CHƯƠNG 9L ỚP PHỦ BẢO VỆ
9.1. Phương pháp xử lý bề mặt
Phương pháp xử lý bề mặt là tất cả các phương pháp xử lý làm biến đổi tính chất bề mặt của chi tiết và làm cho chi tiết cĩ giá trị cao hơn.
Phương pháp xử lý bề mặt cĩ thể mang lại cho vật liệu các tính chất bề mặt sau đây:
Tính thẩm mỹ và trang trí
Tính bảo vệ chống ăn mịn trong các mơi trường khác nhau
Tính bền oxy hĩa ở nhiệt độ cao và tính bền dưới tác động của ánh sáng Tính chất cơ nhưđộ cứng, độ dẻo, độ bền mỏi, độ bền mài mịn, bám dính Tính chất điện (dẫn điện, bán dẫn, cách điện)
Tính chất nhiệt (dẫn nhiệt, cách nhiệt, hàng rào nhiệt, độ chịu lửa …) Tính chất quang, từ Tính chất đặc biệt khác: mức độ dễ hàn, hàng rào khuếch tán, thực phẩm, dược phẩm, xúc tác, bề mặt va chạm Tính chất của lớp phủ bề mặt phụ thuộc vào: Thành phần hĩa học của lớp phủ Bề dày lớp phủ
Các tính chất vật lý của lớp phủ (cấu trúc, hình thái) → phụ thuộc vào phương pháp tạo ra lớp phủ
Ví dụ: Tính chất và lĩnh vực ứng dụng của lớp phủ niken nhận được từ các phương pháp khác nhau (phun, điện hĩa, hĩa học) sẽ khác nhau.
Tùy theo mức độ tham gia của chất nền (S) vào trong lớp phủ mà người ta cĩ thể chia các lớp phủ thành bốn loại sau đây:
Lớp phủ (coating): Chất nền khơng/ít phản ứng hĩa học với chất phủ (A) và khơng/ít bị biến đổi cấu trúc.
Ví dụ: Lớp sơn, tráng men, lớp mạ kim loại từ phương pháp mạ hĩa học, mạđiện, phun phủ PVD, CVD.
Lớp phủ chuyển đổi (conversion coating): Chất nền (S) phản ứng hĩa học với chất phủ (A) để tạo lớp phủ chuyển đổi và khơng bị biến đổi cấu trúc.
Ví dụ: Lớp photphat hĩa, cromat hĩa, oxýt nhơm từ anốt hĩa.
Lớp phủ chuyển đổi khuếch tán (diffuse conversion coating): Chất nền (S) phản ứng với chất phủ (A) ở bề mặt và bị biến đổi cấu trúc.
1 Cahiers Sectoriel “Technologie & Environnement - Traitements de surface”, Direction Générale des Technologies, de la Recherche et de l’Énergie, Namur, Belgique, 1998. Technologies, de la Recherche et de l’Énergie, Namur, Belgique, 1998.
Ví dụ: Lớp phủ từ phương pháp nhiệt luyện, mạ nhúng nĩng chảy
Lớp phủ biến đổi cấu trúc (structural coating): Chất nền (S) bị biến đổi cấu trúc ở bề mặt và cĩ thể phản ứng với chất phủ (A).
Ví dụ: Lớp phủ từ phương pháp xử lý nhiệt (tơi), cơ (bắn phá bề mặt bằng các hạt thép, cát, thủy tinh), bắn ion bề mặt.
Trên hình, mũi tên đậm chỉ vị trí bề mặt ban đầu của nền, cịn mũi tên nhạt thì chỉ vị trí sau khi xử lý của bề mặt nền. Theo hình, bề dày của lớp phủ dễ đo và khống chế hơn bề dày của lớp phủ chuyển đổi cĩ/khơng khuếch tán. Lớp phủ
biến đổi cấu trúc ít ảnh hưởng đến kích thước của chi tiết.