Trong ngành công nghiệp Fastener,4. 8- Bu lông hex cấplà một trong những thành phần tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi nhất. Bên cạnh thụ động tự nhiên, điện hóa (mạ điện lạnh) và mạ kẽm nóng là hai quá trình xử lý bề mặt chính cho các bu lông này.Ốc vít nắp hexagon ổ cắm, đặc biệt, phụ thuộc rất nhiều vào điện hóa do cấu trúc chính xác của chúng và các yêu cầu lắp ráp ẩn. Quá trình này tăng cường khả năng chống ăn mòn và sự hấp dẫn thẩm mỹ: Lớp phủ kẽm lắng đọng điện hóa có thể kéo dài tuổi thọ xịt muối của chất nền thép từ dưới 24 giờ ở trạng thái trần của chúng lên 50 giờ100 (tùy thuộc vào quá trình phủ), trong khi đạt được bề mặt hoàn thiện khác nhau như bạc, màu xanh lam.
I. Nguyên tắc và đặc điểm cốt lõi của electrogalvanizing
Electrogalvanizing là một quá trình lắng đọng điện hóa catốt với các nguyên tắc cốt lõi sau:
Catốt (phôi): Bolt hoạt động như cực âm được kết nối với thiết bị đầu cuối âm của nguồn điện DC. Một phản ứng giảm xảy ra trên bề mặt của nó, trong đó các ion kẽm bị giảm thành kẽm kim loại và lắng đọng (công thức phản ứng:Zn²⁺ + 2 E⁻ → Zn).
Anode (điện cực hòa tan): Một tấm kẽm đóng vai trò là cực dương được kết nối với thiết bị đầu cuối dương. Một phản ứng oxy hóa hòa tan tấm kẽm, bổ sung các ion kẽm trong chất điện phân (công thức phản ứng:Zn - 2 E⁻ → Zn²⁺).
Hệ thống điện giải: Sáng tác chủ yếu của muối kẽm (ví dụ: ZnCl₂, ZnSO₄), với các muối dẫn điện, chất làm sáng (ví dụ: các dẫn xuất acetone benzylidene) và bộ đệm pH để đảm bảo di chuyển ổn định và lắng đọng đồng nhất của các ion kẽm.
Sự khác biệt cơ bản từ mạ kẽm nóng như sau:
| Tham số quy trình | Electrogalvanizing (mạ kẽm lạnh) | Nóng nhúng mạ kẽm |
|---|---|---|
| Nhiệt độ điều trị | Môi trường xung quanh (20 độ50 độ) | Nhiệt độ cao (450 Ném480 độ) |
| Cơ chế hình thành lớp phủ | Lắng đọng điện hóa | Khuếch tán luyện kim |
| Độ dày lớp phủ | 5–15μm | 50 Ném80μm (đối với thép) |
| Độ nhám bề mặt | RA nhỏ hơn hoặc bằng 0. 2μm (lớp phủ sáng) | RA lớn hơn hoặc bằng 1. 0 μm (lớp phủ thô) |
| Các bộ phận thích hợp | Các thành phần chính xác/phức tạp | Các bộ phận cấu trúc lớn |
Ii. Quá trình điều trị tiêu chuẩn
1. Tiền xử lý (quan trọng cho chất lượng lớp phủ)
Làm cho tăng cấp: Làm sạch siêu âm với các tác nhân tẩy nhờn kiềm (chất hoạt động bề mặt NaOH +) loại bỏ dầu khoáng và cắt dư lượng chất lỏng, ngăn ngừa ô nhiễm dầu cản trở sự hấp phụ ion kẽm.
Kích hoạt pickling (cần thiết cho thép carbon cao trung bình):
8. 8- Bu lông cấp.Fe₃o₄ + 8 HCl → 2Fecl₃ + fecl₂ + 4 H₂O. Sau khi ngâm, chúng được trung hòa với dung dịch natri cacbonat 5% và rửa ba lần bằng nước phản ứng cho đến khi trung tính (pH =6. 5 Lỗi7.5).
Khắc nhẹ: Một chất nhúng axit sunfuric loãng 5% (3 giây5 giây) loại bỏ màng thụ động bề mặt ngay trước khi mạ, đảm bảo chất nền hoạt động.
2. Sự lắng đọng điện hóa
Thông số tắm: Mật độ hiện tại 1 Ném3A/DM² (dòng điện quá mức gây cháy, không đủ dòng điện dẫn đến lớp phủ xốp), nhiệt độ 25, 35 độ, pH 4,5 .555.5 (môi trường axit ngăn chặn sự tiến hóa hydro). Thời gian mạ được kiểm soát bởi một đồng hồ đo ampe-giờ dựa trên độ dày của mục tiêu (ví dụ: 30 phút cho 8μm).
Tính chất phủ: Lớp kẽm là đồng nhất và dày đặc, có khả năng bao phủ các độ phân giải vi mô như vết trầy xước nông, nhưng không thể sửa chữa vết lõm sâu hoặc hố rỉ sét (cần phải mài cơ học).
3. Tăng cường sau điều trị
Quá trình thụ động:
Sự thụ động của màu trắng xanh (crom hóa trị ba): Thử nghiệm xịt muối 48 Hàng72 giờ, kết thúc bóng trắng xanh, thân thiện với môi trường.
Cầu vồng thụ động (crom hexavalent, loại ra): Salt spray test >100 giờ, kết thúc nhiều màu, kháng ăn mòn vượt trội.
Sự thụ động không có crom (Titanium/Molybdate): Thử nghiệm xịt muối 36 giờ48 giờ, hoàn thiện màu trắng bạc, tuân thủ các tiêu chuẩn ROHS.
Điều trị niêm phong: Chất trám tan trong nước được áp dụng cho các sợi để lấp đầy lỗ chân lông, cải thiện khả năng chống ẩm và độ ẩm (đặc biệt là đối với các thiết bị điện tử).
Iii. So sánh với các quy trình xử lý bề mặt khác
| Quá trình | Vật liệu áp dụng | Loại lớp phủ | Độ dày | Kiểm tra xịt muối | Các ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|---|---|
| Mạ điện | Các bộ phận thép | Lớp phủ kẽm kim loại | 5–15μm | 48 giờ100 giờ | Bu lông chính xác, các thành phần điện tử |
| Nóng nhúng mạ kẽm | Các bộ phận thép | Lớp phủ hợp kim kẽm | 50–80μm | >500 giờ | Cấu trúc thép ngoài trời, bu lông cầu |
| Quá trình oxy hóa anốt | Hợp kim nhôm/nhôm | Phim nhôm oxit | 5–25μm | 200 trận500 giờ | Chốt nhôm, bộ phận hàng không vũ trụ |
| Dacromet | Hợp kim dựa trên thép/nhôm | Lớp phủ dựa trên kẽm không crom | 6–8μm | >1000 giờ | Bu lông ô tô có khả năng chống ăn mòn cao |
LƯU Ý: Quá trình oxy hóa anốt là độc quyền cho nhôm và hợp kim của nó, tạo thành một màng al₂o₃ xốp thông qua phân tích điện phân khác với các nguyên tắc của electrogalvanization.
Iv. Ứng dụng công nghiệp và kiểm soát chất lượng
1. Kịch bản ứng dụng
Trường hợp sử dụng lý tưởng: Môi trường khí quyển chung (độ ẩm<85%RH), indoor assembly, and scenarios requiring high appearance and torque precision (e.g., furniture, electronics, automotive interior parts).
Giới hạn: Không phù hợp cho phun muối cao (môi trường biển), axit/kiềm mạnh, ngâm lâu dài hoặc điều kiện cực cao (mạ kẽm nóng hoặc dacromet được ưa thích).
2. Tiêu chuẩn thử nghiệm
Độ dày lớp phủ: Được đo bằng quang phổ huỳnh quang tia X (XRF), tuân thủ GB/T 9799-2011}Các lớp phủ vô cơ và kim loại khác - Lớp phủ điện hóa trên thép.
Sự bám dính: Được thử qua CASS (xịt muối axit axetic tăng tốc bằng đồng) theo ISO 2819; Không được phép cho phép của lớp phủ hoặc bong tróc của lớp phủ.
Vẻ bề ngoài: Kiểm tra trực quan dưới ánh sáng tiêu chuẩn 6000K; Chênh lệch màu đồng đều nhẹ là chấp nhận được, nhưng thiếu lớp phủ, các đốm đen hoặc tinh thể đuôi gai bị cấm.
3. Cảnh báo thất bại
Rủi ro hydrogen: Đối với chất nền khó hơn 32hrc, điều trị khử nước 4- giờ ở 200 độ là cần thiết sau khi mạ để ngăn ngừa gãy xương do căng thẳng.
Thích ứng môi trường: Trong môi trường chứa lưu huỳnh có độ ẩm cao (ví dụ: khí quyển công nghiệp), lớp phủ hợp kim kẽm-nickel được khuyến nghị, cung cấp khả năng chống ăn mòn gấp 3 lần.
V. Tóm tắt kỹ thuật
Electrogalvanizing là phương pháp xử lý bề mặt ưa thích cho từ giữa đến thấpbuộc chặt, chiếm hơn 70% thị trường, do hoạt động ở nhiệt độ xung quanh của nó, chi phí thấp (khoảng 1/3 mạ kẽm nóng) và ngoại hình có thể kiểm soát được. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở việc phủ tính đồng nhất và duy trì độ chính xác của lắp ráp, làm cho nó phù hợp cho các kịch bản đòi hỏi khả năng chống ăn mòn vừa phải và sự hấp dẫn thẩm mỹ. Bằng cách kiểm soát nghiêm ngặt kích hoạt tiền xử lý, thành phần điện giải và mật độ màng thụ động, sản xuất hàng loạt chất lượng cao có thể đạt được, đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và trong nước như GB/T và ISO.
