Đồ án tốt nghiệp
LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công, cho phép của Nhà trường và Bộ môn Công nghệ Điện hóa
và Bảo vệ Kim loại, chúng em được nhận làm Đồ án Tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn
của GS.TS Mai Thanh Tùng.
Sau một thời gian tập trung, nỗ lực tìm tài liệu, đi thực tế, viết bài, thiết kế v.v...
tới nay, chúng em đã hoàn thành đồ án đúng yêu cầu. Để đạt được kết quả như ngày
nay, ngoài sự cố gắng của bản thân, chúng em nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của
nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TS Mai
Thanh Tùng - người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình
thực hiện đồ án. Chúng em xin đồng cảm ơn tới các thầy cô giáo trong bộ môn Công
nghệ Điện hóa và Bảo vệ Kim loại đã tạo điều kiện tốt nhất để đồ án được hoàn thành.
Đồng thời, chúng em xin gửi lời cảm ơn tới Công ty Cổ phần Cơ khí Phổ Yên
và cá nhân anh Lý Đức Anh – cán bộ dây chuyền sơn, anh Đào Minh Hải – quản lý kĩ
thuật Công ty Cổ phần Plato Việt Nam đã giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình đi
thực tế tại xưởng cũng như cung cấp tài liệu liên quan tới nhiệm vụ thiết kế của đồ án.
Mặc dù đã cố gắng, nhưng do thời gian có hạn, sự hạn chế về kiến thức chuyên
môn nên đồ án của chúng em không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em kính mong
nhận được sự đánh giá, nhận xét, góp ý chân thành của thầy cô và các bạn để đồ án
được hoàn thiện hơn cũng như nâng cao kiến thức, kinh nghiệm cho chúng em.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 06 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC BẢNG
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.............................................................................................1
1.1. Lịch sử......................................................................................................................... 1
1.2. Đặc điểm công nghệ.....................................................................................................2
1.2.1. Đặc điểm lớp phủ.................................................................................................2
1.2.2. Dung dịch tạo lớp phủ..........................................................................................4
1.2.3. Phương pháp tạo lớp phủ [1]................................................................................4
1.2.4. Ưu điểm...............................................................................................................6
1.2.5. Ứng dụng.............................................................................................................6
1.3. Một số loại sơn phủ vẩy kẽm.....................................................................................10
1.3.1. Đặc điểm, thành phần và tính chất vật lý...........................................................10
1.3.2. Khả năng chịu ăn mòn và kháng hóa chất..........................................................11
1.4. So sánh các loại lớp phủ.............................................................................................13
1.5. Thị trường, thị phần của sản phẩm công nghệ............................................................15
1.5.1. Thị trường thế giới.............................................................................................15
1.5.2. Thị trường Việt Nam..........................................................................................15
1.6. Khó khăn, thách thức.................................................................................................16
CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ...........................................................................................17
2.1. Nguyên lý công nghệ.................................................................................................17
2.1.1. Hình thành lớp phủ............................................................................................17
2.1.2. Cơ chế bảo vệ....................................................................................................18
2.2. Quy trình công nghệ chung........................................................................................19
2.2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ.................................................................................19
2.2.2. Thuyết minh.......................................................................................................20
2.3. Tiêu chuẩn công đoạn công nghệ...............................................................................21
2.3.1. Sơ đồ công đoạn công nghệ...............................................................................21
2.3.2. Tiêu chuẩn công việc từng công đoạn................................................................22
Đồ án tốt nghiệp
2.4. Lựa chọn quy trình công nghệ...................................................................................25
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ........................................................................28
3.1. Thông số ban đầu.......................................................................................................28
3.1.1. Hình ảnh chi tiết.................................................................................................28
3.1.2. Khối lượng.........................................................................................................32
3.1.3. Kế hoạch sản xuất..............................................................................................32
3.2. Tính toán, lựa chọn thiết bị, dây chuyền....................................................................32
3.2.1. Thiết bị sấy băng tải...........................................................................................32
3.2.2. Hệ thống nhúng, vắt...........................................................................................33
3.2.3. Hệ thống thông gió............................................................................................34
3.3. Tính toán vận hành dây chuyền.................................................................................34
3.3.1. Vận tốc băng tải.................................................................................................34
3.3.2. Năng suất băng tải..............................................................................................35
3.3.3. Nhịp cấp hàng....................................................................................................37
3.3.4. Hệ số tận dụng thiết bị nhúng, vắt......................................................................43
3.3.5. Thời gian làm việc của dây chuyền....................................................................43
3.4. Giải thích lựa chọn.....................................................................................................46
3.4.1. Hệ thống sấy băng tải.........................................................................................46
3.4.2. Hệ thống nhúng..................................................................................................47
3.5. Các thiết bị phụ..........................................................................................................49
3.5.1. Máy khuấy sơn...................................................................................................49
3.5.2. Dụng cụ đo độ nhớt............................................................................................49
3.6. Tính toán hóa chất tiêu tốn và năng lượng tiêu tốn....................................................50
3.6.1. Hóa chất tiêu tốn................................................................................................50
3.6.2. Năng lượng tiêu tốn...........................................................................................51
KẾT LUẬN..................................................................................................................... 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................53
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Lớp phủ vẩy kẽm (Zinc flake coating)............................................................2
Hình 1.2. Màu sắc lớp phủ............................................................................................3
Hình 1.3. Polysilane thông thường................................................................................4
Hình 1.4. Gá treo đĩa phanh trong phương pháp phun.................................................5
Hình 1.5. Giỏ làm việc trong phương pháp nhúng-vắt..................................................5
Hình 1.6. Bu lông đai ốc sơn phủ ZFC..........................................................................7
Hình 1.7. Lò xo sơn phủ ZFC........................................................................................7
Hình 1.8. Dây xích sơn phủ ZFC...................................................................................7
Hình 1.9. Cần số, chân phanh sơn phủ ZFC.................................................................8
Hình 1.10. Kẹp ống sơn phủ ZFC..................................................................................8
Hình 1.11. Thùng chứa thông minh sơn phủ ZFC.........................................................8
Hình 1.12. Cột chống sàn sơn phủ ZFC........................................................................9
Hình 1.13. Ứng dụng trong công nghiệp biển, đường sắt, quốc phòng, tuabin gió.......9
Hình 1.14. Các sản phẩm cơ khí gia công mạ phủ FOMECO.....................................16
Hình 2.1. Cấu trúc lớp phủ ZFC..................................................................................17
Hình 2.2. Cấu trúc barrier của lớp phủ ZFC...............................................................18
Hình 2.3. Cơ chế hình thành sản phẩm cacbonat........................................................18
Hình 2.4. Quy trình chung của công nghệ phủ ZFC....................................................19
Hình 2.5. Sơ đồ công đoạn công nghệ phủ ZFC..........................................................21
Hình 2.6. Dụng cụ đo độ nhớt.....................................................................................23
Hình 2.7. Kiểm tra ngoại quan....................................................................................24
Hình 3.1. Ảnh chụp đế tròn.........................................................................................28
Hình 3.2. Ảnh chụp đế vuôn........................................................................................28
Hình 3.3. Ảnh chụp thân ống.......................................................................................29
Hình 3.4. Ảnh chụp đại ốc phải...................................................................................29
Hình 3.5. Vòng đệm vênh trái......................................................................................30
Hình 3.6.Vòng đệm vênh phải.....................................................................................30
Hình 3.7. Ảnh chụp thân ống.......................................................................................31
Hình 3.8. Ảnh chụp bộ chi tiết.....................................................................................31
Hình 3.9. Máy khuấy sơn.............................................................................................49
Hình 3.10. Cốc đo độ nhớt..........................................................................................49
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Đặc điểm, thành phần và tính chất vật lý cơ bản........................................10
Bảng 1.2. Chiều dày lớp mạ và tính chịu ăn mòn........................................................11
Bảng 1.3. Nhiệt độ nung sấy và khả năng chịu ăn mòn...............................................11
Bảng 1.4. Khả năng chịu hóa chất..............................................................................12
Bảng 1.5. So sánh các đặc tính của sơn phủ với các loại lớp phủ kẽm khác...............13
Bảng 1.6. Ưu, nhược điểm và ứng dụng của các lớp phủ kẽm.....................................14
Bảng 1.7. Khả năng chịu ăn mòn và chiều dày lớp phủ vẩy kẽm.................................14
Bảng 2.1. Điều chỉnh độ nhớt của dung dịch...............................................................23
Bảng 3.1. Khối lượng 1 chi tiết mỗi loại......................................................................32
Bảng 3.2. Khối lượng mỗi loại chi tiết trên 1 m chiều dài băng tải.............................35
Bảng 3.3. Số lượng chi tiết trên 1 m chiều dài băng tải...............................................36
Bảng 3.4. Năng suất băng tải ứng với mỗi loại chi tiết...............................................36
Bảng 3.5. Năng suất băng tải ứng với mỗi loại chi tiết (chi tiết/ph)............................37
Bảng 3.6. Thời gian các bước trước khi sấy của mỗi loại chi tiết...............................39
Bảng 3.7. Khối lượng tối đa của mỗi loại chi tiết trên 1 mẻ nhúng.............................40
Bảng 3.8. Số lượng tối đa của mỗi loại chi tiết trong 1 mẻ nhúng...............................41
Bảng 3.9. Thời gian nhúng ứng với khối lượng chi tiết tối đa của hệ thống................41
Bảng 3.10. Nhịp cấp hàng của mỗi loại chi tiết...........................................................42
Bảng 3.11. Khối lượng thực tế mỗi loại chi tiết trên 1 mẻ nhúng................................43
Bảng 3.12. Hiệu suất sử dụng của hệ thống nhúng – vắt.............................................43
Bảng 3.13. Số mẻ sơn mỗi loại chi tiết........................................................................44
Bảng 3.14. Thời gian sơn phủ một lượt của mỗi loại chi tiết.......................................45
Bảng 3.15. Thời gian phủ yêu cầu của mỗi loại chi tiết..............................................46
Bảng 3.16. Nhịp cấp hàng của mỗi loại chi tiết...........................................................47
Bảng 3.17. Hiệu suất sử dụng của hệ thống nhúng – vắt.............................................48
Bảng 3.18. Diện tích tương đối của một chi tiết mỗi loại............................................50
Bảng 3.19. Năng lượng tiêu tốn...................................................................................51
Đồ án tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU
Với sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp đòi hỏi công nghệ
cao như sản xuất ô tô, thiết bị điện tử, công nghiệp biển, quân sự, hàng không...công
nghệ chống ăn mòn phục vụ cho các chi tiết, kết cấu, máy móc, trang thiết bị...cũng
phát triển không ngừng. Một trong phương pháp chống ăn mòn được áp dụng phổ biến
hiện nay là tạo lớp phủ bề mặt. Lớp phủ bề mặt có tác dụng cách ly nền với môi
trường ăn mòn.
Có nhiều loại lớp phủ bề mặt như lớp phủ mạ điện phân, lớp phủ mạ nhúng
nóng, lớp phủ sơn tĩnh điện... Đó là những công nghệ phủ truyền thống.
Ngày nay, một công nghệ phủ mới với nhiều đặc tính nổi trội đã được ứng dụng
và phát triển trên toàn thế giới đó là công nghệ phủ vẩy kẽm. Với khả năng chống ăn
mòn tuyệt vời, không bị giòn hydro, hình thức đẹp, thân thiện với môi trường...lớp phủ
vẩy kẽm được đánh giá là lớp phủ cao cấp, được nhiều ngành công nghiệp hiện đại lựa
phục vụ cho trang trí và bảo vệ vật liệu khỏi ăn mòn.
Qua thực tế chứng minh, kẽm là một thành phần có khả năng chống được rỉ sét
và ăn mòn rất hiệu quả cho kim loại, đặc biệt là các kết cấu. Tuy nhiên, đối với các
loại sơn truyền thống hay sơn kẽm khác, lớp phủ có hàm lượng kẽm dưới 92% lại
không có khả năng chống rỉ sét tuyệt đối bởi chỉ cần bị một lỗ thủng rất nhỏ cũng đủ
để các tác nhân xâm thực có đường đột nhập vào nền và gây ra ăn mòn.
Công nghệ sơn phủ vẩy kẽm FC (zinc flake coating) cho phép tạo ra polymer
vô cơ - hữu cơ làm nền cho gradient vẩy hợp kim kẽm song song với bề mặt kim loại,
do đó tạo ra đặc tính ưu việt cho lớp phủ.
Cho đến nay lớp phủ vẩy kẽm ZFC được đặt hàng khá nhiều từ các công ty sản
xuất cơ khí, điện tử, hàng không...Thị phần của sản phẩm sơn phủ vẩy kẽm trên thế
giới ngày càng tăng cao.
Tuy vậy công nghệ này vẫn chưa được triển khai rộng rãi tại Việt Nam, lý do
chủ yếu là các vấn đề kỹ thuật, cụ thể là hợp chất hóa học sử dụng cho nhúng (phun)
tạo lớp phủ có công thức rất đặc biệt, việc pha chế, bảo quản, sử dụng dung dịch
nhúng đòi hỏi cao về tri thức công nghệ và kỹ năng...thường phải lệ thuộc vào các
chuyên gia nước ngoài.
Để tiếp cận và phát triển công nghệ còn mới tại Việt Nam này, dưới sự hướng
dẫn của GS.TS Mai Thanh Tùng, chúng em xin nhận Đồ án Tốt nghiệp với đề tài:
“Thiết kế dây chuyền sơn vẩy kẽm cho cột chống sàn và ốc vít công nghiệp
năng suất 8 tấn/ngày”.
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Lịch sử
Trước những năm 70 của thế kỷ XX, ngành bảo vệ vật liệu kim loại đã ứng
dụng nhiều công nghệ khác nhau để tạo lớp phủ bề mặt chống ăn mòn như mạ điện
phân, mạ nhúng nóng, sơn tĩnh điện...
Những lớp phủ này có thể cho độ bền ăn mòn tương đối cao cao nhưng lại có
nguy cơ bị nứt bởi ăn mòn ứng suất do hydro. Quá trình mạ kẽm điện phân và những
giai đoạn trước đó như tẩy gỉ bằng axit mạnh…có ảnh hưởng lớn đến độ giòn của lớp
phủ do hydro gây ra.
Trong những năm 70 của thế kỷ XX, một hệ thống lớp phủ mới đã được phát
triển tại Hoa Kỳ, đó là lớp phủ vẩy kẽm (số bằng sáng chế 1376067). Độ dày của lớp
phủ này thường là 8-12μm. Hệ thống lớp phủ này tạo ra một mức độ bảo vệ cao,
chống lại sự ăn mòn và không bị giòn hydro.
Hệ thống phủ này chủ yếu được sử dụng cho các ốc vít, đai ốc, vòng đệm, bản
lề và thép có độ bền cao. Lợi thế của quá trình tạo lớp phủ này đáng kể, bao gồm tiền
xử lý không có HCl, nhiệt độ thấp (cỡ 280 °C) và đặc tính chống ăn mòn tuyệt vời [3].
Trong những năm của thập kỷ 80, 90 của thế kỷ XX, việc sử dụng hệ thống lớp
phủ này lan truyền rộng rãi hơn, ví dụ như trong ngành công nghiệp ô tô. Ngành công
nghiệp này cần hệ thống lớp phủ cung cấp mức độ chống ăn mòn cao. Vì lớp phủ vẩy
kẽm không tạo ra hydro trong bất kỳ một giai đoạn nào của quá trình hình thành lớp
phủ, nên chúng đã được sử dụng cho các ứng dụng quan trọng như là một thay thế cho
mạ điện.
Ngoài các ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô, hệ thống lớp phủ này cũng
được tìm thấy trong các hệ thống năng lượng gió, công nghiệp xây dựng, thiết bị điện
(xây dựng nhà máy), xe tải và các lĩnh vực khác.
Ngày này, với những ưu điểm nổi bật, công nghệ sơn phủ vẩy kẽm được ứng
dụng rộng rãi trong các lĩnh vực ô tô, kết cấu dân dụng, công trình biển, quân sự, hàng
không…Lượng mặt hàng đòi hỏi công nghệ này tăng liên tục trong 5 năm trở lại đây.
Do độ công nghệ này tương đối mới và là công nghệ cạnh tranh với nhiều công
ty, các bí quyết công nghệ thường được giữ kín phục vụ cho ốc vít, lò xo, gầm xe, chi
tiết dập, xích, kết cấu, cánh gió, tua bin, cột chống lò khai thác than… trong hàng cơ
khí, ô tô, hàng điện tử, thiết bị khai tác than, truyền tải điện...
Trang 1
Đồ án tốt nghiệp
1.2. Đặc điểm công nghệ
1.2.1. Đặc điểm lớp phủ
CHƯƠNG 2. Cấu trúc lớp phủ
Lớp phủ vẩy kẽm ZFC (zinc flake coating) là loại lớp phủ cao cấp hơn mạ điện
phân, mạ kẽm nóng và sơn kẽm lạnh. ZFC không được tạo ra bằng điện phân mà bằng
việc tạo ra lớp phủ chứa vẩy kẽm kích thước cỡ 5-20m sắp xếp theo gradient song
song với bề mặt kim loại nền trên nền của polymer hữu cơ-vô cơ (hay còn gọi là hệ
kẽm hybrid).
Hình 1.1. Lớp phủ vẩy kẽm (Zinc flake coating)
a. Cấu tạo lớp phủ
b. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) mặt cắt ngang lớp phủ vẩy kẽm ZFC
(x10 000)
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 3. Màu sắc
- Lớp phủ vẩy kẽm cho các màu đa dạng. Thông dụng nhất là màu satin ánh bạc
và màu đen
Hình 1.2. Màu lớp phủ vẩy kẽm (satin bạc và đen)
CHƯƠNG 4. Phân loại
-
Có nhiều cách phân loại khác nhau
+ Theo tính chất của chất kết dính:
Hữu cơ
Vô cơ
+ Theo thành phần Cr (VI) và dung môi, chia thành 3 nhóm:
Lớp phủ flake kẽm chứa Cr (VI): Các bề mặt chứa Cr (VI) cung cấp khả
năng bảo vệ chống ăn mòn tốt hơn với lớp phủ mỏng hơn, nhưng Cr (VI)
gây ung thư và gây nguy cơ cho môi trường. Các nghị định mới của châu
Âu cấm sử dụng các bề mặt chứa Cr (VI)
Lớp phủ vảy kẽm không chứa Cr (VI) dựa trên dung môi
Lớp phủ vảy kẽm không chứa Cr (VI) không dung môi
Ngày nay, lớp phủ vẩy kẽm được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô
không có chứa Cr (IV). Các nhà sản xuất ô tô v.v...đã đưa ra các thông
số kỹ thuật và quy tắc cung cấp riêng của họ để xác định các yêu cầu cho
các lớp phủ này
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp
-
Các thông số kỹ thuật cho lớp phủ vẩy kẽm được xác định theo tiêu chuẩn quốc
tế ISO 10683 và cũng theo tiêu chuẩn Châu Âu EN 13858
+ ISO 10683 quy định các yêu cầu đối với lớp mạ kẽm cho ốc vít ren
+ EN 13858 mô tả các yêu cầu đối với lớp phủ kẽm cho ốc vít không có ren và
cho các bộ phận khác.
4.1.1. Dung dịch tạo lớp phủ
-
Hợp chất hóa học sử dụng cho nhúng (phun) tạo lớp phủ vẩy kẽm có công thức
rất đặc biệt, cho phép tạo ra polymer vô cơ - hữu cơ làm nền cho gradient vẩy
hợp kim kẽm song song với bề mặt kim loại, do đó tạo ra đặc tính ưu việt cho
lớp phủ.
-
Hệ sơn dùng trong công nghệ phủ vẩy kẽm nghiên cứu ở Đồ án này là sơn vô
cơ hệ silane (các polysilane) – phân tán vẩy kẽm.
Hình 1.3. Polysilane thông thường
-
Dung dịch tạo lớp phủ có nhiều loại khác nhau, loại không dung môi, loại dùng
dung môi (nước hoặc hữu cơ).
-
Màu sắc: Màu satin ánh bạc hoặc màu đen, các màu khác ít được ứng dụng
-
Việc pha chế, sử dụng, bảo quản dung dịch nhúng đòi hỏi cao về tri thức và kỹ
năng pha chế. Các các bí quyết công nghệ thường được giữ kín bởi các công ty,
tập đoàn công nghệ trong lĩnh vực này
4.1.2. Phương pháp tạo lớp phủ [1]
-
Vật liệu có thể được sơn phủ bằng phương pháp (kỹ thuật) phun hoặc nhúng:
+ Phương pháp phun
Lớp phủ được phủ lên bề mặt chi tiết bằng súng phun. Phương pháp này
có thể được sử dụng trong một cơ sở phun hoàn toàn tự động.
Trang 4
Đồ án tốt nghiệp
Phương pháp này thường được sử dụng cho các chi tiết có kích thước lớn
hoặc phức tạp.
Với phương pháp này, các chi tiết cần sơn sẽ được mắc lên một hệ thống
gá.
Hình 1.4. Gá treo đĩa phanh trong phương pháp phun
+ Phương pháp nhúng-quay
Các chi tiết được cho vào một cái giỏ.
Lớp phủ được thực hiện bằng cách nhúng giỏ vào một thùng chứa dung
dịch sơn phủ.
Quá trình này được sử dụng cho các bộ phận có kích thước, khối lượng
nhỏ hơn, các chi tiết có bề mặt hõm, nhiều lỗ, hốc.
Hình 1.5. Giỏ làm việc trong phương pháp nhúng-vắt
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp
4.1.3. Ưu điểm
-
Lớp phủ này có một loạt các ưu điểm quan trọng sau:
+ Độ bền ăn mòn: Độ bền ăn mòn của lớp mạ gấp 10-20 lần so với lớp mạ kẽm
nóng cùng chiều dày và hơn 5 - 6 lần lớp mạ kẽm điện phân (công nghệ cũ)
+ Không có ứng suất hydro
+ Lớp phủ mỏng (cỡ 8 - 12 micromet),độ phủ đồng đều cao nên có hình thức
đẹp, nhẵn, rất thích hợp với các chi tiết đòi hỏi thẩm mỹ công nghiệp và độ
chính xác cao (sai lệch phân bố chiều dày không quá 10%) (đặc biệt quan
trọng đối với các linh kiện điện tử kích thước bé cũng như không ảnh hưởng
đến sự phù hợp tối ưu giữa bu lông và đai ốc). Với các chi tiết nhiều hốc,
hõm, thì độ phủ đồng đều của ZFC ưu việt hơn mạ điện rõ rệt.
+ Khả năng bám dính bề mặt tuyệt vời (gấp 5-10 lần so với lớp phủ thông
dụng hiện tại)
+ Khả năng chịu nhiệt cao, thậm khả năng chống ăn mòn không thay đổi sau
nhiều lần sốc nhiệt gián đoạn
+ Kháng hóa chất tốt
+ Có độ dẫn điện nhất định
+ Đặc điểm ma sát tốt (trên bu lông và đai ốc)
+ Thân thiện với môi trường, công nghệ này không sử dụng dung môi, không
phải xử lý dung dịch trước khi phủ, không phải xử lý công nghệ bảo vệ môi
trường, giảm thiểu tối đa phát thải kim loại nặng, nước thải và chất thải rắn.
4.1.4. Ứng dụng
-
Do công nghệ này tương đối mới và là công nghệ cạnh tranh với nhiều công ty,
các bí quyết công nghệ thường được giữ kín phục vụ cho các chi tiết ô tô (bu
lông, đai ốc, lò xo, khung gầm xe...), cơ khí (dây xích, kẹp, chi tiết dập), kết cấu
dân dụng (cột chống sàn), tuabin gió, các kết cầu chịu ăn mòn khốc liệt (cột
chống lò khai thác than, thiết bị nhiệt điện…), ứng dụng trong quân sự, công
nghiệp biển hàng không…
-
Một số công ty rất nổi tiếng đang dẫn đầu về nghiên cứu phát triển công nghệ
này trên thế giới là NOF (Nhật Bản), ATOTECH (Đức), Tập đoàn Anochrome
(Anh)
-
Dưới đây là hình ảnh về các chi tiết ứng dụng công nghệ phủ vẩy kẽm:
Trang 6
Đồ án tốt nghiệp
Bu lông, đai ốc
Hình 1.6. Bu lông đai ốc sơn phủ ZFC
Lò xo
Hình 1.7. Lò xo sơn phủ ZFC
Dây xích
Hình 1.8. Dây xích sơn phủ ZFC
Chi tiết xe máy: cần số, chân phanh
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.9. Cần số, chân phanh sơn phủ ZFC
Kẹp ống
Hình 1.10. Kẹp ống sơn phủ ZFC
Thùng chứa thông minh
Hình 1.11. Thùng chứa thông minh sơn phủ ZFC
Cột chống sàn
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.12. Cột chống sàn sơn phủ ZFC
Ứng dụng trong hệ thống sử dụng năng lượng gió (tuabin gió), quân sự, công
nghiệp biển, hàng không, đường sắt..
Hình 1.13. Ứng dụng trong công nghiệp biển, đường sắt, quốc phòng, tuabin gió
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp
4.2. Một số loại sơn phủ vẩy kẽm
Trên thị trường, có nhiều loại sơn dùng trong công nghệ phủ vẩy kẽm khác
nhau, ta tìm hiểu đại diện 2 loại sơn DP-37 và DP-400
4.2.1. Đặc điểm, thành phần và tính chất vật lý
Bảng 1.1. Đặc điểm, thành phần và tính chất vật lý cơ bản
Loại
DP-37
DP-400
Chất kết dính (polymer)
Vô cơ
Vô cơ
Kim loại
Zn, Al, Ti
Zn, Al, Ti
Dung môi
n-butanol
DP Thinner
Phụ gia
Ethyl cellulose,
silane
Ethyl cellulose,
silane
Màu bạc
Màu bạc
Dung dịch ban đầu
50-60 giây
40-45 giây
Khi sơn (nhúng, quay)
40-60 giây
35-40 giây
Phần không bay hơi (%)
55-60
57-62
Điều kiện sấy khô tiêu chuẩn
200oC x 30 phút
250oC x 30 phút
Chiều dày tiêu chuẩn
7 μm
9 μm
Lượng bám dính
200 mg/dm2
257 mg/dm2
Tính chịu nhiệt
(Nung ở 300oC trong 8 giờ liên tục)
Không vỡ, bong
Không vỡ, bong
Không vỡ, bong
Không vỡ, bong
Đặc điểm, thành phần
Thành phần
Màu sắc
Độ nhớt
Tính chịu va đập
(lực va đập 500g x 20cm x 0,5s)
Trang 10
Đồ án tốt nghiệp
4.2.2. Khả năng chịu ăn mòn và kháng hóa chất
CHƯƠNG 5. Khả năng chịu ăn mòn theo chiều dày mạ
Bảng 1.2. Chiều dày lớp mạ và tính chịu ăn mòn
Loại sơn
Chiều dày
trung bình
( μm)
Thời gian phát
sinh gỉ đỏ
(h)
5
200-300
7
350-500
muối
9
500-700
11
700-1000
+Vật được
sơn: Bu lông
M8x50
5
7,5
10
200-250
500-550
1000-1100
12.5
1400-1500
DP-37
DP-400
(thuộc nhóm có
tính chịu ăn
mòn cao)
Điều kiện thử
nghiệm
+Phun mù
+ Phun mù
muối
+
Vật
được sơn: Bu
lông M8x20
CHƯƠNG 6. Khả năng chịu ăn mòn theo nhiệt độ nung sấy
Bảng 1.3. Nhiệt độ nung sấy và khả năng chịu ăn mòn
Thời gian nung sấy Nhiệt độ nung sấy
Loại sơn
DP-400
(dày 7 μm)
(phút)
30
(oC)
Thời gian phát
sinh gỉ đỏ
(giờ)
200
504
220
672
240
672
260
1176
280
1176
300
1512
CHƯƠNG 7. Tính kháng hóa chất
Tính kháng hóa chất của lớp phủ hay còn gọi là khả năng chịu hóa chất của lớp
phủ được thể hiện ở bảng sau:
Trang 11
Đồ án tốt nghiệp
Bảng 1.4. Khả năng chịu hóa chất
Thời gian
nhúng
(giờ)
Mục thử nghiệm
Khả năng
chịu axit
Khả năng
chịu kiềm
Khả năng
chịu dầu mỡ
Kết quả
Axit Sunfuric 0,1N
24
Không có bất thường
Axit Sunfuric 5%
24
Bong
Axit HCl 0,1N
24
Không có bất thường
NaOH 5%
24
Bong toàn bộ bề mặt
Na2CO3
168
Đổi màu một chút
Xăng dầu
240
Không có bất thường
Dầu động cơ
240
Không có bất thường
Xylene
240
Không có bất thường
Ethanol
240
Không có bất thường
Coca-Cola
360
Không có bất thường
Nước táo ép
360
Không có bất thường
Khác
Trang 12
Đồ án tốt nghiệp
7.1. So sánh các loại lớp phủ
Bằng việc so sánh giữa các loại lớp phủ, ta sẽ thấy được những đặc tính ưu việt
của lớp phủ vẩy kẽm.
Bảng 1.5. So sánh các đặc tính của sơn phủ với các loại lớp phủ kẽm khác
Lớp phủ
Phủ vẩy
kẽm ZFC
Mạ hợp kim
Zn kỹ thuật
cao
Mạ kẽm
thường
Mạ nhúng
kẽm (dày 1220μm)
(dày 812μm)
(dày 8-15μm)
(dày 815μm)
10 - 12000
25000
3000 - 6000
11000 -13000
15002000h
700-800h
200-300h
150-200h
Grade 3
Grade 4
Grade 4
Grade 4
120-150HV
300-320HV
250-260HV
200-220HV
150-250oC
150-200oC
150-200oC
250-300oC
Giòn hydro
Không
Có
Có
Có thể
Hình thức
Màu satin
ánh bạc,
đen bóng...
Rất đẹp, đa
dạng màu
Đẹp,
đa dạng màu
(đen tuyền,
vàng, xanh...)
Màu trắng, độ
bóng kém
Đơn giá
(VNĐ/kg vật mạ)
Khả năng chịu
ăn mòn
(Phun mù muối
(ASTM B117)
Độ bám dính
(ASTMB517)
Độ cứng
(ASTM E18)
Nhiệt độ
vận hành
(đen tuyền,
vàng, xanh…)
Trang 13
Đồ án tốt nghiệp
Bảng 1.6. Ưu, nhược điểm và ứng dụng của các lớp phủ kẽm
Lớp phủ
Phủ vẩy kẽm
ZFC
Mạ hợp kim
Zn kỹ thuật
cao
Mạ kẽm
thường
Mạ nhúng
kẽm
Chiều dày
8-12μm
8-15μm
8-15μm
12-20μm
Ứng dụng
Bu lông, đai ốc,
dây xích, lò xo
lớn nhỏ, chi tiết
dập hàng loạt
cho ô tô, kết
cấu, giao
thông…
Chi tiết tinh Xe máy, bàn
Kết cấu xây
xảo, ô tô,
ghế, nội thất
dựng, thiết bị,
điện tử, hàng xây dựng, kết
giao thông
không,
cấu..
Chống ăn
Công nghệ
Hao tổn kẽm
Chịu ăn mòn
mòn cao, đẹp cũ, chống ăn (mất mát 30Ưu thế/
tuyệt vời, năng
tinh tế, an
mòn chưa
40%). Ô
nhược điểm
suất cao
toàn môi
cao, độc hại
nhiễm môi
trường,
môi trường
trường.
Bảng 1.7. Khả năng chịu ăn mòn và chiều dày lớp phủ vẩy kẽm
và mạ hợp kim kỹ thuật cao
Lớp phủ
Khả năng
chịu ăn mòn
(Phun mù
muối (ASTM
B117)
Chiều dày
lớp phủ
Phủ vẩy
kẽm ZFC
1500-2000h
8-12μm
Mạ hợp kim Zn
kỹ thuật cao
700-800h
8-15μm
Tiêu chuẩn công
nghiệp Nhật Bản
Ghi chú
ZFC: t= 800-1500h
Theo tiêu
chuẩn JIS
H8618
Zn-Ni: t= 300-500h
5-10μm
Theo tiêu
chuẩn JIS
H8617
Trang 14
- Xem thêm -
.DOCX 
64 
400 
68 
