Mạ là một phương pháp xử lý bề mặt bao gồm việc tạo một lớp màng mỏng của một loại kim loại khác lên bề mặt chi tiết chủ kim loại hoặc nhựa. Bài viết lần này chúng tôi sẽ giới thiệu các loại và phương pháp mạ đến bạn đọc.

Mục lục

1. Mạ là gì
2. Chủng loại mạ
3. Các chủng loại mạ điện phân
4. Các chủng loại mạ không điện phân
5. Các phương pháp mạ khác
6. Tóm tắt

1. Mạ là gì

Các công nghệ mạ có từ rất xa xưa, chủ yếu là mạ sử dụng kim loại quý, với mục đích được sử dụng phổ biến để tăng cường đặc tính của bề mặt sản phẩm. Mục tiêu chính của quá trình mạ có thể chia thành ba lĩnh vực chính sau đây:

• Nâng cao tính trang trí: Mạ trang trí như mạ vàng thường được thực hiện để cải thiện vẻ ngoại hình của sản phẩm, tạo ra bề mặt sáng bóng và màu sắc sang trọng. Điều này thường được sử dụng cho các sản phẩm như phụ kiện ô tô hoặc trang sức.
• Nâng cao khả năng chống ăn mòn: Mạ chống ăn mòn thường được sử dụng cho các vật liệu như sắt, nơi ăn mòn có thể xảy ra. Điều này giúp tăng tuổi thọ của kim loại và giảm tác động của môi trường bên ngoài. Mạ kẽm là một ví dụ phổ biến.
• Nâng cao tính chức năng: Mạ có thể thêm các chức năng khác nhau ngoài việc trang trí và chống ăn mòn. Ví dụ, sử dụng lớp mạ để cải thiện khả năng hàn, chẳng hạn như mạ niken hoặc mạ hợp kim đồng-thiếc. Ngoài ra còn có lớp mạ cải thiện đặc tính trượt và độ dẫn điện, và nhiều loại mạ khác.

Nhờ vào các ứng dụng này, quá trình mạ đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng và hiệu suất của sản phẩm, làm cho chúng trở nên bền bỉ hơn và có khả năng hoạt động ổn định trong môi trường cụ thể.

2. Chủng loại mạ.

Có nhiều loại mạ khác nhau.

Các ví dụ trong bảng dưới đây mang tính chất tham khảo.

Tên		Độ cứng vickers（HV）	Độ dày lớp （μm）	Kim loại có thể mạ	Ví dụ ứng dụng	Mục đích/ Tính năng		Ghi chú
Mạ kẽm		−	3～20	Thép-Đồng	Tấm mỏng Dây dẫn	- Chống gỉ, giá thành thấp - Thẩm mỹ không bắt mắt	−
Mạ Cromat		−	1～2	Thép-Đồng	Bộ phận Tấm bản Chai lọ、Đai ốc	- Chống gỉ, giá thành thấp - Thích hợp cho sản phẩm sản xuất hàng loạt. - Thẩm mỹ không được đẹp nhưng có thể thay thế cho mạ niken	−
Mạ hỗ hợp		−	1～2	Thép-Đồng	−
Mạ Cromat hóa trị 3		−	1～2	Thép-Đồng	Chai lọ、 đai ốc	- Chống gỉ, giá thành thấp – Không phải Crom hóa trị 6, ít thân thiện môi trường	−
Mạ niken		−	−	Thép-Đồng Đồng thau	−	- chống ăn mòn cao、tính trang trí cao - Mạ Crom có khả năng chống ăn mòn cao hơn trong khí quyển.	- Nếu cần thiết thì mạ nền bằng đồng - Không phù hợp với chi tiết có vết lõm  sâu
	Mạ số 1	500	5～20			- Tính thẩm mỹ hơn mạ số 3	- Vật liệu→đánh bóng→mạ→đánh bóng
	Mạ số 3					−	- Vật liệu→mạ
	Mạ Sa Tanh	−	−			- Chống mỏi tốt - Đặc tính khó thấy các vết xước nhỏ	- Vật liệu→xử lý sa tanh→mạ
Mạ không điện phân niken		500	Tự do chỉ thị	Thép-Đồng Thép kông gỉ Đồng Nhôm Hợp kim thủy tinh Nhựa	Các bộ phận không thể mạ điện phân niken, Các bộ phận được xử lý tính cứng	- Dễ dàng kiểm soát độ dày lớp mạ - Chống ăn mòn, chống mài mòn cao - Biến chi tiết phi kim thành chi tiết dẫn điện - Sau mạ có thể xử lý tăng cứng	−
Mạ Cromat		−	−	Thép-Đồng Đồng thau	−	- Vẻ ngoài bóng bẩy - Chống ăn mòn - Dễ bị mài mòn do bám dính khi các chi tiết cùng crom trượt trên nhau	- Nếu cần thiết thì mạ nền bằng niken   - Không phù hợp với chi tiết có vết lõm  sâu
	Mạ Số 1	500	5～20			- Vẻ ngoài bắt mắt hơn lớp mạ số 3	- vật liệu→đánh bóng→mạ→đánh bóng
	Mạ Số 3					−	- Vật liệu→mạ
	Mạ Sa Tanh	−	−			- Chống mỏi tốt - Đặc tính khó thấy các vết xước nhỏ	- Vật liệu→xử lý sa tanh →mạ
	Mạ Crom cứng	1000	10～30		Trục Bộ phận trượt	- Chống mài mòn tuyệt vời - Giá thành cao	- Vật liệu→mạ（mạ số 3）
Mạ lớp phủ sắt tetroxide （nhuộm  đen）		−	−	Thép-Đồng	Chai lọ, Đai ốc Dụng cụ đo lường	- lớp phủ nền -Bề mặt hơi bóng - Dễ bị gỉ hơn Tuftride	- Sản sinh ra triiron tetroxide (màu đen)
Mạ crom đen nhiệt độ thấp		−	1～2	Thép-Đồng Thép Không Gỉ	Trường hợp đòi hỏi tính chính xác cao	- Chống gỉ cực bền - Chống ăn mòn cực tốt - Lớp mạ siêu mỏng	- Vì phương pháp mạ này được xử lý ở nhiệt độ thấp nên không có tác dụng của nhiệt lên vật liệu. Vì vậy các bộ phận có kết hợp các vật liệu như cao su nhựa, v.v. có thể được gia công mà không cần tháo ra.
Anodizing	Trắng	−	3～5	Hợp kim nhôm	−	- Chống ăn mòn và chịu mài mòn - Không dẫn điện - Chịu nhiệt	- Alumite lớp oxy hóa tạo màu thông qua việc tận dụng lỗ nhỏ trong lớp oxy hóa cứng
	Đen	−	5～10

 

Mạ có thể được chia thành ba loại tùy thuộc vào phương pháp xử lý và mỗi loại sẽ được giải thích trong chương tiếp theo.

3. Các chủng loại mạ điện phân

Mạ điện phân là phương pháp phổ biến nhất và có nhiều loại nhất trong các phương pháp mạ, được thực hiện để cải thiện diện mạo bề ngoài của chi tiết kim loại, cải thiệt tính trang trí, chống gỉ, chống mài mòn và dẫn điện cho bề mặt của vật liệu kim loại cơ bản. Quá trình này thường được thực hiện trong dung dịch chứa ion kim loại và bao gồm việc đặt kim loại nguồn tạo lớp phủ và kim loại muốn mạ vào trong dung dịch. Điện cực âm được kết nối với kim loại nguồn tạo lớp phủ, trong khi điện cực dương được kết nối với kim loại muốn mạ, và sau đó dòng điện trực tiếp được chạy qua. Kết quả là quá trình khử xảy ra trong dung dịch, làm cho kim loại nguồn tạo lớp phủ rời khỏi khối kim loại và di chuyển trong dung dịch sau đó kết tủa trên bề mặt kim loại kết nối với cực dương.

Lượng kim loại kết tủa phụ thuộc vào mật độ dòng điện, do đó, độ dày lớp mạ có thể không đồng đều trên các chi tiết với các hình dạng khác nhau. Cụ thể, những nơi có độ lồi lên cao sẽ có lớp mạ dày, trong khi những nơi có độ lõm sẽ có lớp mạ mỏng. Mạ điện có thể điều chỉnh độ dày lớp mạ bằng cách điều chỉnh dòng điện và thời gian, vì vậy cần phải tìm ra độ dày lớp mạ phù hợp với từng chi tiết cụ thể mà chúng ta muốn mạ.

Một số loại mạ điện phân chính bao gồm:

• Mạ điện phân niken (Nickel Plating): Sử dụng rộng rãi cho tính trang trí và bảo vệ kim loại cơ bản khỏi ăn mòn.
• Mạ điện phân crom (Chrome Plating): Tạo ra lớp mạ có độ bóng và chống mài mòn tốt, thường được sử dụng cho đồ trang sức và ngoại thất ô tô.
• Mạ điện phân đồng (Copper Plating): Được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử và điện động lực.
• Mạ điện phân kẽm (Zinc Plating): Cung cấp khả năng chống gỉ cho thép và sắt.

Quá trình mạ điện phân đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện không chỉ vẻ ngoại hình mà còn tính năng và sự bền vững của các sản phẩm, chi tiết kim loại.

4. Các chủng loại mạ không điện phân.

Mạ không điện phân là phương pháp mạ không sử dụng điện năng. Sản phẩm cần mạ được ngâm trong dung dịch hòa tan và chứa các ion kim loại dùng để tạo thành lớp màng mạ trên sản phẩm, sau đó các ion kim loại bị quá trình khử để tạo thành lớp màng mạ. Vì nó không sử dụng điện nên nó cũng có thể mạ các vật liệu không dẫn điện như nhựa. Ngoài ra, xét trong một trường hợp mà chi tiết được mạ cả bằng phương pháp không điện phân và mạ điện phân. Đầu tiên họ sẽ mạ không điện phân cho chi tiết, do lớp màng kim loại hình thành trên bề mặt dẫn điện vào thời điểm này nên việc mạ không điện phân được áp dụng cho các sản phẩm không dẫn điện như nhựa để làm cho chúng dẫn điện và sau đó tiến hành mạ điện phân. Điều này có nghĩa mạ không điện phân được sử dụng làm bước tiền xử lý cho quá trình mạ điện phân.

Có thể nói rằng mạ không điện phân nickel là phổ biến nhất trong mạ không điện phân.

• Mạ không điện phân niken

Đây là phương pháp mạ rất phổ biến còn được gọi là Kanizen trong tiếng Nhật. Độ dày lớp mạ ổn định hơn so với mạ niken điện phân, nhưng nhiệt độ của bể mặt mạ tương đối cao nên phải chú ý tong quá trình xử lý. Mạ không điện phân niken có khả năng chống mài mòn và chống gỉ tuyệt vời.

5. Các phương pháp mạ khác.

Ngoài các phương pháp mạ điện phân và mạ không điện phân, chúng ta có thể kể đến các phương pháp mạ khác như mạ anodizing (alumit) chuyên xử lý các chi tiết bằng nhôm, mạ kém nhúng nóng, mạ phản ứng hóa học nhuộm đen (fermite).

• Xử lý Anodizing (alumit)

Phương pháp oxy hóa cưỡng bức bề mặt nhôm để tạo thành màng gọi là anodizing. Nó có độ cứng cao và khả năng chống ăn mòn tốt.

• Mạ kẽm nhúng nóng

Mạ kẽm nhúng nóng là phương pháp trong đó các bộ phận được nung nóng và nhúng vào lớp mạ nóng chảy để tạo thành lớp phủ trên bề mặt. Nó được sử dụng cho dây dẫn và các chi tiết cấu trúc. Vì được ngâm trong kẽm nóng chảy nên tác dụng của nhiệt sẽ lớn hơn.

• Xử lý hóa học (fermite)

Xử lý chuyển đổi hóa học được sử dụng khi muốn có được bề mặt màu đen. Còn được gọi là nhuộm đen, nó tạo ra màng triiron tetroxide. Lớp phủ có độ dày siêu mỏng và ổn định và có thể được áp dụng cho các bộ phận có đòi hỏi cao về dung sai kích thước.

6. Tóm tắt.

Mạ là phương pháp tạo lớp phủ của các loại kim loại khác lên bề mặt kim loại hoặc nhựa. Mạ được thực hiện cho nhiều mục đích khác nhau, chẳng hạn như cải thiện tính trang trí, chống gỉ và độ bền. Các phương pháp mạ chính được sử dụng bao gồm mạ điện phân, sử dụng điện và mạ điện phân, làm lắng đọng kim loại trong dung dịch.

Trên đây là bài giới thiệu sơ lược về phương pháp xử lý bề mặt mạ. Mọi ý kiến đóng góp xin để lại ở phần bình luận bên dưới bài viết. Xin hẹn gặp lại các bạn ở những bài viết tiếp theo. Xin cảm ơn.

 

Tác giả bài viết: Nguyễn Văn Hòa

Tham khảo tại: メッキの目的や種類、加工工程についてご紹介 | meviy | ミスミ (misumi-ec.com)