Mạ Crom cứng – quá khứ, hiện tại và tương lai P1

Giới thiệu mạ crom cứng

Mạ Crom cứng – quá khứ, hiện tại và tương lai – Các công ty xi mạ crom cứng, một thành phần tương đối nhỏ nhưng quan trọng của thị trường mạ crôm tổng thể, đã phải chịu đựng căng thẳng lớn và thay đổi các lực lượng thị trường trong thập kỷ qua. Do thay đổi các quy định về sức khoẻ và môi trường, nhiều nhà máy xi mạ crom đã buộc phải ngừng sản xuất hoặc di chuyển ra các khu CN. Mạ Crom cứng được sử dụng trong các ứng dụng quan trọng như phục hồi ty ben, xilanh thủy lực, các thiết bị phần cứng trong nhà máy – các ứng dụng này đã được khái quát trong loạt bài viết trong website micromet.com.vn.

Tuy nhiên, trong một nghiên cứu năm 2003 của Thintri Inc, ngành mạ crôm tổng thể có sự phát triển đáng kinh ngạc. Sự phát triển của các hoạt động xi mạ ở nước ngoài vẫn tiếp tục, đối với nhiều công ty xi mạ, những thời điểm khó khăn đã xuất hiện nhiều công ty xi mạ crom cứng lạc quan về tương lai – các đơn vị này đã có những thành công nhất định trong sự nghiên cứu công nghệ mạ crom.

mạ crom cứng phục hồi ty ben thuỷ lực

Hiệu quả Sức khoẻ

Mạ Chrome thường sử dụng crom hexavalent. Crom sắt Hexavalent từ lâu đã được biết đến là độc hại, nhưng các nghiên cứu trong thập kỷ qua đã cho thấy nó là đặc biệt nguy hiểm, đặc biệt là cho người lao động trong các cơ sở mạ chrome.

Để đáp ứng những mối quan tâm về sức khoẻ ngày càng tăng, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã bắt đầu điều hoà lượng khí thải vào trong không khí của crom, dẫn chứng mạnh mẽ cho thấy crom hexa có thể gây ung thư phổi và các điều kiện nghiêm trọng khác.

Các quy định tập trung vào việc giảm bớt khí thải được hình thành bằng cách mạ điện, đó là nơi mà hầu hết các mối nguy hiểm sức khỏe từ Chrome crom hóa trị sáu phát sinh. Các phương pháp được đề nghị để giảm thiểu sự phơi nhiễm của người lao động với các loại khí thải độc hại bao gồm việc sử dụng chất tẩy rửa, loại bỏ sương mù, chất chống thấm và bổ sung các hóa chất khác.

Việc áp đặt các quy tắc nghiêm ngặt như vậy đã gây ra những khó khăn cản trở lớn cho sự phát triển ngành mạ crôm trong nước. Các công ty xi mạ đã phải thay đổi công nghệ để qua việc thích ứng với vừa sản xuất được vừa giảm thiểu tối đa nguy cơ độc hại. Đối với nhiều nhà trắc địa, hợp tác với các quy định mới có nghĩa là một cuộc cải tổ hoàn chỉnh các quy trình và cơ sở hiện có. Các công nghệ mới có sẵn cho phép các cơ sở mạ crôm hoạt động với hiệu quả và an toàn được cải thiện, và thậm chí tăng năng suất.

Các quy định về môi trường khí thải ban đầu gây khó khăn nhưng đã giúp cho công nghệ xi mạ tiến thêm 1 bước phát triển mới, và ngành công nghiệp xi mạ Crom cứng đã đạt đến một trạng thái ổn định. Trong khi vẫn có một phong trào vận hành xi mạ ở ngoài nước, nhiều người trong ngành công nghiệp phàn nàn về những khó khăn trong kinh doanh, nhưng trong nhiều trường hợp, những cơ sở này vẫn còn sống sót. Ngành mạ crôm Bắc Mỹ, về nhiều mặt, có sức khoẻ đáng ngạc nhiên. Các chuyên gia ngành công nghiệp mạ Chrome đã được phỏng vấn cho nghiên cứu của Thintri nhìn chung khá tự tin về tương lai kinh doanh của họ và không cảm thấy bị đe doạ bởi các công nghệ phủ khác.

xi mạ crom cứng lô trục

Ngoài ra, môi trường lập pháp cũng ổn định. Mặc dù có thể có những quy định mới từ Cơ quan Quản lý An toàn và Chăm sóc Sức khoẻ Lao động về việc phát thải crôm hexavalent trong các cơ sở mạ và mức độ phơi nhiễm của người lao động, và Nhật Bản và các quốc gia Scandinavia được cho là đã có các quy định cấm toàn diện về crom hexan, không có sáng kiến ​​lập pháp gần như lâu dài mà sẽ ảnh hưởng đáng kể đến khả năng của người điều hành rôm trong nước để hoạt động có lợi. Song song với việc sử dụng hóa chất giảm khí thải độc hại, các đơn vị xi mạ còn rất nhiều biện pháp để đảm bảo an toàn cho người lao động như các dụng cụ bảo hộ lao động, quy trình xi mạ crom hoạt động khép kín,…

Các ứng dụng mạ chrome vẫn còn hiệu quả cho nhiều mục đích. Nó không tốn kém, và có thể dễ dàng được thực hiện trong lô lớn, không giống như phương pháp mạ khác cạnh tranh đòi hỏi nhiều bước với các hóa chất phức tạp.

Thị trường mạ crom cứng

Xi mạ crôm cứng hoặc chức năng bao gồm ít hơn ¼ thị trường tấm crôm hexabalent tổng thể.

Thị trường crôm cứng bao gồm bề mặt chịu mài mòn trong hàng không vũ trụ, dầu khí, thiết bị nặng và một loạt các ứng dụng công nghiệp nói chung. Mạ crom cứng cũng được sử dụng để khôi phục dung sai kích thước, như trong các tuabin khí nơi mà trục đòi hỏi dung sai chính xác có thể là mục tiêu ngoài mục đích do mòn hoặc do lỗi của sản xuất.

Ưu điểm của mạ crôm cứng phát sinh từ sự kết hợp của hiệu suất cao, chi phí thấp và dễ áp ​​dụng. Mạ Chrome được sử dụng trong rộng rãi và phổ biến bởi vì nó cung cấp phủ tốt, cả trang trí và chức năng, với tài sản tốt và ứng dụng rộng rãi, với chi phí thấp. Không có công nghệ cạnh tranh có thể thực sự yêu cầu bồi thường kết hợp cùng một hiệu suất, phạm vi áp dụng, dễ chế biến và chi phí thấp.

Bởi vì hiệu suất cao của Crôm mà các lựa chọn thay thế khác cho mạ crôm không bao giờ nhận được nhiều sự chú ý. Khi luật kiểm soát ô nhiễm Crôm bắt đầu có hiệu lực, nhiều công ty lớn sử dụng mạ crôm, hoặc là muốn tránh các vấn đề pháp lý trong tương lai hoặc chỉ đơn giản là hành động như một công dân công ty tốt, đã cam kết giảm hoặc loại bỏ việc sử dụng mạ crôm trong vòng một năm. Trong quá trình nghiên cứu và phát triển các công nghệ thay thế, nhiều người sử dụng đã tìm ra lý do chính đáng để thay thế mạ crom cứng trong ứng dụng của họ vượt quá các vấn đề về chi phí và ô nhiễm đơn giản. Họ dần dần nhận ra rằng đối với các ứng dụng cụ thể, có thể có chất thay thế có hiệu suất tốt hơn so với tấm mạ crôm với chi phí tương đương hoặc thậm chí thấp hơn.

Tính năng mạ Chrome nói chung là tốt, tuy nhiên, vật liệu này có độ cứng và chống ăn mòn giới hạn. Nếu không được áp dụng xử lí và có phương pháp mạ đúng cách, nó có thể bị rạn nứt, và các thất bại khác trong điều kiện khắc nghiệt.

Một vấn đề khác với mạ crôm là tốc độ bám tương đối chậm. Quá trình xử lý Chrome và tốc độ phủ đòi hỏi phải có thời gian và các phương pháp đặc biệt mới nâng cao được hiệu suất mạ. Bởi vì mạ điện là một quá trình định hướng, các lớp phủ mạ crôm có xu hướng dày hơn ở các góc và cạnh, và có khuynh hướng tích tụ ít ở các khu vực có lõm (thường có thể khắc phục bằng các phương pháp đặc biệt, đòi hỏi các đơn vị xi mạ phải có kinh nghiệm thực tế và có những phương pháp riêng đối với mỗi loại sản phẩm). Thiếu tính đồng nhất lớp phủ là một lý do chính để theo dõi gia công để đáp ứng dung sai kích thước.

Một số bộ phận được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi, bao gồm thanh thủy lực, có thể phải được mạ ba hoặc bốn lần để có được một lớp phủ dày, cứng, so với chỉ một lần cho một công nghệ thay thế như phun nhiệt.

Chi phí sở hữu là một khiếu nại lớn với người dùng chrome cứng. Có một nhu cầu đáng kể cho quá trình phủ với thời gian chế biến ngắn hơn mà cho chu kỳ bảo trì lâu hơn.

Nhiều chuyên gia được phỏng vấn trong một loạt các ngành công nghiệp trong nghiên cứu Thintri đã xác nhận rằng tìm kiếm các lựa chọn thay thế của họ đã bắt đầu từ sự quan tâm đến sự an toàn và môi trường. Tuy nhiên, sau khi đánh thức hiệu quả cao của một số lựa chọn thay thế, nhiều người sử dụng các lựa chọn thay thế giờ đây cho rằng ngay cả khi tất cả các mối quan tâm về sức khoẻ và môi trường về chất crom có thể được loại bỏ bằng cách nào đó, không có khả năng trở lại quá trình phủ cũ của chúng.

Trong khi ngành mạ crôm là lớn, ổn định và không bị đe dọa bởi sự tồn tại của nó, đối với một số ứng dụng cụ thể, các công nghệ thay thế đã chứng minh được giá trị của chúng. Về lâu dài, sự thống trị của mạ crom cứng hexavalent trong nhiều ứng dụng nổi bật đang bị đe dọa.

Các công nghệ xi mạ khác

Một số kỹ thuật phủ đã nổi lên có thể gây ra mối đe dọa đối với xi mạ crom cứng hexavalent. Trong khi một số vẫn còn trong giai đoạn phát triển, những người khác đã bắt đầu chiếm thị phần từ mạ crom.

Các lựa chọn mạ bao gồm mạ niken, mạ hợp kim niken không đồng đều, các hợp kim nano cực điện phân nano điện, và một vài loại khác. Trivalent chrome, sử dụng các phương pháp chế biến tương tự như crôm hexavalent nhưng không có hầu hết các mối nguy, đã có những bước xâm nhập nghiêm trọng trong các thị trường chrome trang trí. Về lâu dài, một lớp vỏ crôm ba lớp cứng có thể tạo ra một sự thay thế cho crôm hexavalent, điều này sẽ cho phép các máy chrome để duy trì khách hàng của họ trong các thị trường phủ mài mòn nghiêm trọng. Tuy nhiên, đến nay, không có tiến trình crôm ba màu thỏa đáng, nhưng một số công ty và tập đoàn tại Mỹ và Châu Âu đã khởi xướng những nỗ lực phát triển.

Các phương pháp khác, chủ yếu là trong giai đoạn phát triển, bao gồm các liên kết nổ, tia lade, lắng đọng hơi vật lý, và lắng đọng điện cực.

Trong thập kỷ hiện tại, mối đe dọa lớn nhất đối với sự thống trị của crom cứng là phun nhiệt. Trong mỗi 14 dạng phản xạ nhiệt, kim loại dưới dạng bột hoặc dạng dây được nung nóng để tan chảy và gia tốc lên bề mặt được phủ, tạo thành để tạo thành độ dầy mong muốn. Một lợi thế lớn của phun nhiệt là một loạt các vật liệu phủ có thể được sử dụng, cho phép các lớp phủ tùy biến cho các tác vụ cá nhân. Lớp sơn phun bằng nhiệt có thể cực kỳ khó khăn với độ bền mài mòn hay ăn mòn cao và đến một phần tư inch. Thời gian quay vòng với phun nhiệt cũng thấp, với thời gian chế biến chỉ bằng một phần năm so với crôm cứng.

Hình thức phun nhiệt đại diện cho mối đe dọa thương mại lớn nhất đối với crom cứng là oxy-nhiên liệu tốc độ cao (HVOF). HVOF gia tốc các hạt kim loại ở nhiệt độ tương đối thấp nhưng vận tốc cao lên bề mặt, tạo thành các lớp phủ được làm từ mối hàn cho bề mặt. Mật độ phủ với HVOF có thể đạt tới 100%, có nghĩa là có độ rỗng ít hoặc không có độ rỗng. Những người trả lời phỏng vấn trong nghiên cứu Thintri chỉ ra một sự đồng thuận vững chắc rằng lớp phủ HVOF được ứng dụng trong các ứng dụng mài mòn mang lại hiệu suất cao trong hầu hết các tình huống so với chrome.

Điểm yếu của phun nhiệt thường được coi là chi phí. Xịt nhiệt được áp dụng thường xuyên nhất bởi robot, phải được lập trình cho phần đang được đề cập và phải điều chỉnh thường xuyên cho các bộ phận có hình dạng phức tạp. Không giống như mạ crôm phủ toàn bộ bề mặt một lần, phun nhiệt thường được áp dụng cho diện tích khoảng ba phần tư inch rộng tại một thời điểm. Đối với các bề mặt lớn, đơn giản, HVOF thường có thể được sử dụng rẻ hơn mạ chrome, nhưng đối với hình học phức tạp, quá trình chế biến HVOF đắt hơn đáng kể so với chrome cứng. Tuy nhiên, với thực tế lớp sơn HVOF hoạt động tốt hơn và kéo dài lâu hơn rôm, nên tiết kiệm thường đạt được trong dài hạn. Trong bất kỳ trường hợp nào, chi phí trước lớn hơn khi áp dụng HVOF đã làm nản lòng nhiều người sử dụng tiềm năng.

Một hạn chế quan trọng khác của tất cả các hình thức của phun nhiệt là nó là một công nghệ tầm nhìn. Đối với các bộ phận nằm ngoài đường ngắm, chẳng hạn như đường kính bên trong dưới vài inch, phải sử dụng các phương pháp phủ khác. Ví dụ, trong ứng dụng máy bay, sự khó khăn trong việc áp dụng phun nhiệt vào đường kính bên trong sẽ có nghĩa là sự xâm nhập của phun nhiệt đối với các ứng dụng máy bay sẽ được giới hạn ở mức 80 phần trăm về lâu dài. Phần còn lại có thể ở lại với chrome cứng, ít nhất là trong hầu hết thập kỷ này.

Theo Thintri Inc

YÊU CẦU BÁO GIÁ