Sherardizing là gì? Mạ khuếch tán kẽm theo ISO 17668
Tóm tắt nhanh:
- Sherardizing là quá trình khuếch tán nhiệt: chi tiết được nung cùng bột kẽm trong tang quay kín, khoảng 300–500 °C theo ISO 17668.
- Quá trình tạo lớp hợp kim kẽm–sắt dày 10–75 µm bám đều trên ren, góc cạnh và hình dạng phức tạp; ISO 17668 chia sáu cấp chiều dày để đặt hàng.
- Tên gọi sherardizing lấy theo Sherard Cowper-Coles, người được cấp bằng sáng chế cho quy trình này.
Sherardizing là quá trình khuếch tán nhiệt đưa kẽm lên bề mặt thép: chi tiết được nung cùng bột kẽm trong tang quay kín, khoảng 300–500 °C theo ISO 17668, tạo lớp hợp kim kẽm–sắt dày 10–75 µm bám đều trên ren, góc cạnh và hình dạng phức tạp.
Sherardizing là gì và hoạt động theo nguyên lý nào?
Sherardizing là công nghệ khuếch tán nhiệt ở thể bột: kẽm không lắng thành lớp kim loại riêng bằng dòng điện như ở mạ điện phân, mà khuếch tán từ bột kẽm khô vào bề mặt sắt để tạo hợp kim kẽm–sắt. Mạ kẽm nhúng nóng cũng tạo hợp kim kẽm–sắt, nhưng từ bể kẽm nóng chảy và còn phủ thêm lớp kẽm nguyên chất ngoài cùng. Chi tiết được xếp cùng bột kẽm khô (zinc dust, bụi kẽm) trong tang quay kín, quay chậm ở khoảng 300–500 °C theo ISO 17668 và EN 13811.
Loại suy dễ hình dung: giống cách muối thấm dần vào miếng thịt ướp khô, không cần ngâm thịt trong nước muối; nhiệt độ 300–500 °C trong tang quay chỉ đẩy nhanh tốc độ khuếch tán kẽm, không tạo ra bể kẽm lỏng.
Vì bột kẽm bao quanh chi tiết từ mọi phía, lớp phủ 10–75 µm hình thành đều cả trên ren vít, góc trong và khe hẹp. Cơ chế bảo vệ nền của kẽm — vừa che chắn vừa ăn mòn hy sinh cho thép — được giải thích ở bài mạ kẽm và chống ăn mòn cho thép.
Lớp phủ sherardizing cấu tạo gồm những gì?
Lớp phủ sherardizing là một khối hợp kim kẽm–sắt liên tục, không phải lớp kẽm nguyên chất phủ ngoài như ở mạ điện phân hay nhúng nóng. Nguyên tử kẽm khuếch tán vào bề mặt thép và phản ứng với sắt để tạo các pha liên kim loại (intermetallic) kẽm–sắt, dày 10–75 µm tùy cấp đã chọn.
Vì lớp phủ là hợp kim khuếch tán chứ không phải lớp kim loại phủ chồng lên như lớp mạ điện phân 5–25 µm, nó bám theo đúng biên dạng chi tiết. Bám dính và khả năng chịu mài mòn cụ thể phải lấy theo báo cáo thử của đơn vị xử lý. Sau khi khuếch tán, bề mặt có thể xử lý thêm bằng phosphate hoặc cromat hóa để tăng chống ăn mòn hoặc tạo nền bám sơn.
Sherardizing dày bao nhiêu, theo tiêu chuẩn nào?
Lớp sherardizing dày 10–75 µm; ISO 17668 chia sáu cấp chiều dày để đặt hàng, trong đó ba cấp thông dụng là 15, 30 và 45 µm. Bảng dưới tóm tắt ba cấp phổ biến theo môi trường khuyến nghị.
Bảng 1: Ba cấp chiều dày sherardizing thông dụng theo ISO 17668
| Cấp | Độ dày điển hình | Môi trường khuyến nghị |
|---|---|---|
| Class 15 | Khoảng 15 µm | Trong nhà |
| Class 30 | Khoảng 30 µm | Ngoài trời |
| Class 45 | Khoảng 45 µm | Ngoài trời |
Khi đặt hàng, nên ghi rõ cấp chiều dày theo ISO 17668 thay vì chỉ ghi chung chung “sherardizing”.
Sherardizing khác mạ kẽm nhúng nóng ở điểm nào?
Sherardizing và mạ kẽm nhúng nóng đều tạo hợp kim kẽm–sắt bằng khuếch tán nhiệt, nhưng khác trạng thái của kẽm khi phản ứng. Mạ kẽm nhúng nóng nhúng thép vào bể kẽm nóng chảy khoảng 449 °C, cho lớp 45–100 µm trên kết cấu và 43–86 µm trên vít theo ASTM A123 và A153. Sherardizing dùng bột kẽm khô trong tang quay ở 300–500 °C theo ISO 17668, cho lớp mỏng hơn, 10–75 µm, không cần bể kẽm lỏng.
Khác biệt này quyết định nhóm chi tiết phù hợp: nhúng nóng hợp với kết cấu thép lớn cần trữ lượng kẽm dày cho môi trường ngoài trời, còn sherardizing hợp với chi tiết nhỏ hình dạng phức tạp như ốc vít, phụ kiện, xích và lò xo, nơi lớp phủ 10–75 µm mỏng và đều quan trọng hơn trữ lượng kẽm lớn.
Vì sao bước phủ sherardizing không sinh hydro?
Giòn hydro (hydrogen embrittlement) xảy ra khi hydro nguyên tử sinh ra ở bước tẩy acid hoặc ở catốt trong mạ điện phân — nhất là thép có độ cứng trên 33 HRC hoặc giới hạn bền kéo trên 150 ksi, phải sấy khử hydro sau khi mạ — rồi khuếch tán vào mạng tinh thể thép và làm giảm độ dẻo. Sherardizing là quá trình nhiệt khô, không dùng dòng điện, nên bước phủ không sinh hydro tại bề mặt chi tiết; phần rủi ro còn lại nằm ở bước làm sạch trước khi phủ, nên khi đặt hàng vẫn nên hỏi đơn vị xử lý dùng hóa chất làm sạch nào.
Sherardizing vì vậy xếp cùng nhóm với mạ kẽm cơ học và lớp phủ kẽm vảy — ưu tiên cho thép cường độ cao hoặc đã tôi.
Sherardizing dùng cho bu lông, xích, lò xo và có từ bao giờ?
Sherardizing được đặt tên theo Sherard Cowper-Coles, người được cấp bằng sáng chế cho quy trình này vào khoảng đầu thế kỷ 20; các nguồn có thể chênh nhau giữa mốc phát minh, mốc cấp bằng và mốc thương mại hóa. Đây là quy trình khô, đóng gói bột kẽm (dry, powder-pack), ra đời như một cách phủ kẽm không cần bể kẽm nóng chảy.
Ứng dụng chính là chi tiết nhỏ, có ren hoặc hình dạng phức tạp cần lớp phủ đều 10–75 µm: bu lông, ốc vít, phụ kiện, xích, lò xo, linh kiện hàng rào và chi tiết nhỏ ngành đường sắt, ô tô — đặc biệt ở vị trí cần tránh giòn hydro. Trong xây dựng, sherardizing đứng cùng nhóm với mạ kẽm nhúng nóng, kẽm vảy và Ruspert. Bức tranh đầy đủ của mọi công nghệ mạ nằm ở bài công nghệ mạ là gì.
Câu hỏi thường gặp về sherardizing
Phần này gom các câu hỏi thường gặp về sherardizing, mỗi câu kèm câu trả lời ngắn để tra cứu nhanh.
Sherardizing có phải là mạ kẽm không?
Sherardizing thuộc họ công nghệ phủ kẽm nhưng khác cơ chế so với mạ điện phân hay nhúng nóng. Thay vì lắng đọng kẽm bằng dòng điện hoặc nhúng qua bể kẽm nóng chảy, sherardizing khuếch tán kẽm dạng bột trực tiếp vào bề mặt thép trong tang quay kín, khoảng 300–500 °C theo ISO 17668. Kết quả là một lớp hợp kim kẽm–sắt liên tục dày 10–75 µm, không phải lớp kẽm nguyên chất phủ ngoài như ở hai công nghệ kia.
Sherardizing dùng được cho chi tiết cỡ nào?
Sherardizing phù hợp nhất với chi tiết nhỏ và vừa có hình dạng phức tạp: bu lông, ốc vít, phụ kiện, xích, lò xo và linh kiện hàng rào. Vì bột kẽm bao quanh chi tiết từ mọi phía trong tang quay, lớp phủ 10–75 µm bám đều cả trên ren, góc trong và khe hẹp mà mạ điện phân hoặc nhúng nóng khó phủ đồng đều. Sherardizing được xếp vào nhóm công nghệ cho chi tiết nhỏ (small hardware), còn kết cấu thép lớn vẫn dùng mạ kẽm nhúng nóng.
Sherardizing có gây giòn hydro không?
Bước khuếch tán nhiệt của sherardizing không sinh hydro, vì đây là quá trình nhiệt khô, không dùng dòng điện. Giòn hydro xảy ra khi hydro nguyên tử sinh ra ở bước tẩy acid hoặc ở catốt trong mạ điện phân rồi khuếch tán vào mạng tinh thể thép, làm giảm độ dẻo của thép. Vì bước phủ không sinh hydro, sherardizing được xếp cùng nhóm với mạ kẽm cơ học và lớp phủ kẽm vảy — các lựa chọn cho thép đã tôi hoặc cường độ cao. Vì bước làm sạch quyết định chi tiết có tiếp xúc acid hay không, bản vẽ nên ghi rõ yêu cầu làm sạch không dùng acid cho thép cường độ cao.
Lớp sherardizing dày bao nhiêu là đủ?
Không có một con số chung: lớp sherardizing dày 10–75 µm và ISO 17668 chia thành sáu cấp chiều dày. Ba cấp thông dụng là Class 15 (khoảng 15 µm) cho chi tiết dùng trong nhà, Class 30 (khoảng 30 µm) và Class 45 (khoảng 45 µm) cho chi tiết ngoài trời hoặc cần bảo vệ cao hơn. Cấp càng dày thì trữ lượng kẽm hy sinh càng lớn, nhưng cũng phải cân nhắc dung sai kích thước trên chi tiết có ren mịn.
Kết luận
Sherardizing khuếch tán kẽm dạng bột vào bề mặt thép trong tang quay kín, khoảng 300–500 °C theo ISO 17668, tạo lớp hợp kim kẽm–sắt 10–75 µm bám đều trên chi tiết nhỏ và hình dạng phức tạp. Vì là quá trình nhiệt khô, bước phủ không sinh hydro — phù hợp cho thép cường độ cao hoặc đã tôi, nhưng lớp phủ 10–75 µm mỏng hơn dải 45–100 µm của mạ kẽm nhúng nóng trên kết cấu, nên kết cấu thép lớn ngoài trời vẫn thường chọn nhúng nóng.
Cần tư vấn chọn công nghệ phủ kẽm phù hợp cho chi tiết cụ thể? Liên hệ đội kỹ thuật IVIT.
Cập nhật 09/2026.
Nguồn tham khảo
Thông tin liên hệ IVIT
- Công ty TNHH IVIT
- Địa chỉ giao dịch: số 175A đường C Thủy Nguyên – Khu đô thị Ecopark – xã Phụng Công – Hưng Yên
- Hotline: 0865 21 21 51
- Email: ivitvn2024@gmail.com
- Thời gian làm việc: 8:00 – 18:00 (Thứ Hai – Thứ Bảy)
Gọi ngay — miễn phí, có kỹ thuật viên hỗ trợ.