Lời mở đầu

Tại các nhà máy sản xuất ở châu Á, bao gồm Việt Nam, các loại vít và chi tiết liên kết phải đồng thời đáp ứng nhiều yêu cầu như: đảm bảo khả năng chống ăn mòn, độ ổn định mô-men siết, cũng như tuân thủ các quy định RoHS/REACH. Hiện tượng ăn mòn do môi trường muối, rỉ sét do quá trình làm sạch bằng hóa chất, hay sự dao động của hệ số ma sát trong sản xuất hàng loạt đều có thể dẫn đến lỗi sản phẩm và làm giảm tuổi thọ sử dụng.
Bài viết này sẽ so sánh các công nghệ xử lý bề mặt tiên tiến hiện nay như: quy trình hơi nước, lớp phủ dạng zinc flake, mạ Zn–Ni, mạ kẽm điện phân/mạ kẽm nhúng nóng, xử lý passivate, hệ crom hóa trị ba… Từ đó đưa ra tiêu chí lựa chọn theo từng môi trường và mục đích sử dụng, cũng như các điểm then chốt khi triển khai sản xuất hàng loạt.

Tổng quan về các công nghệ xử lý bề mặt mới nhất

Xử lý bề mặt là công đoạn quan trọng, giúp vít và chi tiết liên kết có khả năng chống gỉ, chống mài mòn, bổ sung tính năng và cải thiện tính thẩm mỹ. Tùy theo môi trường sử dụng mà yêu cầu kỹ thuật sẽ khác nhau đáng kể:

• Khu vực ven biển chịu ảnh hưởng của muối,

• Nhà máy hóa chất đối mặt với ăn mòn do hóa chất,

• Môi trường ngoài trời dài hạn chịu tác động của tia UV và độ ẩm,

• Điều kiện nhiệt độ cao dễ gây oxy hóa.

Việc lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp sẽ giúp giảm thiểu các rủi ro này, đồng thời nâng cao tuổi thọ và độ tin cậy của sản phẩm.

Ngoài ra, mô-men siết T được biểu diễn theo công thức gần đúng: T ≈ K · F · d, trong đó sự ổn định của hệ số ma sát K đóng vai trò quyết định đến khả năng tái lập lực siết trục. Nếu ma sát không ổn định, nguy cơ lỏng liên kết hoặc siết quá mức dẫn đến hư hỏng sẽ tăng cao. Vì vậy, không chỉ lựa chọn loại xử lý bề mặt, mà việc kiểm soát đặc tính ma sát cũng là yếu tố không thể thiếu.

Về tiêu chuẩn và quy định, các tiêu chuẩn JIS và ISO về xử lý bề mặt, các phép thử đánh giá khả năng chống ăn mòn (như ISO 9227), cùng với các quy định môi trường như Chỉ thị RoHS và Quy định REACH, đều là cơ sở quan trọng cho việc lựa chọn và mua sắm. Thiết kế đặc tính kỹ thuật dựa trên những yêu cầu này sẽ trực tiếp quyết định tính hợp pháp và năng lực cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường toàn cầu.

Nguồn tham khảo: ISO 4042:2022, ISO 10683:2018, ISO 9227:2017, Chỉ thị RoHS 2011/65/EU (Phiên bản hợp nhất 2025-01-01), Quy định REACH (EC) số 1907/2006

Chi tiết kỹ thuật (Các công nghệ xử lý bề mặt vít mới nhất)

Quy trình hơi nước (Dành cho nhôm, thân thiện với môi trường)

Đây là công nghệ mới tạo lớp màng boehmite bằng cách cho hơi nước phản ứng trực tiếp với bề mặt hợp kim nhôm. Độ dày màng khoảng 3 µm, nhưng ngay cả với các mác như ADC12 hay dòng A7xxx, vẫn đạt khả năng chống ăn mòn tương đương anod hóa.
Thiết bị có thể đáp ứng cả vận chuyển quay hoặc xếp rời, cho phép đo độ dày màng không phá hủy để kiểm soát chất lượng. Do không sử dụng hóa chất và tải lượng nước thải thấp, công nghệ này phù hợp với RoHS/REACH. Tuy nhiên, với hình dạng phức tạp hoặc các phần kín, cần thiết kế để tránh hiện tượng không đồng đều phản ứng.

Geomet (Lớp màng mỏng không chứa Crom hóa trị sáu, chống ăn mòn cao)

Là hệ phủ gốc nước, không chứa crom hóa trị sáu, có khả năng chịu thử nghiệm phun muối trên 2000 giờ.
Do là lớp phủ mỏng, ảnh hưởng đến kích thước rất nhỏ và nguy cơ giòn hydro thấp, nên có thể áp dụng cho vít cường độ cao. Được sử dụng rộng rãi cho kết cấu ngoài trời và khu vực chịu ảnh hưởng muối biển.

Mạ Niken-Kẽm (Zn-Ni)

Bằng cách thêm khoảng 15% Ni vào Zn, lớp mạ này cải thiện khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt và chống mài mòn. Nó có khả năng chống chịu môi trường khắc nghiệt và môi trường hóa chất, và được sử dụng trong xe cộ, vật liệu xây dựng và máy móc công nghiệp. Mặc dù chi phí hơi cao hơn, việc cung cấp sản xuất hàng loạt có sẵn tại Việt Nam.

Mạ kẽm điện / Mạ kẽm nhúng nóng

Mạ kẽm điện với lớp hoàn thiện crom hóa trị ba có giá thành rẻ và ngoại hình đẹp, phù hợp để chống gỉ tiêu chuẩn. Mạ kẽm nhúng nóng cung cấp một lớp màng dày để bảo vệ chống ăn mòn hạng nặng và cung cấp khả năng bảo vệ hy sinh ngay cả khi bị trầy xước, nhưng nó không phù hợp cho các bộ phận chính xác yêu cầu độ chính xác kích thước cao.

Xử lý Thụ động hóa (xử lý Passivate)

Là quá trình tạo lớp màng oxit cực mỏng trên bề mặt thép không gỉ, nhằm tăng khả năng chống ăn mòn.
Có thể bổ sung sáp (wax) để cải thiện tính bôi trơn và chống kẹt/galling, đặc biệt hiệu quả cho thiết bị thực phẩm và thiết bị hàng hải.

Xử lý Crom hóa thân thiện với môi trường (hệ crome hóa trị ba)

Đây là các phương pháp xử lý bề mặt tuân thủ các quy định về môi trường, chẳng hạn như Unichrome hóa trị ba và cromat hóa trị ba. Chúng được áp dụng rộng rãi cho các sản phẩm xuất khẩu bắt buộc phải tuân thủ RoHS/REACH.

Chuyên mục: Quản lý mô-men xoắn và thiết kế hệ số ma sát

Mô-men siết phụ thuộc lớn vào hệ số ma sát. Trong sản xuất hàng loạt, việc ổn định ma sát tại bề mặt tiếp xúc và ren là yếu tố then chốt.
Thông qua cờ lê lực tích hợp data logger và đo lường IoT, có thể giám sát xu hướng hệ số ma sát và phát hiện sớm các giá trị bất thường.

Nguồn: ISO 4042:2022, ISO 10683:2018

Ứng dụng thực tế (Sản xuất tại Việt Nam × Giải pháp Ohta)

Danh sách kiểm tra lựa chọn (Môi trường / Đặc tính yêu cầu / Quy định & Mua sắm)

Tùy theo môi trường sử dụng và yêu cầu kỹ thuật, lựa chọn xử lý bề mặt theo từng nhóm.

• Vùng ven biển / môi trường hóa chất: Geomet hoặc Zn–Ni

• Vật liệu cần nhẹ hóa: quy trình hơi nước
  Đồng thời cần cân nhắc ổn định mô-men, giảm ảnh hưởng kích thước, ưu tiên chống ăn mòn nặng, và xác nhận chứng cứ tuân thủ RoHS/REACH, hệ crom hóa trị ba.

Thiết kế quy trình và triển khai sản xuất hàng loạt

Đảm bảo độ bám dính thông qua tiền xử lý (tẩy dầu, phun bi…). Ổn định các điều kiện như độ dày màng, nhiệt độ sấy, phương thức vận chuyển.
Kiểm tra kết hợp đo độ dày màng không phá hủy, ngoại quan và độ bám dính, đồng thời xác minh độ tin cậy bằng SST, chu trình ẩm, thử vặn ren lặp lại. Chuẩn hóa hướng dẫn thao tác, tiêu chuẩn kiểm tra và biểu mẫu quản lý lô.

Thiết kế Mua sắm và Chuỗi cung ứng

Nguồn cung tại Việt Nam có lợi thế về chi phí và thời gian giao hàng, đồng thời linh hoạt với ít – nhiều chủng loại.
Khi đánh giá nhà cung cấp, cần xác nhận năng lực thiết bị, xử lý nước thải, kinh nghiệm không crom 6+, tính ổn định giữa các lô, từ đó tối ưu tồn kho và MOQ.

Triển khai IoT × Quản lý chất lượng

Thu thập và trực quan hóa dữ liệu mô-men, độ dày màng, kết quả SST, giám sát xu hướng bằng SPC.
Thiết lập dashboard truy xuất nguồn gốc và ngưỡng cảnh báo, giúp rút ngắn thời gian triển khai biện pháp khắc phục.

Nghiên cứu tình huống (Giả định)

• Áp dụng Geomet / mạ kẽm nhúng nóng cho bu lông vật liệu xây dựng ven biển nhằm tăng chống ăn mòn nặng

• Ứng dụng quy trình hơi nước cho chi tiết nhôm dùng trong ô tô và FA

• Sử dụng thép không gỉ + passivate cho vít bảo trì thiết bị để ngăn kẹt ren

Giá trị Ohta mang lại

Ohta lập danh sách rút gọn các phương án xử lý phù hợp theo từng môi trường – ứng dụng, xây dựng kế hoạch đánh giá và đồng hành kiểm soát chất lượng (tối ưu điều kiện, đo độ dày màng không phá hủy…). Đồng thời, Ohta liên tục theo dõi xu hướng thương mại hóa các công nghệ mới như quy trình hơi nước.

Nguồn tham khảo: ISO 9227:2017, ISO 4042:2022, ISO 10683:2018

Tóm tắt

Trong bài viết này, chúng tôi đã so sánh các công nghệ xử lý bề mặt tiên tiến như quy trình hơi nước, Geomet, mạ Zn–Ni, đồng thời làm rõ tầm quan trọng của việc lựa chọn tối ưu theo từng môi trường và mục đích sử dụng, cũng như kiểm tra và tiêu chuẩn hóa trong sản xuất. Việc phân loại môi trường (ven biển, hóa chất, nhiệt độ cao…) kết hợp với thiết kế ổn định hệ số ma sát sẽ giúp nâng cao vượt bậc độ bền và chất lượng sản phẩm.

Về khuyến nghị thực tiễn, chúng tôi đề xuất tối ưu hóa điều kiện xử lý bằng DOE quy mô nhỏ, cố định các điều kiện tiền xử lý – sấy/nung – vận chuyển, đồng thời đảm bảo tuân thủ RoHS/REACH và lưu trữ đầy đủ hồ sơ/chứng cứ sử dụng crom hóa trị ba.

Quý doanh nghiệp vui lòng liên hệ Ohta để được tư vấn thử nghiệm đánh giá và xem xét áp dụng trong hoạt động mua sắm – sản xuất tại Việt Nam.