LỚP MẠ KHÔNG ĐỀU, XUẤT HIỆN ĐỐM XÁM VÀ VẾT Ố TRÊN BỀ MẶT LỚP MẠ – NGUYÊN NHÂN TỪ ĐÂU?

Trong tự nhiên nói chung và trong ngành sản xuất sắt – thép – gang nói riêng, mạ kim loại là một công đoạn quan trọng nhằm tăng khả năng chống ăn mòn, tăng độ bền cơ học và nâng cao tính thẩm mỹ cho sản phẩm. Tuy nhiên, sau một thời gian sử dụng, chúng ta dễ dàng nhìn thấy được các vật dụng được mạ xuất hiện đốm xám, vết ố hoặc loang màu trên bề mặt. Những khuyết tật này không chỉ làm giảm giá trị thương mại của sản phẩm mà còn ảnh hưởng đến tuổi thọ và chất lượng sản phẩm.

Vậy nguyên nhân thực sự của hiện tượng này là gì? Hãy cùng chúng tôi phân tích chi tiết các yếu tố từ khâu chuẩn bị bề mặt, dung dịch mạ cho đến điều kiện vận hành và xử lý sau mạ để hiểu rõ hơn

Chuẩn bị bề mặt chưa đạt tiêu chuẩn – Nguyên nhân hàng đầu

Một lớp mạ được gọi là hoàn hảo chỉ có thể đạt được khi bề mặt kim loại nền được xử lý sạch hoàn toàn trước khi đưa vào bể mạ. Nếu công đoạn này bị bỏ qua hoặc làm không kỹ, lớp mạ sẽ khó bám đều và dễ xuất hiện các đốm xám, vết ố hoặc vùng mờ. Một số nguyên nhân cụ thể gồm:

• Bụi bẩn, dị vật, dầu mỡ,… còn sót lại trên bề mặt: Dầu cắt, mỡ bôi trơn, dị vật xung quanh hoặc cặn bẩn trong quá trình gia công cơ khí nếu không được tẩy sạch bằng dung dịch hoặc dung môi chuyên dụng sẽ tạo thành lớp ngăn cản tiếp xúc giữa nền kim loại và lớp mạ. Hậu quả là lớp mạ không được bám chặt lên bề mặt đồ vật dẫn đến bị bong, loang màu, thậm chí là không bám ở những vị trí đó.
• Lớp oxit và gỉ sét không được loại bỏ triệt để: Với các vật liệu như thép hoặc gang, bề mặt thường bị oxy hóa tự nhiên. Nếu không được tẩy gỉ bằng axit (pickling) hoặc mài cơ học đúng cách, lớp oxit này sẽ làm giảm khả năng dẫn điện, khiến quá trình mạ không đồng đều, dẫn đến vết xám sẫm hoặc vết ố đen cục bộ.
• Không trung hòa và rửa sạch sau khi tẩy: Sau bước tẩy dầu – tẩy gỉ, sản phẩm cần được trung hòa và rửa bằng nước sạch nhiều lần. Nếu còn sót axit hoặc kiềm trên bề mặt, phản ứng hóa học với dung dịch mạ sẽ tạo ra các vết ố loang hoặc mảng màu không đều.

Dung dịch mạ bị mất cân bằng thành phần hóa học

Đây là một nguyên nhân mà có lẽ ít được chú ý nhất. Vì nó thiên về tính chuyên môn, chỉ có những đơn vị sản xuất lớn, có nhân sự có kiến thức tốt về ngành sản xuất sắt – thép – gang mới được chú ý đến.

Cụ thể, dung dịch mạ (điện phân hoặc nhúng nóng) đóng vai trò quyết định trong việc hình thành và phân bố lớp mạ. Khi dung dịch không được kiểm soát chặt chẽ, nhiều hiện tượng bất thường sẽ xảy ra:

• Tỷ lệ ion kim loại không ổn định: Ví dụ, trong mạ kẽm điện phân, nếu nồng độ Zn²⁺ giảm quá thấp hoặc không đồng nhất trong bể, mật độ dòng điện tại các vùng khác nhau sẽ không đều, khiến vùng sáng – vùng xám xen kẽ.
• Tạp chất hữu cơ hoặc kim loại khác xâm nhập: Các hạt bụi, vụn oxit hoặc tạp chất kim loại từ móc treo, bể chứa, ống dẫn… có thể rơi vào dung dịch mạ. Khi bám lên sản phẩm, chúng gây ra vết đốm xám, mờ hoặc chấm đen li ti trên bề mặt.
• Độ pH của dung dịch không nằm trong giới hạn tiêu chuẩn: Mỗi loại dung dịch mạ đều yêu cầu một dải pH tối ưu, thích hợp cho quá trình mạ. Nếu pH quá thấp, quá trình kết tủa kim loại diễn ra quá nhanh, lớp mạ bị xốp, sẫm màu. Ngược lại, nếu pH quá cao, sản phẩm dễ xuất hiện vết ố trắng hoặc loang màu, thậm chí là gây ăn mòn nguyên liệu.
• Nhiệt độ bể mạ không ổn định: Đặc biệt trong mạ kẽm nhúng nóng, khi nhiệt độ vượt ngưỡng cho phép, phản ứng tạo hợp kim Fe-Zn diễn ra mạnh, dẫn đến bề mặt xám đậm, sần sùi. Nếu nhiệt độ thấp, lớp mạ dễ mỏng, không phủ kín toàn bộ bề mặt.

 Dòng điện và phân bố điện thế không đều

Trong mạ điện, sự phân bố dòng điện có ảnh hưởng trực tiếp đến độ dày và độ bóng của lớp mạ. Cường độ dòng điện đi qua phải thích hợp, vừa đủ để tạo nên một lớp mạ đẹp và bền:

• Cường độ dòng điện quá cao: Khi dòng điện đi qua lớn vượt ngưỡng cho phép, lớp mạ kết tủa nhanh nhưng không bám chặt, dễ tạo vùng sần, mờ hoặc xám đục.
• Dòng điện quá thấp: Nếu dòng điện yếu, lớp mạ hình thành chậm, dẫn đến các vùng có độ phủ kém, nhất là đối với các sản phẩm phức tạp, có nhiều góc khuất hoặc rìa chi tiết.

Phân bố điện thế không đồng đều: Với chi tiết có hình dạng phức tạp, các vùng nhô ra thường nhận được dòng điện mạnh hơn, trong khi vùng lõm hoặc góc hẹp, góc khuất lại yếu. Kết quả là bề mặt có chỗ sáng bóng, chỗ xám đen – một dạng khuyết tật mạ không đều rất phổ biến. 

Xử lý sau mạ không đúng quy trình

Nhiều doanh nghiệp thường xem nhẹ giai đoạn sau mạ, chỉ chăm chăm chú ý đến khâu mạ sản phẩm. Nhưng thực tế, đây lại là nguyên nhân tiềm hàng đầu ẩn gây ra vết ố và đốm xám sau khi sản phẩm đã hoàn thiện.

• Không rửa sạch dung dịch mạ: Nếu sản phẩm không được rửa sạch bằng nước và trung hòa kịp thời, phần dung dịch mạ còn sót lại sẽ oxy hóa trong không khí, hình thành vết ố vàng hoặc xám bạc.
• Sấy hoặc làm khô không đều: Khi sấy bằng gió nóng hoặc để khô tự nhiên, các giọt nước khô không đều có thể để lại vòng ố hoặc loang màu trên bề mặt lớp mạ.
• Không xử lý chống oxy hóa: Sau mạ, nếu không tiến hành các bước thụ động hóa (passivation) hoặc phủ bảo vệ, lớp mạ dễ bị oxy hóa sớm, đặc biệt trong môi trường ẩm hoặc có muối, dẫn đến bề mặt xỉn màu hoặc xuất hiện đốm xám loang chỉ sau vài ngày.

Ngoài ra, còn những nguyên nhân khác như: ảnh hưởng từ điều kiện môi trường sản xuất (độ ẩm cao, và nhiều bụi mịn, bụi kim loại; không khí bị ô nhiễm bởi hơi axit hoặc kềm; hệ thống thông gió kém), thiết bị và dụng cụ mạ (thiết bị mạ – từ giá treo, anode, dây dẫn, bể chứa cho đến dụng cụ khuấy – đều có thể là nguồn gây lỗi nếu không được kiểm tra thường xuyên).

Tóm lại, để có một lớp mạ đẹp – bền – hoàn cần phải: kiểm soát nghiêm ngặt công đoạn xử lý bề mặt, duy trì ổn định thành phần dung dịch mạ, điều chỉnh dòng điện sao cho hợp lý, tuân thủ quy trình sau mạ, bảo trì thiết bị định kỳ và duy trì môi trường sản xuất sạch.