Các phương pháp tiền xử lý bề mặt thép tấm là gì?
Xử lý sơ bộ bề mặt tấm thép là một bước quan trọng trước khi mạ kẽm nhúng nóng-(chẳng hạn như tấm thép SGCC), sơn, hàn và các quy trình khác. Mục đích của nó là loại bỏ dầu bề mặt, cặn, rỉ sét và tạp chất, từ đó cải thiện độ bám dính và tính đồng nhất của lớp mạ hoặc lớp phủ. Các phương pháp tiền xử lý phổ biến có thể được phân loại thành cơ học, hóa học và hóa lý.
1. Xử lý cơ học
Phương pháp này sử dụng lực cơ học để loại bỏ trực tiếp các chất gây ô nhiễm bề mặt hoặc làm thay đổi tình trạng bề mặt. Nó phù hợp để xử lý lớp cặn dày, rỉ sét nặng hoặc phôi lớn. Các phương pháp phổ biến bao gồm:
Phun cát/Bắn đá
Nguyên tắc: Chất mài mòn (như cát thạch anh, đạn thép hoặc hạt oxit nhôm) được phun ở tốc độ cao lên bề mặt tấm thép bằng luồng khí áp suất cao hoặc lực ly tâm. Tác động và tác động mài sẽ loại bỏ cặn, rỉ sét và tạp chất, đồng thời tạo ra độ nhám bề mặt nhất định (tăng cường độ bám dính của lớp phủ).
Tính năng: Hiệu quả cao và khả năng ứng dụng rộng rãi (có thể xử lý các hình dạng phức tạp). Tuy nhiên, việc tạo bụi đòi hỏi phải có thiết bị loại bỏ bụi. Việc lựa chọn chất mài mòn (chẳng hạn như kích thước hạt và độ cứng) ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt. Tẩy gỉ và loại bỏ rỉ sét (Được hỗ trợ cơ học)
Thường được sử dụng kết hợp với tẩy hóa học, khuấy cơ học và rửa áp suất{0}}cao để hỗ trợ loại bỏ cặn cặn còn sót lại sau khi tẩy, ngăn ngừa tạp chất cản trở quá trình xử lý tiếp theo.
Xử lý bằng tay hoặc bằng dụng cụ điện
Chẳng hạn như đánh bóng bằng giấy nhám, chải sắt (bằng tay hoặc bằng điện) và máy mài góc, những phương pháp này phù hợp cho các phương pháp xử lý-diện tích nhỏ hoặc cục bộ. Mặc dù có hiệu quả về mặt chi phí nhưng chúng cũng có hiệu quả thấp và tính nhất quán về chất lượng kém, khiến chúng chỉ phù hợp với các ứng dụng đơn giản.
Bắn nổ
Tương tự như phun cát, phương pháp này sử dụng một cánh quạt quay tốc độ cao{0}}để bắn thép lên bề mặt tấm thép, tạo ra lực tác động mạnh hơn. Nó phù hợp cho các tấm thép dày hoặc các lô phôi, đồng thời có thể loại bỏ rỉ sét và tăng cường bề mặt (ví dụ, bằng cách giảm bớt căng thẳng).
Phương pháp điều trị bằng hóa chất
Sử dụng dung dịch hóa học để phản ứng với các chất gây ô nhiễm trên bề mặt tấm thép, hòa tan hoặc chuyển hóa tạp chất, đây là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp hàng loạt. Những phương pháp này bao gồm:
Tẩy dầu mỡ
Loại bỏ các loại dầu như dầu lăn, dầu chống gỉ và dầu bôi trơn khỏi bề mặt tấm thép để tránh ảnh hưởng đến quá trình loại bỏ rỉ sét hoặc độ bám dính của lớp phủ sau này. Các phương pháp phổ biến:
Tẩy dầu mỡ bằng kiềm: Sử dụng các dung dịch kiềm như natri hydroxit (NaOH) và natri cacbonat (Na₂CO₃) để loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong dầu thông qua quá trình xà phòng hóa (đối với dầu động vật và thực vật) và nhũ hóa (đối với dầu khoáng), phương pháp này phù hợp cho chế biến hàng loạt công nghiệp và có chi phí-thấp.
Tẩy dầu mỡ bằng dung môi: Sử dụng dung môi hữu cơ (như xăng, trichloroethylene và cồn) để hòa tan các chất gây ô nhiễm trong dầu phù hợp cho các bộ phận hoặc ứng dụng chính xác khó tẩy dầu mỡ bằng kiềm nhưng dung môi dễ bay hơi và gây rủi ro cho môi trường.
Tẩy dầu mỡ bằng nhũ tương: Trộn dung môi hữu cơ với nước và chất nhũ hóa kết hợp các ưu điểm của việc hòa tan dung môi và làm sạch bằng nước, khiến phương pháp này thân thiện với môi trường hơn so với phương pháp dung môi nguyên chất.
Tẩy axit (loại bỏ rỉ sét và cặn)
Dung dịch axit dùng để hòa tan cặn bám (như Fe₃O₄, Fe₂O₃) và rỉ sét (FeO(OH)·nH₂O) trên bề mặt tấm thép, làm lộ ra nền sắt sạch. Axit thường được sử dụng:
Axit clohydric (HCl): Loại bỏ rỉ sét nhanh chóng, phản ứng nhẹ và nguy cơ{{0}ăn mòn quá mức thấp. Thích hợp cho hầu hết các tấm thép (đặc biệt là thép cán nguội), nó được sử dụng rộng rãi nhất.
Sulfuric Acid (H₂SO₄): Requires heating (50-80°C) to improve efficiency and is low-cost, but can easily form ferrous sulfate precipitates on the surface, requiring cleaning. It is less effective on high-silicon steel (e.g., steel containing >0,5% Si).
Axit photphoric (H₃PO₄): Loại bỏ rỉ sét cũng tạo thành màng thụ động photphat. Thích hợp làm tiền xử lý trước khi sơn, nhưng đắt tiền và chậm, nó hiếm khi được sử dụng làm tiền xử lý cho mạ kẽm nhúng nóng.
Cải tiến: Các chất ức chế ăn mòn (chẳng hạn như hexamine) thường được thêm vào trong quá trình tẩy rửa để ngăn chặn sự ăn mòn axit quá mức của nền thép. Các chất làm ướt (chẳng hạn như chất hoạt động bề mặt) cũng được thêm vào để cải thiện sự thâm nhập của axit vào lớp oxit.
Xử lý trung hòa: Axit dư trên bề mặt thép sau khi tẩy gỉ phải được trung hòa bằng dung dịch kiềm (như dung dịch natri cacbonat) để tránh axit dư ăn mòn bề mặt hoặc ảnh hưởng đến quá trình mạ/sơn tiếp theo.
III. Phương pháp xử lý hóa lý
Kết hợp tác động vật lý và phản ứng hóa học để tối ưu hóa hơn nữa tình trạng bề mặt, phương pháp này thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao hoặc yêu cầu đặc biệt:
Tẩy dầu mỡ/loại bỏ rỉ sét bằng điện phân
Trong dung dịch tẩy dầu mỡ có tính kiềm hoặc dung dịch tẩy gỉ có tính axit, tấm thép đóng vai trò là điện cực (cực dương hoặc cực âm). Các bong bóng (hydro hoặc oxy) được tạo ra bằng quá trình điện phân sẽ loại bỏ vết dầu hoặc cặn dầu, đồng thời đẩy nhanh phản ứng hóa học. Phương pháp này có hiệu quả cao và kỹ lưỡng, phù hợp với các bộ phận có độ chính xác cao.
Xử lý phốt phát
Dung dịch phốt phát (chẳng hạn như dung dịch gốc kẽm-hoặc gốc mangan-) phản ứng với bề mặt tấm thép để tạo thành một màng phốt phát dày đặc (thường dày 1-10μm). Điều này giúp tăng cường độ bám dính của lớp mạ hoặc lớp phủ tiếp theo và mang lại mức độ chống gỉ nhất định. Phương pháp này thường được sử dụng để-xử lý sơ bộ các tấm ô tô và thiết bị gia dụng trước khi sơn, nhưng ít được sử dụng hơn trước khi mạ kẽm nhúng nóng-(vì nó có thể ảnh hưởng đến phản ứng kẽm-sắt).
Điều trị thụ động
Bề mặt sạch sau khi-xử lý trước được xử lý bằng cromat hoặc chất thụ động không chứa crom-(chẳng hạn như silan và titanat) để tạo thành màng thụ động, tạm thời ngăn ngừa rỉ sét trước khi xử lý tiếp theo (ví dụ: chống rỉ-ngắn hạn trước khi mạ). IV. Quy trình tiền xử lý (Lấy nóng-Mạ kẽm nhúng nóng làm ví dụ)
Sản xuất công nghiệp thường sử dụng quy trình gồm nhiều{0}}bước. Quá trình điển hình là:
Tẩy dầu mỡ (kiềm hoặc dung môi) → Rửa bằng nước → Tẩy (axit clohydric/axit sunfuric) → Rửa bằng nước → Trung hòa → Rửa bằng nước → (Tùy chọn: Thụ động) → Sấy khô
Quy trình từng bước này sẽ loại bỏ dầu và cặn, cuối cùng tạo ra bề mặt sạch, được kích hoạt để đảm bảo tính đồng nhất và độ bám dính trong quá trình mạ kẽm nhúng nóng-tiếp theo.