5 phương pháp mạ làm tăng khả năng chống ăn mòn cho thanh ty ren

   Thanh ty ren được ứng dụng rất nhiều trong xây dựng, các công trình PCCC, điện lạnh, thi công máng cáp... Thanh ty ren hầu hết được làm từ thép hợp kim nên sẽ bị oxi hóa, tạo ra gỉ sét. Để ngăn chặn và làm chậm quá trình này, phương pháp mạ sẽ bổ sung một lớp bảo vệ, làm tăng khả năng chống ăn mòn cho thanh ty ren.

1. Phương pháp mạ kẽm điện phân

   Mạ kẽm điện phân là phương pháp mạ kẽm lâu đời nhất và sử dụng để bảo vệ lớp kim loại bên trong khỏi sự bào mòn cũng như gỉ sét. Mạ kẽm điện phân với ưu điểm là độ bám dính cao.

   Mạ kẽm điện phân( kỹ thuật mạ Galvano) là quá trình điện hóa phủ lớp mạ kẽm lên bề mặt thanh ty ren bằng cách gắn thanh ty ren với cực âm catot còn thanh kẽm được gắn với cực dương anot của nguồn điện trong dung dịch điện môi.

   Cực dương của nguồn điện sẽ hút các electron e- trong quá trình oxi hóa và giải phóng các ion kim loại dương, dưới tác dụng lực tĩnh điện các ion dương này sẽ di chuyển về cực âm, tại đây chúng nhận lại e- trong quá trình oxi hóa khử hình thành lớp kẽm bám trên bề mặt của ty ren được mạ.

Thanh ty ren mạ kẽm điện phân

   Chất lượng lớp mạ tuyệt vời. Với lớp mạ dày khoảng từ 15 – 20 micromet, kém hơn mạ nhúng nóng nhưng chúng vẫn đủ để thanh ty ren có một lớp bảo vệ bên ngoài chống lại các tác động của môi trường, ngăn chặn oxy hóa…

2. Phương pháp mạ kẽm nhúng nóng

   Mạ kẽm nhúng nóng hiện tại đang là công nghệ bảo vệ lớp kim loại bên trong được nhiều khách hàng quan tâm và sử dụng. Quy trình mạ kẽm nhúng nóng cũng được diễn ra khá đơn giản, tuy nhiên tất cả các bước thực hiện đều phải rất tỉ mỉ và được kiểm tra chặt chẽ.

Thanh ty ren mạ kẽm nhúng nóng

   Thanh ty ren mạ kẽm nhúng nóng, hay còn gọi là nhúng kẽm. Thanh ty ren đã qua xử lý bề mặt được nhúng vào một bể chứa kẽm nóng chảy. Lớp kẽm bảo vệ này phủ lên toàn bộ bề mặt của thanh ty ren, do nó được nhúng hoàn toàn vào một bể dung dịch kẽm nóng.

   Lớp mạ kẽm của thanh ty ren mạ kẽm nhúng nóng dày trung bình khoảng 50 micromet.

   Trong tất cả các phương pháp mạ kẽm thì mạ kẽm nhúng nóng là phương pháp có khả năng chống gỉ tốt nhất. Nó tạo lớp bền chống mài mòn trong nhiều môi trường khác nhau. Thanh ty ren mạ kẽm nhúng nóng được sử dụng tốt trong các môi trường không khí, biển, chất hóa học công nghiệp,…

3. Phương pháp mạ kẽm lạnh

   Mạ kẽm lạnh là phủ lên bề mặt kim loại một lớp kẽm lỏng tương tự như sơn ở nhiệt độ môi trường bình thường, bằng cách dùng áp lực khí nén thổi dung dịch kẽm lỏng thành chùm các hạt kẽm bắn vào bề mặt kim loại đã vệ sinh sạch bề mặt. Trong dung dịch kẽm có chất gắn liên kết cùng các phụ gia giúp cho kẽm bám chặt vào bề mặt thanh ty renvà khô cứng trong vài giờ, tương tự như các loại sơn truyền thống.

   Lớp phủ kẽm sau khi khô có hai chức năng bảo vệ: Thứ nhất là chức năng bảo vệ thụ động (passive protection) với lớp màng chắn bảo vệ kim loại như các loại sơn truyền thống; chức năng thứ hai là bảo vệ chủ động (active protection) tức chức năng chống ăn mòn catốt (Cathodic protection), chức năng này có ở lớp phủ bảo vệ bằng mạ kẽm nhúng nóng (hot-dip galvanizing).

   Dung dịch giàu kẽm trên 92% Zn là một hỗn hợp dẫn điện rất tốt sau khi khô, do đó cho phép dòng điện chạy liên tục về mọi hướng trên lớp mạ. Đây là điều kiện tiên quyết để lớp phủ có chức năng chống ăn mòn catốt. Khi trong lớp mạ có sự xuất hiện của ẩm ướt hình thành dung dịch điện phân thì sẽ xảy ra phản ứng hóa học, kẽm có điện thế chuyển dịch electron cao hơn sắt thép nên tham gia ngay vào quá trình phản ứng, phân tán và giải phóng các electron tạo ra dòng điện chạy qua sắt thép làm cản trở sự phân tán của các ion thép và bắt đầu chu kỳ điện hóa. Kẽm trở thành một đối tượng hy sinh để bảo vệ cho sắt thép là catốt.

   Quá trình phản ứng tạo ra hydro các-bô-nát kẽm và các muối kẽm khác hình thành một lớp màng mỏng che kín bề mặt lớp mạ kẽm. Lớp màng mới này không thấm nước, ngăn cản nước và thời tiết tấn công làm dừng quá trình ăn mòn điện hóa. Lúc này, lớp màng đóng vai trò như lớp bảo vệ thụ động.

   Khi lớp màng bảo vệ này bị hư hỏng thì các phân tử kẽm lại sẵn sàng tham gia vào quá trình chống ăn mòn điện hóa mới. Cứ như thế, kẽm sẽ “hy sinh”, ngay cả khi lớp mạ kẽm bị trầy xước thì ăn mòn cũng không thể thực hiện được “ý đồ” tạo rỉ của mình và tấn công vào bên dưới lớp mạ. Quá trình này giúp bảo vệ cho kim loại không bị ăn mòn và tự hàn gắn “vết thương” tại các điểm trầy xước.

   Các loại sơn truyền thống hay sơn kẽm khác với hàm lượng kẽm (không phải độ tinh khiết của kẽm) dưới 92% không thể có được những ưu điểm trên. Do vậy, khi bị một lỗ thủng rất nhỏ, dù chỉ bằng dấu chấm cũng đủ để các tác nhân xâm thực có thể “đột nhập” vào sắt, làm cho sắt bị rỉ nhanh chóng.

4. Phương pháp mạ không điện

   Phương pháp này tương tự như mạ điện; tuy nhiên, nó không sử dụng điện. Điện năng được thay thế bằng một chất khử được chứa trong dung dịch mạ.

   Trong đó, phản ứng kết tủa kim loại lên bề mặt thanh ty ren mạ là một chuỗi phản ứng phức tạp và được kiểm soát nghiêm ngặt để đạt được tiêu chí đồng đều, liên kết chặt chẽ với kim loại. 

   Lớp mạ có khả năng phủ sâu đối với các chi tiết hình thù phức tạp mà lớp phủ thông thường không thể bám lên được giúp toàn bộ bề mặt kim loại được phủ một lớp niken chống được ăn mòn từ môi trường.

5. Phương pháp mạ Crom

   Xi mạ Crom trên bề mặt thanh ty ren là quá trình mạ Crom cứng sử dụng dòng điện để tạo ra kết tủa Crom trên bề mặt kim loại thông qua nhiều phản ứng hóa học và phản ứng điện hóa. Trong quá trình mạ Crom, thanh ty ren được xem là cực catot còn dung dịch Crom được coi là dung môi.

Thanh ty ren mạ Crom

   Đặc điểm của lớp mạ Crom là rất cứng, độ cứng thường giao động từ 65-69HRC, độ dày lớp mạ có thể đạt được tới hơn 1000um nếu cần mạ cho các ty ren sử dụng trong điều kiện chịu mài mòn và sự ma sát lớn.

   Thanh ty ren khi được mạ Crom sẽ được cải thiện độ bền, chống ăn mòn hóa học trong các điều kiện môi trường đặc biệt khắc nghiệt và giảm ma sát khi sử dụng trong thực tế để gia tăng tuổi thọ sử dụng.

   Ngoài 5 phương pháp mạ thanh ty ren phổ biến trên đây, còn có rất nhiều phương pháp độc quyền và các biến thể của các phương pháp này. Không có phương pháp nào được xem là tốt nhất, tối ưu nhất. Mỗi phương pháp sẽ tạo ra loại thanh ty ren mạ kẽm với chất lượng và ưu điểm riêng biệt. Tùy vào môi trường và tính chất ứng dụng mà chọn phương pháp mạ kẽm cho phù hợp.