Mạ điện là một quá trình giúp hoàn thiện, cải thiện cho kim loại được sử dụng phổ biến trong một số ứng dụng công nghiệp. Ví dụ đơn giản như một chiếc vòng mạ vàng cũng sử dụng công nghệ mạ điện.
Công nghệ mạ điện không có gì mới mẻ cả vì nó đã hiện thân từ đầu thế kỷ 19. Khi thực tiễn công nghiệp sản xuất phát triển trong 2 thế kỷ qua, quá trình mạ điện cũng theo đó mà phát triển.
Trong ngành công nghiệp cơ khí, người ta thường sử dụng công nghệ mạ điện nhằm giúp cho kim loại chống ăn mòn, tăng kích thước cũng như độ bền cho kim loại.
Mạ điện là gì?
Mạ điện là quá trình đặt một lớp kim loại mỏng lên bề mặt của chi tiết gia công, được gọi là chất nền. Sau đó một dòng điện được sử dụng để gây ra phản ứng mong muốn.
Dưới đây là cách thức hoạt động của công nghệ mạ điện:
Kim loại mạ (lớp phủ) được kết nối với cực dương (điện cực tích điện dương) của mạch điện, trong khi chi tiết gia công được đặt ở cực âm (điện cực tích điện âm). Cả 2 được ngâm trong dung dịch điện phân được phát triển đặc biệt.
Tại thời điểm một dòng điện một chiều được cung cấp cho cực dương, nó oxy hóa các nguyên tử kim loại trong lớp phủ và hòa tan chúng trong dung dịch điện phân. Các ion của lớp phủ hòa tan được khử ở cực âm và lắng đọng (mạ) lên chi tiết cần gia công.
Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả mạ điện cuối cùng là:
- Thành phần hóa học và nhiệt độ của dung dịch điện phân
- Điện áp của dòng điện
- Khoảng cách giữa cực âm và cực dương
- Thời gian sử dụng dòng điện
Công dụng của mạ điện là gì?
Ngoài việc để phục hồi cho các chi tiết máy bị mài mòn, mạ điện được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Một ứng dụng cơ bản của mạ điện chính là để chống lại sự ăn mòn cho chi tiết gia công.
Chi tiết được mạ vàng
Lớp mạ thường sẽ coi như một lớp phủ hi sinh, có nghĩa là nó sẽ chịu ăn mòn hay hòa tan trước vật liệu cơ bản. Một số tác dụng khác của mạ điện như:
- Tăng độ dày của bề mặt kim loại
- Tăng khả năng chống bào mòn
- Cải thiện tính dẫn điện (ví dụ khi mạ một lớp đồng lên chi tiết)
- Tăng độ bám dính trước khi sơn
- Giảm ma sát
- Cải thiện tính đồng nhất của bề mặt
Những kim loại được sử dụng để mạ điện
Các kim loại thường được sử dụng trong mạ điện bao gồm: mạ kẽm, đồng, thiếc hoặc cũng có thể các kim loại quý như vàng, bạc hay palladi. Tuy nhiên các kim loại quý thường chỉ được sử dụng để mạ đồ trang sức chứ ít nơi sử dụng để mạ đồ cơ khí do giá thành đắt đỏ của các kim loại này.
Giá cả, thành phần cơ học và kết quả mong muốn là những yếu tố chính khi xác định quy trình mạ điện.
Các ứng dụng của mạ điện phân
Công nghệ mạ điện thường được ứng dụng vào các lĩnh vực như:
- Sử dụng mạ các ống nước, đường sắt, các thiết bị ngoài trời hay các thiết bị yêu cầu về khả năng chịu bền và chịu lực tốt.
- Mạ ăngten trong viễn thông
- Mạ trang sức trong ngành trang sức, làm đẹp
- Mạ các thiết bị phục vụ cho ngành công nghiệp robot, lắp ráp tên lửa..
Ngoài các ứng dụng trên thì công nghệ mạ điện còn được ứng dụng vào các ngành công nghiệp quan trọng khác như công nghiệp đóng tàu, công trình thủy lợi…
