CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN

CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN

Công nghệ mạ điện (Electroplating) là phương pháp quan trọng nhất để tạo lớp kim loại phủ lên bề mặt vật liệu nhằm tăng độ bền, chống ăn mòn, tăng tính thẩm mỹ hoặc tạo tính chất dẫn điện.

Trong quá trình này, cực dương và cực âm được nối thành mạch điện kín nhờ máy chỉnh lưu cao tần, hoạt động trong dung dịch điện phân (dung dịch mạ).
Dưới tác dụng của điện trường một chiều, các ion kim loại trong dung dịch chuyển động và lắng đọng trên bề mặt cực âm, hình thành lớp mạ.

Xem thêm bài viết liên quan: máy chỉnh lưu xi mạ

Hiệu suất dòng điện

Hiệu suất dòng điện là phần điện năng thực tế tham gia vào quá trình khử ion kim loại để tạo lớp mạ.
Hiệu suất càng cao thì:

• tiết kiệm điện năng

• lớp mạ dày và bám tốt

• vận hành ổn định dây chuyền xi mạ.

CÁC TÍNH CHẤT QUAN TRỌNG TRONG DUNG DỊCH MẠ

KHẢ NĂNG PHÂN TÁN

Khả năng phân tán thể hiện mức độ đồng đều của lớp mạ trên bề mặt chi tiết.
Dung dịch mạ có khả năng phân tán tốt giúp:

• lớp phủ đều màu

• hạn chế cháy cạnh

• phù hợp với các chi tiết phức tạp trong bể xi mạ lớn.

MẠ HỢP KIM

Mạ hợp kim là quá trình lắng đọng đồng thời hai hoặc nhiều ion kim loại để tạo lớp phủ đồng nhất và có tính chất vượt trội.
Ví dụ: mạ Zn–Ni, Cu–Sn, Ni–P,…

Kiểm soát tốt dòng điện từ máy chỉnh lưu cao tần giúp tạo lớp hợp kim đạt chất lượng cao.

KHẢ NĂNG LÀM PHẲNG

Là khả năng dung dịch mạ che lấp các khuyết tật vi mô của bề mặt phôi.
Dung dịch có khả năng làm phẳng tốt sẽ:

• tạo lớp mạ bóng, mịn

• tăng tính thẩm mỹ

• giảm cần đánh bóng sau mạ.

Xem thêm bài viết liên quan: xi mạ linh kiện

LỖ KIM – RỖ KHÍ

Khí hydro hình thành trong quá trình mạ có thể bám vào bề mặt cực âm gây:

• lỗ kim

• rỗ khí

• khuyết tật bề mặt.

Để hạn chế, cần:

• khuấy dung dịch

• sử dụng máy lọc hóa chất tuần hoàn

• bố trí khí nén sạch cho bể xi mạ.

SỦI BỌT – PHỒNG RỘP

Khi nhiệt độ môi trường tăng, hydro hấp phụ trong lớp mạ giãn nở, gây phồng rộp.
Thường gặp ở các lớp mạ: kẽm, cadimi, chì.

Giải pháp:

• xử lý khử hydro

• kiểm soát dòng điện bằng máy chỉnh lưu cao tần

• kiểm soát nhiệt của bể mạ.

KHẢ NĂNG CHE PHỦ (KHẢ NĂNG MẠ SÂU)

Là khả năng dung dịch mạ lắng đọng trong các khe sâu, lỗ nhỏ hoặc rãnh của chi tiết.
Dung dịch có khả năng che phủ tốt rất quan trọng trong dây chuyền xi mạ tự động.

QUÁ TRÌNH KHỬ HYDRO – GIÒN HYDRO

Hydro có thể thâm nhập vào kim loại nền, làm giảm độ dai và gây giòn.
Đặc biệt nguy hiểm với thép cường độ cao.

Biện pháp:

• ủ khử hydro

• kiểm soát dòng điện

• khuấy và lọc liên tục dung dịch.

THIẾT BỊ PHỤ TRỢ

Để vận hành dây chuyền xi mạ đạt tiêu chuẩn, chỉ có nguồn điện và bể mạ là chưa đủ.
Cần có hệ thống thiết bị phụ trợ sau:

1. THIẾT BỊ GIA NHIỆT HOẶC LÀM MÁT

Một số dung dịch mạ yêu cầu nhiệt độ cụ thể:

• Mạ niken sáng: ~50°C

• Mạ crom: 50–60°C

• Mạ đồng axit hoặc mạ bạc: ~30°C

Thiết bị gồm:

• ống gia nhiệt titan

• thiết bị trao đổi nhiệt

• bộ làm mát tuần hoàn

• cảm biến kiểm soát nhiệt.

2. THIẾT BỊ DI CHUYỂN HOẶC KHUẤY CATỐT

Giúp:

• tăng khả năng phân tán

• tăng độ bóng

• tránh cháy cạnh

• kích thích ion di chuyển đều trong bể xi mạ.

Gồm:

• máy khuấy cơ khí (vật liệu chống ăn mòn)

• khuấy khí nén sạch

• hệ thống chuyển động catốt tự động.

3. THIẾT BỊ LỌC VÀ LỌC TUẦN HOÀN

Dung dịch mạ cần được lọc định kỳ hoặc lọc liên tục để:

• loại bỏ cặn bẩn

• tăng độ sáng

• hạn chế rỗ khí

• ổn định sản xuất.

Máy lọc hóa chất dùng bơm chống ăn mòn, lõi lọc PP, PE hoặc giấy lọc chuyên dụng.

4. CÁC PHỤ KIỆN CẦN THIẾT CHO BỂ MẠ ĐIỆN

Bao gồm:

• cực dương (anode) và giỏ anode titanium,

• thanh treo điện cực bằng đồng đỏ

• dây dẫn nguồn chịu tải cao

• thanh treo cực âm

• bộ tiếp điểm chịu dòng lớn.

Đây là những phụ kiện không thể thiếu trong bể xi mạ công nghiệp.

5. MÓC TREO

Móc treo mạ là phụ kiện quan trọng nhất để treo sản phẩm trong quá trình mạ điện.
Vai trò:

• truyền dòng điện tốt từ cực âm vào sản phẩm

• ảnh hưởng trực tiếp đến độ đều và độ bám của lớp mạ.

Có thể:

• thiết kế theo yêu cầu

• làm bằng thép, đồng, inox, nhựa phủ chống ăn mòn.

6. VỆ SINH PHÔI TRƯỚC KHI MẠ

Làm sạch phôi là bước cực kỳ quan trọng trong mạ điện.
Phương pháp truyền thống tẩy bằng axit gây:

• ô nhiễm môi trường

• ăn mòn chi tiết

• khó làm sạch khe, góc nhỏ

• dễ gây rỉ sét trở lại.

Hiện nay, công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm được dùng rộng rãi trong các dây chuyền xi mạ cao cấp.

Ưu điểm của làm sạch siêu âm:

• Loại bỏ dầu, bụi bẩn, cặn sét nhanh chóng.

• Làm sạch cả các khe nhỏ, lỗ sâu.

• Không gây ăn mòn mạnh như axit.

• Chuẩn bị bề mặt lý tưởng trước khi mạ điện.

----------------------------------------------------------​---///-------------------------------------------------------------