chi phí bảo trì và thay thế đáng kể.

Bên cạnh độ bền, phương pháp này còn ghi điểm nhờ tính thẩm mỹ cao. Bề mặt kim loại được mạ sáng bóng, đồng đều, mang đến vẻ đẹp hiện đại và sang trọng. Đây là yếu tố quan trọng trong các công trình kiến trúc và các sản phẩm yêu cầu tính thẩm mỹ cao. Ngoài ra, quy trình mạ được công nghiệp hóa, cho phép xử lý số lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn, đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thân thiện với môi trường.

8.2 Nhược điểm

Tuy nhiên, không có giải pháp nào hoàn hảo, và mạ kẽm nhúng nóng cũng có một số hạn chế cần lưu ý. Chi phí ban đầu của phương pháp này có thể cao hơn so với một số phương pháp khác, đặc biệt đối với các sản phẩm có tuổi thọ ngắn hoặc yêu cầu chống ăn mòn không cao. Ngoài ra, kích thước bể kẽm thường có giới hạn, khiến phương pháp này không phù hợp với các sản phẩm quá lớn.

Mặc dù độ dày lớp mạ được kiểm soát, nhưng nó vẫn có thể dày hơn ở các góc cạnh và mỏng hơn ở các bề mặt phẳng. Do đó, cần cân nhắc kỹ lưỡng yếu tố này khi cần độ đồng nhất cao. Cuối cùng, một số kim loại như nhôm, magie không tương thích với dung dịch kẽm, khiến phương pháp này không thể áp dụng được.

Tóm lại, mạ kẽm nhúng nóng là một phương pháp bảo vệ kim loại hiệu quả và tiết kiệm chi phí trong nhiều trường hợp, mang đến nhiều lợi ích đáng kể. Tuy nhiên, cân nhắc kỹ lưỡng cả ưu và nhược điểm của phương pháp này, kết hợp với nhu cầu cụ thể của sản phẩm và công trình, sẽ giúp bạn lựa chọn giải pháp bảo vệ kim loại tối ưu và tiết kiệm chi phí.

CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ P69

• Nhà máy sản xuất: Km 18, đường Đại Lộ Thăng Long, Khu CN Thạch Thất Quốc Oai, Hà Nội
• Số điện thoại: 0966686969 | Hotline: 0989188982
• Email: kd1@cokhip69.com.vn
• Website: https://cokhip69.com.vn