Chế tạo kim loại tấm là một phương pháp rất linh hoạt và tiết kiệm chi phí được sử dụng để chế tạo các bộ phận kim loại. Tuy nhiên, được chế tạo bằng một số kỹ thuật sản xuất như tạo hình, đục lỗ, uốn và cắt , thường cần phải xử lý hậu kỳ hoặc hoàn thiện bổ sung để nâng cao tính chất vật lý hoặc thẩm mỹ của các bộ phận được chế tạo. Ví dụ, lớp hoàn thiện bằng kim loại tấm nhôm mang lại độ bền và đặc tính chống gỉ.
 

11 loại hoàn thiện kim loại tấm phổ biến hiện nay

Phần này nêu bật 11 tùy chọn hoàn thiện phổ biến cho các bộ phận được chế tạo bằng kim loại tấm. Tuy nhiên, các tùy chọn được liệt kê ở đây không đầy đủ và có sẵn các tùy chọn bổ sung. 
 

1. Bề mặt hoàn thiện theo tiêu chuẩn được gia công

Việc hoàn thiện tiêu chuẩn đề cập đến việc không thực hiện bất kỳ công việc hoàn thiện nào ở phần cuối cùng. Quá trình này thường được sử dụng khi vật liệu cơ bản đáp ứng các yêu cầu của môi trường ứng dụng. Ví dụ, các bộ phận bằng thép không gỉ 316 được sử dụng trong môi trường ăn mòn thường không yêu cầu hoàn thiện thêm, ngoại trừ tẩy rửa và thụ động, vì kim loại này rất phù hợp với môi trường như vậy. Ngoài ra, có những trường hợp vẻ ngoài tự nhiên của một bộ phận được coi là hấp dẫn, đưa ra một lý do khác để không hoàn thành nó.

 

2. Mạ điện

Mạ điện, còn được gọi là mạ điện, là phương pháp được sử dụng phổ biến để hoàn thiện tấm kim loại. Nó liên quan đến việc lắng đọng một lớp kim loại hy sinh mỏng lên bề mặt của phần kim loại tấm. Để đạt được điều này, kim loại hy sinh được đặt trên cực dương trong khi phần kim loại tấm được đặt trên cực âm với sự có mặt của chất điện phân. Hai kim loại được kết nối bằng dòng điện và liên kết hóa học với nhau.

Có nhiều loại vật liệu mạ điện khác nhau, mỗi loại có một sự kết hợp đặc tính độc đáo. Điều quan trọng cần lưu ý là khi sử dụng mạ điện, dung sai của bộ phận ban đầu phải tính đến độ dày của lớp mạ cuối cùng. Quá trình mạ điện, tùy thuộc vào kim loại hy sinh được sử dụng, có thể tăng cường độ dẫn điện của một bộ phận và làm cho nó có khả năng chống bức xạ tốt hơn, khiến nó trở thành phương pháp phổ biến để sản xuất tấm chắn bức xạ.

 

 

3. Phun hạt

Phun hạt là một quá trình hoàn thiện phổ biến được sử dụng trong tấm kim loại. Nó sử dụng cát hoặc hạt thủy tinh làm môi trường mài mòn, làm cho nó ít khắc nghiệt hơn so với phun cát/sạn thông thường. Phương pháp này sử dụng áp suất không khí thấp hơn, dẫn đến việc loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt của bộ phận ít hơn. Mục đích chính của việc phun hạt là loại bỏ các vết dụng cụ hoặc các khuyết điểm khó coi khác, tạo ra bề mặt đồng nhất. Ngoài ra, phun hạt có thể che giấu hướng hạt trên tấm kim loại, mang lại lợi ích trong việc tạo ra vẻ ngoài nhất quán cho các bộ phận kim loại được cắt bằng laze.

Được coi là lớp hoàn thiện hấp dẫn về mặt thị giác cho kim loại tấm, phun hạt tạo ra lớp hoàn thiện mờ, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến cho các bộ phận kim loại tấm nhôm đòi hỏi chất lượng hình ảnh cao. Việc phun hạt có thể được kết hợp với các quy trình hoàn thiện khác theo yêu cầu. Lớp hoàn thiện này đặc biệt phù hợp cho các bộ phận đòi hỏi tính thẩm mỹ.

 

 

4. Anodizing

Anodizing là một loại hoàn thiện kim loại tấm chủ yếu được sử dụng cho các bộ phận kim loại tấm nhôm và titan. Nó liên quan đến việc sử dụng quy trình điện hóa để thiết lập lớp chống ăn mòn trên bề mặt của bộ phận kim loại tấm.

Trong quá trình anodizing, phần kim loại tấm được ngâm trong dung dịch điện phân axit và chịu dòng điện. Sự tương tác của các phần tử này chuyển đổi bề mặt của bộ phận kim loại tấm thành lớp oxit anốt được tích hợp hoàn toàn vào bề mặt bộ phận.

 

Anodizing có thể được phân loại thành ba loại chính và mỗi loại được chia thành hai loại.
 

• Loại I: Loại này ít phổ biến hơn hai loại còn lại và chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ để tạo ra lớp phủ mỏng nhưng có khả năng chống ăn mòn cao.
• Loại II: Nó được chia thành Loại 1 và Loại 2, và tạo ra một lớp oxit mỏng có thể được nhuộm bằng nhiều màu khác nhau để có vẻ ngoài hấp dẫn với khả năng chống ăn mòn tốt. Loại 1 biểu thị lớp phủ không nhuộm, trong khi Loại 2 biểu thị lớp phủ nhuộm. Mặc dù màu đen là màu được sử dụng nhiều nhất cho anodizing Loại 2, nhưng các tùy chọn màu khác cũng có sẵn như trong, xanh lam, đỏ, vàng, vàng, cam, xanh lá cây và tím.
• Loại III: Loại này tạo ra lớp phủ dày hơn nhiều (dày hơn Loại 2 khoảng 2-4 lần), giúp chống mài mòn tốt hơn Loại 2 trong khi vẫn cung cấp cùng mức độ chống ăn mòn. Loại 1 biểu thị lớp lông cứng trong suốt, trong khi Loại 2 biểu thị lớp lông cứng màu đen.

Anodization có thể cung cấp một loạt các màu sắc hoàn thiện bề mặt . Đó là một quy trình hoàn thiện linh hoạt được sử dụng trong sản xuất các bộ phận cơ khí, dụng cụ chính xác, linh kiện máy bay và ô tô, v.v.
 

5. Mạ niken điện phân

Đúng như tên gọi, nó khác với các phương pháp mạ khác ở chỗ nó sử dụng bể hóa chất để mạ bộ phận thay vì dựa vào hiệu ứng điện phân đối với vật liệu mạ.

Mạ niken là một loại lớp phủ có hàm lượng phốt pho ở các mức độ khác nhau, có thể tăng cường khả năng chống ăn mòn của lớp mạ đồng thời làm giảm độ cứng và khả năng chống mài mòn của nó. Ưu điểm đáng kể của loại lớp phủ này là nó bao phủ đồng đều tất cả các bề mặt, ngay cả những bề mặt không thể tiếp cận hoặc khó tiếp cận bằng các phương pháp phủ khác. Do đó, nó là một trong những chất hoàn thiện sản xuất phù hợp hơn cho các bộ phận kim loại tấm có hình dạng phức tạp. Ngoài ra, mạ niken điện phân có thể được sử dụng trên nhiều bề mặt kim loại hơn. Lớp hoàn thiện này cũng có thể trải qua quá trình xử lý nhiệt để tăng cường tính chất cơ học của nó.

 

 

6. Sơn tĩnh điện

Khi so sánh với các loại hoàn thiện sản xuất khác dành cho kim loại tấm, sơn tĩnh điện cung cấp một trong những dải màu rộng nhất hiện có. Nó cũng có thể tạo ra các bề mặt hoàn thiện khác nhau, bao gồm các bề mặt có kết cấu, bóng, bán bóng, kim loại và phẳng.

Sơn tĩnh điện là một quá trình xử lý mỹ phẩm bao gồm việc áp dụng sơn bột lên bề mặt vật liệu. Trong chế tạo kim loại tấm, tấm kim loại sau đó được nung để sơn bám vào bề mặt của nó, tạo ra một lớp chắc chắn vừa có khả năng chống ăn mòn vừa chống mài mòn. Như vậy, sơn tĩnh điện vượt trội hơn các phương pháp sơn thông thường nhờ tạo ra một lớp chắc chắn bên ngoài bộ phận.

 

 

7. Sơn điện di

Sơn điện di hay còn gọi là sơn điện tử là phương pháp sơn lên bề mặt kim loại bằng dòng điện. Quá trình này tăng cường độ bền của sản phẩm bằng cách cung cấp khả năng bảo vệ chống ăn mòn tốt hơn. Mặc dù tương tự như sơn tĩnh điện, sơn điện tử mang lại những lợi ích độc đáo khiến nó trở nên khác biệt.

Quá trình phủ điện tử bao gồm việc ngâm các bộ phận kim loại tấm trong dung dịch hóa học có chứa nhựa epoxy, bột nhão và nước khử ion. Bằng cách đặt một điện áp cụ thể vào dung dịch, lớp phủ được tạo ra để bám vào kim loại. Kỹ thuật chính xác này đảm bảo độ dày đồng đều với độ chính xác ở mức micron trên toàn bộ bề mặt.

 

 

8. Mạ vàng bạc

Việc áp dụng lớp phủ vàng và bạc cho bộ phận kim loại liên quan đến việc sử dụng quy trình mạ điện. Vàng là một chất dẫn điện tuyệt vời, có khả năng chống ăn mòn, xỉn màu và oxy hóa. Kết quả là nó là lớp phủ lý tưởng cho các điểm tiếp xúc điện. Ngoài ra, vàng còn có khả năng hàn tuyệt vời nên rất phù hợp cho các linh kiện điện tử. Mạ vàng được phân thành nhiều loại và lớp khác nhau. Các loại thường đại diện cho độ tinh khiết của vàng được sử dụng trong mạ, trong khi các lớp đề cập đến độ dày.

Mạ bạc tốt hơn mạ vàng ở một số khía cạnh. Nó tự hào về khả năng dẫn điện tốt hơn và ít tốn kém hơn so với mạ vàng. Tuy nhiên, các bộ phận kim loại tấm dễ bị oxy hóa khi áp dụng kỹ thuật này, điều này cuối cùng có thể làm giảm tính dẫn điện của chúng.
 

9. Phủ màng hóa học

Lớp phủ màng hóa học được gọi là lớp phủ bịt kín, nghĩa là chúng chỉ có khả năng chống ăn mòn và không cung cấp thêm khả năng chống mài mòn. Tuy nhiên, lớp phủ màng hóa học mang lại nhiều lợi ích hơn trong việc bảo toàn tính dẫn điện và thúc đẩy sự liên kết của sơn và sơn tĩnh điện với vật liệu nền. Hơn nữa, những lớp phủ này sau đó có thể được phủ bằng lớp hoàn thiện anodized. Dưới đây là các phân loại của lớp phủ màng hóa học:
 

• Loại 1: Loại này không được sử dụng thường xuyên vì có chứa crom hóa trị sáu, một loại hóa chất được kiểm soát chặt chẽ, dẫn đến lớp phủ màu vàng hoặc nâu.
• Loại 2: Nó sử dụng zirconium, titan hoặc crom hóa trị ba, tạo ra lớp phủ trong suốt. Đây là lớp phủ màng hóa học tiêu chuẩn được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ và quân sự.
• Lớp 1A: Loại này nhằm mục đích tăng cường khả năng chống ăn mòn của vật liệu nền đồng thời đóng vai trò là lớp sơn lót cho sơn trang trí hoặc sơn chống ăn mòn. Lớp phủ này thường dày hơn lớp phủ loại 3.
• Lớp 3: Loại lớp phủ này được phát triển để mang lại khả năng chống ăn mòn cao hơn mà không ảnh hưởng đến tính dẫn điện.

 

10. Thụ động hóa

Thụ động hóa là một quá trình hoàn thiện bề mặt bao gồm việc cho thép không gỉ hoặc các hợp kim khác vào dung dịch axit để loại bỏ sắt tự do khỏi bề mặt, tạo thành kim loại “thụ động”.

Các phần tử còn sót lại làm thay đổi khả năng phản ứng của bề mặt kim loại, dẫn đến lớp hoàn thiện chống gỉ và ăn mòn tốt hơn. Các quy trình như hàn, cắt và mài có thể làm thay đổi bề mặt của tấm kim loại bằng cách đưa vào các vật liệu lạ, khiến quá trình thụ động trở thành hoạt động tiếp theo được khuyến nghị.

Sự thụ động có thể tăng cường khả năng chống ăn mòn của kim loại. Tuy nhiên, để quá trình thành công, kim loại phải được làm sạch hoàn toàn trước khi thụ động; nếu không, nó có thể không hiệu quả. Trong một số trường hợp, hư hỏng bề mặt trong các quá trình như cắt, mài hoặc hàn có thể dẫn đến ăn mòn, do đó có thể cần phải thụ động hóa. Quá trình này có thể cần phải được áp dụng lại trong thời gian sử dụng của bộ phận.
 

 

11. Đánh bóng bằng điện

Đánh bóng bằng điện, còn gọi là đánh bóng điện phân , đánh bóng điện hóa hoặc đánh bóng anốt, là một quá trình hoàn thiện điện hóa giúp loại bỏ một lớp vật liệu mỏng khỏi bộ phận kim loại, chủ yếu là thép không gỉ hoặc các hợp kim tương đương khác. Nó đặc biệt có lợi trong khi đánh bóng và làm mờ các bộ phận dễ vỡ hoặc có hình dạng phức tạp. Quá trình này có thể làm giảm độ nhám bề mặt tới 50%, mang lại bề mặt mịn và siêu sạch.

Đánh bóng bằng điện có thể được coi là mặt trái của mạ điện. Thay vì thêm một lớp mỏng ion kim loại tích điện dương, nó sử dụng dòng điện để hòa tan một lớp ion kim loại mỏng vào dung dịch điện phân.
 

 

Lời khuyên để chọn kỹ thuật hoàn thiện kim loại tấm chính xác

Chỉ có kiến ​​thức về lớp hoàn thiện kim loại tấm là chưa đủ; điều quan trọng là phải hiểu cách chọn quy trình hoàn thiện thích hợp. Hãy tính đến những cân nhắc dưới đây để đảm bảo bạn chọn giải pháp hoàn thiện kim loại tấm tối ưu:
 

– Chi phí

Yếu tố quyết định loại hoàn thiện kim loại tấm sẽ sử dụng là rất quan trọng. Kiểm tra tất cả các tùy chọn có sẵn về mặt giá cả trước khi chọn một tùy chọn thích hợp. Ví dụ, anodizing có thể khá tốn kém. Vì vậy, điều cần thiết là phải hiểu cách cân bằng giữa chi phí và chất lượng để đạt được kết quả tốt nhất.
 

– Các loại vật liệu kim loại tấm

Quá trình hoàn thiện tấm kim loại mà bạn có thể sử dụng phụ thuộc vào loại vật liệu bạn đang làm việc. Một số quy trình hoàn thiện kim loại tấm chỉ phù hợp với những vật liệu cụ thể. Ví dụ, anodizing chỉ tương thích với nhôm và titan.

Điều quan trọng cần lưu ý là vật liệu có mức độ cứng khác nhau. Việc sử dụng các giải pháp hoàn thiện mài mòn như phun hạt trên kim loại tấm mềm có thể làm hỏng bộ phận.
 

– Mục đích

Lớp hoàn thiện bằng kim loại tấm là lý tưởng để nâng cao tính chất thẩm mỹ hoặc chức năng. Mỗi giải pháp hoàn thiện được đề cập trước đây đều phù hợp cho mục đích sử dụng về mặt thẩm mỹ, mặc dù ở các mức độ khác nhau. Tương tự, chúng được sử dụng theo chức năng, ở các mức độ khác nhau. Ví dụ, việc hoàn thiện tấm kim loại bằng thép không gỉ chỉ cần thiết vì lý do thẩm mỹ. Mặt khác, lớp hoàn thiện cho kim loại tấm nhôm được sử dụng cho cả mục đích thẩm mỹ và chức năng.
 

– Độ dày của lớp phủ

Độ dày của lớp phủ cũng là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi lựa chọn lớp hoàn thiện bề mặt kim loại tấm. Một quan sát chung trong số các giải pháp hoàn thiện nói trên là sự phụ thuộc của chúng vào độ dày lớp phủ. Dưới đây là một số ví dụ về độ dày lớp phủ cho các lớp hoàn thiện trên:
 

• Tùy thuộc vào loại, anodizing tạo ra độ dày khác nhau trong khoảng từ 0,5 µm đến 150 µm.
• Mạ điện thường mang lại độ dày từ 5 µm đến 25 µm.
• Lớp phủ bột thường mang lại độ dày từ 35 µm đến 200 µm.

 

– Thời gian chu kỳ

Khi chọn quy trình hoàn thiện, điều quan trọng là phải tính đến tốc độ sản xuất. Nên chọn giải pháp hoàn thiện kim loại tấm nhanh chóng nếu bạn có thời hạn chặt chẽ. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải cân bằng giữa yếu tố này với chất lượng, vì chất lượng cao hơn có thể cần nhiều thời gian hơn để sản xuất.
 

Kết luận

Có nhiều loại hoàn thiện bề mặt khác nhau dành cho chế tạo kim loại tấm, mỗi loại có hiệu ứng hình ảnh và mục đích ứng dụng độc đáo. Chúng có thể mang lại giá trị gia tăng như vẻ ngoài thẩm mỹ, độ bền, khả năng chống ăn mòn, v.v. Tuy nhiên, các tùy chọn hoàn thiện bề mặt khác nhau cung cấp các đặc tính, hiệu suất và chi phí xử lý khác nhau và không phải tất cả đều phù hợp với tất cả các kim loại. Do đó, điều quan trọng là phải xem xét ứng dụng của chúng khi chọn lớp hoàn thiện bề mặt thích hợp cho tấm kim loại của bạn. Bài viết này đã thảo luận về 11 quy trình hoàn thiện chất lượng cao và những cân nhắc để giúp bạn chọn quy trình chính xác cho dự án của mình.