Đối với thiết bị có các thành phần kim loại, xi mạ công nghiệp là rất quan trọng đối với nhiều loại máy móc và bộ phận kim loại. Mạ là nơi một lớp kim loại được áp dụng cho một bộ phận và nó mang lại một số lợi ích có thể tăng hiệu suất của thiết bị. Nó làm giảm mài mòn và hư hỏng do ăn mòn, giảm ma sát và tăng độ dẫn điện, trong số những thứ khác.

Mặc dù hiểu được tầm quan trọng của xi mạ công nghiệp có thể khá khô khan, nhưng việc lựa chọn loại xi mạ phù hợp lại phức tạp hơn. Mục đích sử dụng của thành phần được mạ xác định loại kim loại hoặc quy trình phù hợp để lựa chọn do các thuộc tính khác nhau mà các mục đích sử dụng và môi trường khác nhau yêu cầu. Hãy so sánh hai loại mạ kim loại phổ biến - mạ crom cứng và mạ niken không điện. Cuộc tranh luận về mạ niken và mạ crom đã là một chủ đề nóng trong các cộng đồng công nghiệp, bài viết sau đây sẽ nêu rõ những ưu điểm và nhược điểm của từng phương pháp mạ.

Bài viết sẽ đề cập đến cả lớp mạ crom cứng và lớp mạ niken không điện, nhưng đây là một số điểm khác biệt chính giữa hai phương pháp mạ: Mạ crom cứng hơn và bền hơn khi mạ niken, trong khi mạ niken tốt hơn cho lớp mạ cứng để tiếp cận các khu vực và cung cấp khả năng chống ăn mòn tốt hơn một chút. Về hình thức, mạ crom mang lại vẻ ngoài sáng bóng và mịn, trong khi mạ niken tạo ra bề mặt bóng hơn và có màu hơi vàng.

Hình 1: Mạ crom là quá trình phủ một lớp crom lên vật thể kim loại

Mạ Chrome cứng là gì?

Mạ crom là quá trình phủ một lớp crom lên vật thể kim loại. Bước đầu tiên trong quy trình mạ crom công nghiệp thường là tẩy dầu mỡ và làm sạch bề mặt mà crom sẽ được áp dụng, được gọi là chất nền. Thành phần này cũng có thể cần các loại tiền xử lý khác tùy thuộc vào trang điểm của nó. Sau đó, chuyên gia mạ sẽ hạ nó vào trong bể điện hóa cho đến khi đạt được độ dày mong muốn.

Crom cứng, thường được gọi là chrome công nghiệp, khác với chrome trang trí ở chỗ nó được thiết kế chủ yếu để hướng đến chức năng hơn là thẩm mỹ. Mục đích chính của chrome trang trí là nâng cao sức hấp dẫn trực quan của vật thể bằng cách phủ một lớp mạ chrome mỏng. Lớp mạ crom cứng bền hơn nhiều qua nhiều mục đích sử dụng và môi trường.

Mạ Chrome cứng được sử dụng để làm gì?

Khi kết thúc quá trình mạ crom cứng, bạn có một lớp phủ mịn, có chức năng và độ bền cao. Các thuộc tính của nó làm cho nó trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng kỹ thuật khác nhau.

Ngành công nghiệp ô tô sử dụng lớp mạ crom cứng công nghiệp thường xuyên cho các bộ phận cần chuyển động trong khi chống mài mòn như piston và giảm xóc. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, các bộ phận của thiết bị hạ cánh có lớp mạ crom cứng.

Máy công cụ khi sử dụng thô cũng thường được mạ crom cứng. Những vật dụng này có thể bao gồm máy khoan, vít đùn, vòi và khuôn.

Trong lĩnh vực sản xuất, mạ crom xuất hiện trên các bánh răng và khuôn nhựa, nơi nó cung cấp khả năng chống dính và chống dính được cải thiện.

Crom cứng cũng có thể được sử dụng để phục hồi các bộ phận cũ và mòn hoặc để sửa chữa các điểm không hoàn hảo do sai sót trong quá trình sản xuất.

Hình 2: Mạ niken không điện được sử dụng cho nhiều loại linh kiện trong một loạt các ngành công nghiệp, bao gồm cả công nghiệp ô tô, điện tử và dầu mỏ.

Mạ niken không điện là gì?

Quy trình mạ niken không điện sử dụng hợp kim niken phospho để phủ lên bề mặt. Điều này bảo vệ nó và cải thiện chức năng của nó. Như tên cho thấy, mạ niken không điện không yêu cầu dòng điện như mạ crom cứng thường làm. Thay vào đó, sau khi chất nền được làm sạch, xử lý trước và kích hoạt, kỹ thuật mạ niken sử dụng phản ứng hóa học tự xúc tác để lắng lớp phủ.

Trong quá trình mạ niken không điện, hypophosphite được sử dụng như một chất khử, dẫn đến một lượng phốt pho khác nhau có mặt trong lớp mạ. Mạ niken không điện được phân loại là có hàm lượng phốt pho thấp, trung bình hoặc cao. Mạ ít phốt pho có hàm lượng phốt pho xấp xỉ từ hai đến năm phần trăm. Trung bình có khoảng sáu đến chín phần trăm và cao có khoảng 10 đến 13 phần trăm. Loại điển hình nhất là mạ trung bình với khoảng tám phần trăm phốt pho.

Lượng phốt pho trong lớp mạ có thể ảnh hưởng đến các thuộc tính của nó. Mạ phốt pho thấp cung cấp lớp phủ cứng nhất, trung bình ít cứng hơn nhưng tấm nhanh nhất, và lớp mạ phốt pho cao là ít cứng nhất nhưng là tốt nhất để chống ăn mòn. Tất cả các lớp phủ có thể được nung để tăng độ cứng, nhưng điều này sẽ làm giảm khả năng bảo vệ chống ăn mòn.

Mạ niken không điện được sử dụng để làm gì?

Mạ niken không điện được sử dụng cho nhiều loại linh kiện trong một loạt các ngành công nghiệp, bao gồm cả công nghiệp ô tô, điện tử và dầu mỏ.

Các nhà sản xuất ô tô sử dụng nó để bảo vệ các bộ phận, chẳng hạn như piston, kim phun nhiên liệu và xi lanh, khỏi bị mài mòn và ăn mòn. Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ sử dụng nó vì những lý do tương tự trên van, trục động cơ và các thành phần khác.

Ngành công nghiệp dầu khí sử dụng mạ niken không điện cho các thiết bị sẽ phải đối mặt với các điều kiện khắc nghiệt dưới lòng đất hoặc dưới nước. Nó là một bộ phận quan trọng của các máy bơm và phụ kiện đường ống khác nhau.

Người ta cũng thường thấy lớp mạ niken trong các thiết bị điện tử như ổ cứng và bảng mạch in. Giống như lớp mạ crom cứng, nó có thể được sử dụng trong khuôn để cải thiện khả năng giải phóng và chống dính cũng như phục hồi các bộ phận bị mòn hoặc hư hỏng. Nó cũng là một lớp mạ phổ biến được sử dụng trên máy móc đóng gói và xử lý.

Bề mặt nền

Chrome và mạ niken không điện đều hoạt động tốt cho nhiều loại vật liệu nền. Vì lớp mạ lắng đọng trên tất cả các bề mặt của thành phần trong thùng mạ, bạn có thể sử dụng cả hai kim loại cho các vật thể có hình dạng bất thường, kể cả những vật có lỗ và lõm.

Mặc dù cả hai đều có thể che phủ các vật không bằng phẳng, niken không điện sẽ nhanh chóng tạo ra một lớp phủ đồng nhất. Chrome có thể cần được đánh bóng ở một số chỗ để tạo lớp phủ đồng đều hơn. Mạ niken không điện cũng có xu hướng tạo ra một lớp có độ dày ổn định hơn, có nghĩa là bạn thường cần ít niken hơn so với crom để tạo ra một vật thể không đều.

Bạn có thể sử dụng chrome trên nhiều loại kim loại khác nhau, bao gồm thép không gỉ, đồng, đồng thau và hơn thế nữa cũng như trên nhựa. Điều này làm cho mạ crom trở thành một kỹ thuật linh hoạt. Niken không điện có thể được sử dụng trên nhiều loại kim loại và nhựa khác nhau.

So sánh độ cứng

Crom cứng, như tên của nó, được biết đến với độ cứng của nó. Đặc tính này giúp nó chịu được mài mòn trong quá trình sử dụng công nghiệp bao gồm cả tiếp xúc cơ học nghiêm trọng. Khi được mạ, nó có độ cứng từ 68 đến 72 trên Thang điểm Rockwell C.

Electroless niken cũng có thể bảo vệ các bộ phận khỏi sự hao mòn theo thời gian, giúp các bộ phận có tuổi thọ cao hơn và giúp công ty tiết kiệm chi phí bảo trì và thay thế. Vật liệu này có độ cứng 63 trên thang Rockwell C khi được mạ.

Nếu ưu tiên của bạn về khả năng chống mài mòn, bạn có thể chọn loại có crom cứng. Tuy nhiên, cả crôm và niken không điện đều có thể bảo vệ thiết bị và bộ phận của bạn khỏi bị mài mòn.

So sánh thời lượng

Cả lớp mạ crom cứng và lớp mạ niken không điện đều có xu hướng tồn tại lâu dài, ngay cả khi tiếp xúc cơ học nhất quán và các mục đích sử dụng khác có thể gây mòn. Lớp mạ không chỉ giúp bảo vệ lớp nền mà việc sử dụng một trong những giải pháp lâu dài này còn giúp bạn tiết kiệm tiền bằng cách cắt giảm tần suất bạn cần mạ các bộ phận của mình.

Quá trình không điện là những gì mang lại cho niken trong ứng dụng mạ này độ bền mà nó có. Niken được áp dụng bằng phương pháp điện phân thông thường sẽ bị xỉn màu trong một thời gian tương đối ngắn. Niken không điện, tuy nhiên, tồn tại trong một thời gian dài hơn mà không bị biến chất, làm cho nó trở thành một lựa chọn kinh tế hơn.

Chống ăn mòn

Một trong những lợi ích quan trọng nhất của việc mạ kim loại, cùng với khả năng chống mài mòn, là khả năng chống ăn mòn. Cả crôm cứng và niken không điện đều có thể chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu khỏi sự xuống cấp xảy ra khi tiếp xúc với môi trường của nó.

Mặc dù cả hai vật liệu mạ đều cung cấp khả năng chống ăn mòn phù hợp, các nghiên cứu cho thấy niken không điện vượt trội hơn trong lĩnh vực này, đặc biệt là trong các lỗ mù. Những lỗ này khó tạo tấm hơn và có xu hướng dễ bị ăn mòn hơn. Mạ niken không điện tạo ra một lớp phủ đều hơn ở những nơi khó tiếp cận này, giúp chống ăn mòn hiệu quả hơn ở những nơi này. Mặc dù cả hai đều là lựa chọn tốt, nhưng nếu ưu tiên của bạn chống ăn mòn, bạn có thể muốn sử dụng niken không điện.

Hệ số ma sát

Hệ số ma sát đề cập đến mức độ dễ dàng mà một vật liệu có thể trượt qua vật liệu khác. Nó được tính bằng cách chia lực cần thiết để di chuyển vật thể dọc theo bề mặt của vật thể kia cho lực đẩy chúng lại với nhau. Hệ số ma sát thấp có nghĩa là một vật thể sẽ trượt dễ dàng, trong khi hệ số ma sát cao có nghĩa là ngược lại. Hệ số phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm chất nền được sử dụng, độ dày của lớp mạ và các yếu tố môi trường như nhiệt độ.

Mặc dù việc tính toán con số này có thể khó khăn nhưng nhờ một số thử nghiệm trong đó các hệ số này không đổi, chúng ta biết rằng cả crôm cứng và niken không điện đều có hệ số ma sát tĩnh thấp hơn nhiều kim loại khác. Crôm cứng, tuy nhiên, có hệ số thấp hơn một chút so với niken không điện. Nó cũng có khả năng giữ dầu tốt hơn, giúp di chuyển dễ dàng hơn. Điều này làm cho lớp mạ crom cứng trở thành một lựa chọn phổ biến cho các bộ phận gặp nhiều ma sát như piston và xi lanh thủy lực.

Hệ số ma sát tĩnh của crom so với crom là 0,41, trong khi niken không điện so với niken không điện có hệ số 0,45. Vì vậy, crôm cứng có thể sẽ trượt tốt hơn niken không điện, nhưng sự khác biệt không đủ lớn để trở thành yếu tố quyết định đáng kể khi lựa chọn giữa hai vật liệu.

Độ dẫn nhiệt

Khi khả năng dẫn dòng điện là một trong những thuộc tính chính mà bạn đang tìm kiếm ở kim loại, mọi người thường chọn đồng. Bởi vì đồng dẫn điện rất dễ dàng, Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế đã tạo ra một tiêu chuẩn cho độ dẫn điện của đồng được ủ tinh khiết thương mại, được gọi là Tiêu chuẩn Đồng ủ Quốc tế (IACS). Để mô tả độ dẫn điện của kim loại, bạn có thể biểu thị nó dưới dạng phần trăm của IACS.

Đồng trên quy mô này là 100 phần trăm. Chromium là 13 phần trăm, vì vậy nó có 13 phần trăm độ dẫn điện của đồng. Để so sánh, vàng chiếm khoảng 73%, bạc nguyên chất là khoảng 105%. Crom cứng và mạ niken không điện thường không được sử dụng cho các thuộc tính dẫn điện của chúng. Chúng dẫn điện, nhưng không nhiều như một số kim loại khác.

Vẻ bề ngoài

Mặc dù vẻ bên ngoài thường không phải là mối quan tâm hàng đầu trong các mục đích sử dụng công nghiệp, nhưng việc chọn mạ crom cứng hoặc mạ niken không điện sẽ có thêm lợi ích. Chrome mang đến vẻ ngoài sáng bóng, mượt mà và hiện đại. Phong cách của nó là một phần làm cho nó trở nên phổ biến.

Màu sắc của niken là một cái nhìn cổ điển khác mà bạn có thể thấy trong phần lớn các đồ đạc trong hầu hết các ngôi nhà. Mạ niken không điện mang lại vẻ ngoài sáng bóng hơn so với mạ điện phân và không giống như các niken thông thường khác, màu vàng của lớp mạ không điện bị mờ dần theo thời gian.

Những gì cần xem xét và cách chọn

Khi phải lựa chọn giữa mạ crom cứng và mạ niken không điện, bạn có thể phải đối mặt với một quyết định khó khăn. Cả hai đều hữu ích, nhưng lựa chọn phù hợp cho bạn phụ thuộc vào cách bạn định sử dụng thành phần mạ. Dưới đây là những điều bạn nên cân nhắc khi cân nhắc các lựa chọn của mình.

Việc sử dụng thành phần có khiến nó bị mài mòn theo thời gian không? Khả năng một bộ phận bị hao mòn bị ảnh hưởng bởi tần suất sử dụng của bộ phận đó và các đồ vật khác mà nó tiếp xúc.

Môi trường: Bạn sẽ sử dụng thành phần trong điều kiện nào? Xem xét xem nó có tiếp xúc với độ ẩm, nhiệt độ quá cao hoặc lạnh và các yếu tố môi trường khác hay không.

Chuyển động: Bộ phận có phải là bộ phận chuyển động cần chạy trơn tru mà không bị mòn không? Một bộ phận bị kẹt có thể làm chậm hoặc ngừng quá trình và làm hỏng thiết bị.

Hình dạng của chất nền: Hình dạng của vật phẩm cần mạ có tương đối mịn và đồng đều, hay nó không đều? Kiểm tra các lỗ, vết lõm, các bộ phận có hình dạng bất thường và bề mặt gồ ghề.

Tại sao nên chọn Mạ Chrome cứng?

Sau khi phân tích nhu cầu của mình đối với thành phần được mạ, bạn có thể xác định xem liệu mạ crom cứng có phải là lựa chọn phù hợp cho mình hay không. Nó có các thuộc tính sau:

Độ cứng vượt trội: Nếu bạn cần lớp mạ của mình phải đặc biệt cứng và bền, hãy sử dụng crom cứng. Đối với các thành phần có khả năng bị mài mòn nhiều, crom cứng là lựa chọn tốt nhất để linh kiện hoạt động tốt ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt và tồn tại lâu dài.

Hệ số ma sát thấp hơn: Nếu thành phần bạn đang mạ là một bộ phận chuyển động, hãy chọn chrome cứng. Nó có hệ số ma sát thấp, có nghĩa là mọi thứ di chuyển dọc theo nó dễ dàng hơn. Nó cũng giữ dầu tốt, giúp cải thiện hiệu suất.

Độ dẫn điện: Nếu bạn đang tìm kiếm chất dẫn điện cao hơn trong số hai loại thì người chiến thắng là chrome cứng. Mặc dù nó có thể dẫn điện, nhưng tất nhiên nó không dẫn điện gần như các kim loại như đồng và vàng.

Tại sao chọn Mạ niken không điện?

Crom cứng là một vật liệu mạ đa năng và có tính ứng dụng cao. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, niken không điện sẽ là lựa chọn tốt hơn. Đây là thời điểm bạn nên sử dụng niken không điện:

Khả năng chống ăn mòn vượt trội: Nếu sự ăn mòn là mối quan tâm lớn của bạn, niken không điện nên là vật liệu mạ bạn chọn. Độ đồng đều và mịn của lớp mạ không có chỗ cho hơi ẩm và các yếu tố khác xâm nhập, bảo vệ linh kiện của bạn, giúp linh kiện hoạt động tốt hơn và bền lâu hơn.

Tính đồng nhất: Tính đồng nhất của niken không điện giúp tăng cường khả năng chống ăn mòn và cũng làm cho nó trở nên hoàn hảo để phủ các vật phẩm có hình dạng bất thường. Nếu linh kiện có nhiều bề mặt gồ ghề, lỗ hổng và các khu vực khó che phủ khác, hãy tiếp cận vật liệu này để đảm bảo từng inch của thiết bị được bảo vệ.

Mạ

Thông thường, bạn có thể gặp phải những tình huống mà bạn muốn cả hai khả năng mà chrome cứng tốt hơn và những khả năng mà niken không điện có lợi thế.

Tin tốt là cả hai vật liệu đều xuất sắc trong nhiều lĩnh vực giống nhau, ngay cả khi vật liệu này tốt hơn vật liệu kia. Chúng đều có khả năng chống mài mòn và ăn mòn, hỗ trợ chuyển động, có thể được sử dụng trên các vật thể có hình dạng bất thường và dẫn điện. Dù bằng cách nào, bạn sẽ có được vật liệu mạ chất lượng cao. Vì lý do này, đôi khi bạn có thể nhìn thấy các bộ phận có lớp mạ kết hợp giữa crôm và niken không điện.

Nguồn Hard Chrome Plating

Lê Quỳnh (Dịch)