Nga vừa phát triển một phương pháp mới cho phép phủ lớp composite nền đồng thau kết hợp các hạt gia cường lên bề mặt chi tiết thép với tác động tối thiểu đến môi trường, hãng thông tấn TASS đưa tin ngày 8/6.
Phương pháp này còn vượt trội hơn các cách xử lý hiện có về hiệu quả chi phí, theo thông báo từ bộ phận truyền thông của Skoltech, đơn vị thuộc Tập đoàn VEB.RF.
Ảnh: Valery Sharifulin/TASS
Điểm mấu chốt của phương pháp này là đồng và kẽm được xử lý sơ bộ bằng cơ học trong một máy nghiền năng lượng cao, nơi các hạt va chạm liên tục và hợp nhất thành bột đồng thau cuối cùng.
Không giống như phương pháp truyền thống, trong đó hợp kim được hình thành trên bề mặt của chi tiết, phương pháp này tạo ra một vật liệu đồng nhất trước khi ứng dụng.
"Chúng tôi thu được lớp phủ đồng thau đồng nhất nhờ quá trình xử lý nguyên liệu trước khi phun. Thông thường, phương pháp phun lạnh sử dụng ba loại bột: đồng, kẽm và chất phụ gia gia cường như corundum (Al₂O₃). Trong trường hợp của chúng tôi, bột đồng và kẽm được đưa qua quá trình hợp kim hóa cơ học, nhờ đó hợp kim đồng thau đã hình thành ngay trước khi bắt đầu phun," nhà nghiên cứu Irina Tumbusova từ Skoltech giải thích.
Ý nghĩa của phát minh từ Nga
Bảo vệ thép bằng đồng thau là nhu cầu công nghiệp cực kỳ lớn. Từ tàu chiến, máy bay, giàn khoan, đường ray, ống dẫn... đều cần lớp phủ này. Nhưng hai phương pháp hiện có là Mạ điện và Phun khí động áp thấp đều có nhược điểm:
(1) Mạ điện tạo ra chất thải độc hại (xyanua, crom hóa trị 6, axit sulfuric) ở quy mô công nghiệp - bị xiết chặt bởi luật môi trường ngày càng nghiêm khắp ở EU và nhiều nước.
Hiện, ngành mạ điện toàn cầu đang gây ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng. Ước tính rằng sản lượng bùn mạ điện toàn cầu vượt quá 10 triệu tấn mỗi năm, gây ra những rủi ro đáng kể cho môi trường.
(2) Phun khí động áp thấp thì sạch hơn nhưng tạo ra kết quả không đồng nhất - đồng và kẽm đáp xuống bề mặt riêng lẻ, không trộn thành hợp kim thực sự, dẫn đến lớp bảo vệ yếu.
Skoltech phá vỡ thế bế tắc bằng một thao tác đơn giản về nguyên lý: Hợp kim hóa trước khi phun thay vì để hợp kim hình thành trên bề mặt chi tiết. Dùng máy nghiền năng lượng cao để "hàn" hạt đồng và kẽm lại thành hạt đồng thau đồng nhất trước khi phun. Kết quả, tạo lớp phủ đồng đều, chất lượng cao, không chất thải độc, đồng thời tăng khả năng chịu mài mòn cơ học và rung động.
Nguồn ảnh: Equipnet
Quan trọng không kém là tính linh hoạt của thiết bị sản xuất và phun bột này - không cần cồng kềnh hay cố định tại chỗ, cho phép phun ngay tại công xưởng, khi sửa chữa thiết bị công nghiệp hoặc bảo dưỡng hạ tầng. Điều này cũng giúp giảm đáng kể phát thải chất độc hại trong suốt quá trình sản xuất và thi công, các nhà nghiên cứu kết luận.
