Xử lý bề mặt kim loại đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và nâng cao giá trị sản phẩm. Bài viết này sẽ đi sâu vào khái niệm, phân loại sự phá hủy kim loại, các phương pháp xử lý bề mặt và xu hướng phát triển của ngành công nghiệp này.
 

1. Khái niệm và phân loại sự phá hủy kim loại

• Sự phá hủy kim loại:
  • Là quá trình kim loại bị hư hỏng, mất đi tính chất cơ học, hóa học do tác động của môi trường.
  • Nguyên nhân: tác dụng hóa học, điện hóa học, cơ học.
• Gỉ (ăn mòn):
  • Là sự phá hủy kim loại do tác dụng hóa học hoặc điện hóa học của môi trường.
  • Phân loại:
    • Theo cơ cấu bên trong: gỉ hóa học, gỉ điện hóa.
    • Theo dạng bên ngoài: gỉ hoàn toàn bề mặt, gỉ bộ phận, gỉ điểm.
    • Theo môi trường gây gỉ: gỉ trong khí quyển, dung dịch, không khí, đất.
• Mài mòn:
  • Là sự phá hủy kim loại do tác dụng cơ học, làm thay đổi hình dáng, kích thước bề mặt.
  • Dạng cơ sở: chuyển động tương đối của kim loại trên kim loại, chuyển động của môi trường phi kim trên bề mặt kim loại.
  • Phân loại: mòn ôxyt hóa, mòn do nhiệt, mòn do mài, mòn cấu trúc (pitting).

2. Khái niệm và các phương pháp xử lý, bảo vệ bề mặt kim loại

• Khái niệm:
  • Tạo cho sản phẩm các tính chất mới: chống gỉ, chống mài mòn, chịu nhiệt, dẫn điện, dẫn nhiệt, cản quang.
  • Bảo vệ sản phẩm khỏi sự phá hủy do gỉ, mòn, nâng cao tuổi thọ.
• Phân loại theo mục đích sử dụng:
  • Thẩm mỹ: trang trí sản phẩm tiêu dùng, trang sức.
  • Nâng cao khả năng chống mòn: cơ học, hóa học, trong các môi trường khác nhau.
  • Thay thế kim loại màu, thép, hợp kim quý hiếm: phủ lớp kim loại quý lên vật liệu nền rẻ tiền.
  • Tạo ra tính chất vật lý: dẫn điện, cách điện.
• Các phương pháp xử lý:
  • Đạt hình dáng tế vi bề mặt: mài, đánh bóng.
  • Đạt tính chất cơ học lớp bề mặt: lăn ép, phun bi, nhiệt luyện bề mặt (tôi bề mặt).
  • Đạt thành phần hóa học, cấu trúc lớp bề mặt: xementit hóa, nitơ hóa, khuếch tán crôm, nhôm.
  • Đạt lớp phủ bề mặt có tính chất vật lý khác vật liệu nền: mạ, phun kim loại.

3. Hướng phát triển của công tác xử lý, bảo vệ bề mặt kim loại

• Lịch sử phát triển:
  • Sớm xuất hiện với mục đích hẹp: phủ vật liệu hữu cơ, kim loại màu.
  • La Mã dùng đồng thau, châu Âu dùng dầu khô.
  • Thế kỷ 18, 19: hóa học vào xử lý bề mặt, chất sắc tố nhân tạo.
  • Đầu thế kỷ 19: mạ điện (bạc, vàng, niken, kẽm, thiếc, đồng thau).
  • Sau đó: mạ crôm, tạo lớp ôxyt nhôm, thiết bị tự động mạ điện.
  • 1910: nhựa fenol formadehyt, thay thế dầu thiên nhiên và nhựa.
• Xu hướng phát triển:
  • Tự động hóa, nâng cao chất lượng và kinh tế.
  • Nghiên cứu, chế tạo thiết bị, dây chuyền sản xuất.
  • Việt Nam: khí hậu nhiệt đới ẩm, gỉ mạnh, cần quan tâm và đầu tư hơn vào công nghệ xử lý bề mặt.
• Các phương pháp xử lý bề mặt như: sơn, làm sạch bề mặt, khuếch tán, phun kim loại đều đang trên đà phát triển và theo hướng tự động hóa.

Xử lý bề mặt kim loại là ngành công nghiệp quan trọng, bảo vệ và nâng cao giá trị sản phẩm. Việt Nam cần đẩy mạnh phát triển ngành này để đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa.