Việc lựa chọn phương pháp xử lý bề mặt là vấn đề mà mọi nhà thiết kế đều phải đối mặt. Có rất nhiều loại phương pháp xử lý bề mặt khác nhau, và một nhà thiết kế giỏi không chỉ nên xem xét tính kinh tế và tính thực tiễn của thiết kế, mà còn phải chú ý đến quy trình lắp ráp và thậm chí cả các yêu cầu về môi trường. Dưới đây là phần giới thiệu ngắn gọn về một số lớp phủ thường được sử dụng cho các loại ốc vít dựa trên các nguyên tắc nêu trên, để các chuyên gia trong lĩnh vực này tham khảo.
1. Mạ điện
Kẽm là lớp phủ được sử dụng phổ biến nhất cho các loại ốc vít thương mại. Giá thành tương đối rẻ và bề ngoài đẹp. Các màu phổ biến bao gồm đen và xanh quân đội. Tuy nhiên, khả năng chống ăn mòn của nó chỉ ở mức trung bình, thấp nhất trong số các lớp mạ kẽm. Thông thường, thử nghiệm phun muối trung tính của thép mạ kẽm được thực hiện trong vòng 72 giờ, và người ta cũng sử dụng các chất bịt kín đặc biệt để đảm bảo thử nghiệm phun muối trung tính kéo dài hơn 200 giờ. Tuy nhiên, giá thành rất cao, gấp 5-8 lần so với thép mạ kẽm thông thường.
Quá trình mạ điện dễ bị giòn hydro, do đó các bu lông có cấp độ trên 10.9 thường không được xử lý bằng phương pháp mạ kẽm. Mặc dù có thể loại bỏ hydro bằng lò nung sau khi mạ, nhưng lớp màng thụ động sẽ bị hư hại ở nhiệt độ trên 60 ℃, vì vậy việc loại bỏ hydro phải được thực hiện sau khi mạ điện và trước khi tạo màng thụ động. Điều này dẫn đến khả năng vận hành kém và chi phí xử lý cao. Trên thực tế, các nhà máy sản xuất nói chung không chủ động loại bỏ hydro trừ khi có yêu cầu cụ thể từ khách hàng.
Độ ổn định giữa mô-men xoắn và lực siết trước của các loại ốc vít mạ kẽm thường kém và không ổn định, do đó chúng thường không được sử dụng để kết nối các bộ phận quan trọng. Để cải thiện độ ổn định của mô-men xoắn siết trước, phương pháp phủ chất bôi trơn sau khi mạ cũng có thể được sử dụng để cải thiện và tăng cường độ ổn định của mô-men xoắn siết trước.
2. Photphat hóa
Nguyên tắc cơ bản là quá trình phốt phát hóa tương đối rẻ hơn so với mạ kẽm, nhưng khả năng chống ăn mòn lại kém hơn. Sau khi phốt phát hóa, cần phải bôi dầu, và khả năng chống ăn mòn của nó liên quan mật thiết đến hiệu quả của loại dầu được sử dụng. Ví dụ, sau khi phốt phát hóa, việc bôi dầu chống gỉ thông thường và tiến hành thử nghiệm phun muối trung tính chỉ trong 10-20 giờ. Việc sử dụng dầu chống gỉ cao cấp có thể mất đến 72-96 giờ. Nhưng giá của nó cao gấp 2-3 lần so với dầu phốt phát hóa thông thường.
Có hai loại phốt phát hóa thường được sử dụng cho các chi tiết lắp ghép, đó là phốt phát hóa gốc kẽm và phốt phát hóa gốc mangan. Phốt phát hóa gốc kẽm có hiệu suất bôi trơn tốt hơn phốt phát hóa gốc mangan, và phốt phát hóa gốc mangan có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tốt hơn so với mạ kẽm. Nó có thể được sử dụng ở nhiệt độ từ 225 đến 400 độ F (107-204 ℃). Đặc biệt hữu ích cho việc kết nối một số bộ phận quan trọng, chẳng hạn như bu lông và đai ốc thanh truyền của động cơ, đầu xi lanh, bạc đạn chính, bu lông bánh đà, bu lông và đai ốc bánh xe, v.v.
Bu lông cường độ cao sử dụng phương pháp phốt phát hóa, phương pháp này cũng có thể tránh được vấn đề giòn hydro. Do đó, các loại bu lông trên cấp 10.9 trong lĩnh vực công nghiệp thường sử dụng phương pháp xử lý bề mặt phốt phát hóa.
3. Quá trình oxy hóa (làm đen)
Phương pháp nhuộm đen kết hợp bôi dầu là một lựa chọn phổ biến cho các loại ốc vít công nghiệp vì nó rẻ nhất và trông đẹp mắt trước khi tiêu hao nhiên liệu. Do khả năng nhuộm đen, nó hầu như không có khả năng chống gỉ, vì vậy sẽ nhanh chóng bị gỉ nếu không có dầu. Ngay cả khi có dầu, thử nghiệm phun muối cũng chỉ kéo dài được 3-5 giờ.
4. Vách ngăn mạ điện
So với các phương pháp xử lý bề mặt khác, lớp mạ cadmium có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, đặc biệt là trong môi trường khí quyển biển. Tuy nhiên, chi phí xử lý chất thải lỏng trong quá trình mạ điện cadmium rất cao, và giá thành của nó cao gấp khoảng 15-20 lần so với mạ điện kẽm. Vì vậy, nó không được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nói chung, mà chỉ được sử dụng trong các môi trường đặc thù. Ví dụ như các chi tiết lắp ghép dùng cho giàn khoan dầu và máy bay HNA.
5. Mạ crom
Lớp mạ crom rất ổn định trong môi trường khí quyển, không dễ bị đổi màu và mất độ bóng, đồng thời có độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt. Việc sử dụng lớp mạ crom trên các loại ốc vít thường được dùng cho mục đích trang trí. Nó hiếm khi được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp có yêu cầu cao về khả năng chống ăn mòn, vì các loại ốc vít mạ crom chất lượng tốt có giá thành tương đương với thép không gỉ. Chỉ khi độ bền của thép không gỉ không đủ, người ta mới sử dụng ốc vít mạ crom thay thế.
Để ngăn ngừa ăn mòn, đồng và niken nên được mạ trước khi mạ crom. Lớp phủ crom có thể chịu được nhiệt độ cao lên đến 1200 độ F (650 ℃). Tuy nhiên, cũng có vấn đề về hiện tượng giòn hydro, tương tự như mạ điện.
6. Mạ niken
Chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực yêu cầu cả khả năng chống ăn mòn và dẫn điện tốt. Ví dụ, các cực ra của ắc quy xe hơi.
7. Mạ kẽm nhúng nóng
Mạ kẽm nhúng nóng là một phương pháp phủ lớp kẽm bằng cách nung nóng đến trạng thái lỏng. Độ dày lớp phủ nằm trong khoảng từ 15 đến 100 μm. Phương pháp này khó kiểm soát nhưng có khả năng chống ăn mòn tốt và thường được sử dụng trong kỹ thuật. Trong quá trình mạ kẽm nhúng nóng, có sự ô nhiễm nghiêm trọng, bao gồm chất thải kẽm và hơi kẽm.
Do lớp phủ dày, nó gây khó khăn khi vặn các ren trong và ngoài của ốc vít. Do nhiệt độ của quá trình mạ kẽm nhúng nóng, nó không thể được sử dụng cho các ốc vít có cấp độ trên 10.9 (340~500 ℃).
8. Sự xâm nhập của kẽm
Mạ kẽm thẩm thấu là một phương pháp phủ nhiệt khuếch tán luyện kim rắn sử dụng bột kẽm. Phương pháp này có độ đồng nhất tốt, có thể tạo ra lớp phủ đồng đều cả ở các ren và lỗ kín. Độ dày lớp mạ là 10-110 μm, và sai số có thể được kiểm soát ở mức 10%. Độ bền liên kết và khả năng chống ăn mòn với chất nền là tốt nhất trong các phương pháp mạ kẽm (như mạ điện, mạ nhúng nóng và Dacromet). Quy trình chế tạo không gây ô nhiễm và thân thiện với môi trường nhất.
9. Dacromet
Không có vấn đề giòn hydro, và hiệu suất ổn định lực siết rất tốt. Không xét đến vấn đề crom và môi trường, Dacromet thực sự là vật liệu phù hợp nhất cho các loại ốc vít cường độ cao với yêu cầu chống ăn mòn cao.
Thời gian đăng bài: 19 tháng 5 năm 2023