Các vật liệu kim loại thường được sử dụng bao gồm thép không gỉ, hợp kim nhôm, nhôm định hình nguyên chất, hợp kim kẽm, đồng thau, v.v. Bài viết này chủ yếu tập trung vào nhôm và hợp kim của nó, giới thiệu một số quy trình xử lý bề mặt thông dụng được sử dụng trên chúng.
Nhôm và hợp kim của nó có đặc điểm dễ gia công, nhiều phương pháp xử lý bề mặt và hiệu ứng thẩm mỹ tốt, được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm. Tôi từng xem một video giới thiệu cách vỏ máy tính xách tay Apple được gia công từ một khối hợp kim nhôm duy nhất bằng thiết bị gia công CNC và trải qua nhiều công đoạn xử lý bề mặt, bao gồm nhiều quy trình chính như phay CNC, đánh bóng, phay bóng cao và kéo sợi.
Đối với nhôm và hợp kim nhôm, xử lý bề mặt chủ yếu bao gồm phay/cắt đánh bóng cao, phun cát, đánh bóng, kéo sợi, anot hóa, phun sơn, v.v.
1. Gia công/cắt bề mặt bóng cao
Sử dụng thiết bị gia công CNC độ chính xác cao để cắt các chi tiết trên các bộ phận bằng nhôm hoặc hợp kim nhôm, tạo ra các vùng sáng cục bộ trên bề mặt sản phẩm. Ví dụ, một số vỏ kim loại điện thoại di động được phay với các vòng vát cạnh sáng bóng, trong khi một số chi tiết kim loại nhỏ được phay với một hoặc nhiều rãnh thẳng nông sáng bóng để tăng độ sáng của bề mặt sản phẩm. Một số khung kim loại TV cao cấp cũng áp dụng quy trình phay/cắt độ bóng cao này. Trong quá trình phay/cắt độ bóng cao, tốc độ của dao phay rất đặc biệt. Tốc độ càng nhanh, các điểm sáng được cắt càng sáng. Ngược lại, nếu tốc độ không nhanh, sẽ dễ xuất hiện các đường vân do dao phay tạo ra.
2. Phun cát
Quá trình phun cát đề cập đến việc sử dụng dòng cát tốc độ cao để xử lý bề mặt kim loại, bao gồm làm sạch và làm nhám bề mặt kim loại, nhằm đạt được độ sạch và độ nhám nhất định trên bề mặt các chi tiết bằng nhôm và hợp kim nhôm. Nó không chỉ cải thiện các tính chất cơ học của bề mặt chi tiết, nâng cao khả năng chống mỏi của chi tiết, mà còn tăng độ bám dính giữa bề mặt ban đầu của chi tiết và lớp phủ, có lợi hơn cho độ bền của lớp phủ cũng như khả năng làm phẳng và trang trí của lớp phủ. Người ta đã phát hiện ra rằng trên một số sản phẩm, hiệu quả tạo ra bề mặt bạc ngọc trai mờ thông qua phun cát vẫn rất hấp dẫn, vì phun cát mang lại cho bề mặt vật liệu kim loại một kết cấu mờ tinh tế hơn.
3. Đánh bóng
Đánh bóng là quá trình sử dụng các tác động cơ học, hóa học hoặc điện hóa để giảm độ nhám bề mặt của chi tiết gia công, nhằm thu được bề mặt sáng bóng và phẳng. Việc đánh bóng trên vỏ sản phẩm chủ yếu không nhằm mục đích cải thiện độ chính xác về kích thước hoặc hình dạng hình học của chi tiết gia công (vì mục đích không phải là để lắp ráp), mà là để đạt được bề mặt nhẵn mịn hoặc hiệu ứng bóng như gương.
Các quy trình đánh bóng chủ yếu bao gồm đánh bóng cơ học, đánh bóng hóa học, đánh bóng điện phân, đánh bóng siêu âm, đánh bóng bằng chất lỏng và đánh bóng bằng chất mài mòn từ tính. Trong nhiều sản phẩm tiêu dùng, các bộ phận bằng nhôm và hợp kim nhôm thường được đánh bóng bằng phương pháp đánh bóng cơ học và đánh bóng điện phân, hoặc kết hợp cả hai phương pháp này. Sau khi đánh bóng cơ học và đánh bóng điện phân, bề mặt của các bộ phận bằng nhôm và hợp kim nhôm có thể đạt được vẻ ngoài tương tự như bề mặt gương của thép không gỉ. Gương kim loại thường mang lại cho người ta cảm giác đơn giản, thời trang và cao cấp, tạo cho họ cảm giác yêu thích sản phẩm bằng mọi giá. Gương kim loại cần giải quyết vấn đề bám dấu vân tay.
4. Anốt hóa
Trong hầu hết các trường hợp, các bộ phận bằng nhôm (bao gồm nhôm và hợp kim nhôm) không thích hợp cho mạ điện và không được mạ điện. Thay vào đó, các phương pháp hóa học như anot hóa được sử dụng để xử lý bề mặt. Mạ điện trên các bộ phận bằng nhôm khó khăn và phức tạp hơn nhiều so với mạ điện trên các vật liệu kim loại như thép, hợp kim kẽm và đồng. Lý do chính là các bộ phận bằng nhôm dễ hình thành lớp màng oxit trên oxy, điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ bám dính của lớp mạ điện; Khi nhúng vào dung dịch điện phân, điện thế âm của điện cực nhôm dễ bị dịch chuyển bởi các ion kim loại có điện thế dương hơn, do đó ảnh hưởng đến độ bám dính của lớp mạ điện; Hệ số giãn nở của các bộ phận bằng nhôm lớn hơn so với các kim loại khác, điều này sẽ ảnh hưởng đến lực liên kết giữa lớp phủ và các bộ phận bằng nhôm; Nhôm là một kim loại lưỡng tính, không ổn định lắm trong dung dịch mạ điện có tính axit và kiềm.
Quá trình oxy hóa anot đề cập đến quá trình oxy hóa điện hóa kim loại hoặc hợp kim. Lấy nhôm và các sản phẩm hợp kim nhôm (gọi chung là sản phẩm nhôm) làm ví dụ, sản phẩm nhôm được đặt trong dung dịch điện phân tương ứng làm anot. Dưới các điều kiện và dòng điện bên ngoài cụ thể, một lớp màng oxit nhôm được hình thành trên bề mặt sản phẩm nhôm. Lớp màng oxit nhôm này cải thiện độ cứng bề mặt và khả năng chống mài mòn của sản phẩm nhôm, tăng cường khả năng chống ăn mòn, đồng thời tận dụng khả năng hấp phụ của một lượng lớn lỗ rỗng siêu nhỏ trong lớp màng oxit mỏng, tạo màu cho bề mặt sản phẩm nhôm thành nhiều màu sắc đẹp và rực rỡ, làm phong phú thêm khả năng thể hiện màu sắc của sản phẩm nhôm và tăng tính thẩm mỹ. Quá trình anot hóa được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hợp kim nhôm.
Quá trình anod hóa cũng có thể tạo ra các màu sắc khác nhau cho một khu vực cụ thể trên sản phẩm, chẳng hạn như anod hóa hai màu. Bằng cách này, bề mặt kim loại của sản phẩm có thể phản ánh sự tương phản giữa hai màu sắc và thể hiện tốt hơn vẻ sang trọng độc đáo của sản phẩm. Tuy nhiên, quy trình anod hóa hai màu khá phức tạp và tốn kém.
5. Kéo dây
Quá trình kéo sợi bề mặt là một quy trình tương đối hoàn thiện, tạo ra các đường vân đều đặn trên bề mặt các chi tiết kim loại thông qua quá trình mài để đạt được hiệu ứng trang trí. Kéo sợi bề mặt kim loại có thể phản ánh hiệu quả kết cấu của vật liệu kim loại và được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm. Đây là một phương pháp xử lý bề mặt kim loại phổ biến và được nhiều người dùng ưa chuộng. Ví dụ, hiệu ứng kéo sợi kim loại thường được sử dụng trên các bộ phận sản phẩm như mặt cuối của chốt nối kim loại đèn bàn, tay nắm cửa, tấm trang trí khóa, bảng điều khiển thiết bị gia dụng nhỏ, bếp thép không gỉ, tấm ốp máy tính xách tay, vỏ máy chiếu, v.v. Kéo sợi có thể tạo ra hiệu ứng giống như satin, cũng như các hiệu ứng khác có thể được tạo ra bằng phương pháp kéo sợi.
Theo các hiệu ứng bề mặt khác nhau, kỹ thuật kéo sợi kim loại có thể được chia thành kéo sợi thẳng, kéo sợi không đều, kéo sợi xoắn ốc, v.v. Hiệu ứng đường nét của kỹ thuật kéo sợi có thể rất đa dạng. Các vết sợi mảnh có thể được hiển thị rõ ràng trên bề mặt của các chi tiết kim loại bằng công nghệ kéo sợi. Về mặt thị giác, nó có thể được mô tả như một lớp ánh kim mịn lấp lánh trên nền kim loại mờ, mang lại cho sản phẩm cảm giác công nghệ và thời trang.
6. Phun thuốc
Mục đích của việc phun phủ bề mặt trên các chi tiết nhôm không chỉ là bảo vệ bề mặt mà còn là nâng cao hiệu quả thẩm mỹ của các chi tiết nhôm. Các phương pháp phun phủ trên chi tiết nhôm chủ yếu bao gồm phủ điện di, phun bột tĩnh điện, phun pha lỏng tĩnh điện và phun fluorocarbon.
Đối với phương pháp phun điện di, nó có thể được kết hợp với quá trình anot hóa. Mục đích của quá trình tiền xử lý anot hóa là loại bỏ dầu mỡ, tạp chất và lớp màng oxit tự nhiên khỏi bề mặt các chi tiết nhôm, và tạo thành một lớp màng anot hóa đồng đều và chất lượng cao trên bề mặt sạch. Sau khi anot hóa và nhuộm màu điện phân các chi tiết nhôm, lớp phủ điện di được áp dụng. Lớp phủ được tạo thành bằng phương pháp phun điện di có độ đồng đều và mỏng, độ trong suốt cao, khả năng chống ăn mòn, khả năng chịu thời tiết cao và độ bám dính tốt với cấu trúc kim loại.
Phun sơn tĩnh điện là quá trình phun lớp phủ bột lên bề mặt các chi tiết nhôm bằng súng phun sơn, tạo thành một lớp màng polymer hữu cơ, chủ yếu đóng vai trò bảo vệ và trang trí. Nguyên lý hoạt động của phun sơn tĩnh điện được mô tả ngắn gọn như sau: cấp điện áp cao âm vào súng phun sơn, nối đất cho chi tiết cần phủ, tạo thành một trường tĩnh điện cao áp giữa súng và chi tiết, có lợi cho quá trình phun sơn.
Phun phủ tĩnh điện dạng lỏng đề cập đến quy trình xử lý bề mặt bằng cách phủ các lớp phủ lỏng lên bề mặt các cấu hình hợp kim nhôm thông qua súng phun tĩnh điện để tạo thành một lớp màng polyme hữu cơ có tác dụng bảo vệ và trang trí.
Phun phủ fluorocarbon, còn được gọi là “dầu curium”, là một quy trình phun phủ cao cấp với giá thành cao. Các bộ phận sử dụng quy trình phun phủ này có khả năng chống phai màu, chống sương giá, chống mưa axit và các loại ăn mòn khác tuyệt vời, khả năng chống nứt và chống tia UV mạnh mẽ, và có thể chịu được các điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Lớp phủ fluorocarbon chất lượng cao có độ bóng kim loại, màu sắc tươi sáng và cảm giác ba chiều rõ nét. Quy trình phun phủ fluorocarbon tương đối phức tạp và thường yêu cầu nhiều lần phun xử lý. Trước khi phun, cần phải thực hiện một loạt các quy trình tiền xử lý, điều này tương đối phức tạp và đòi hỏi yêu cầu cao.
Thời gian đăng bài: 22 tháng 5 năm 2024