Xử lý bề mặt thép mạ kẽm là tập hợp các công đoạn — loại bỏ xà phòng kẽm, rỉ trắng (vết ố lưu kho ẩm), dầu mỡ và màng thụ động hóa còn sót, và làm nhám bề mặt kẽm trơn để tạo độ bám — thực hiện trước khi sơn hoặc phủ bột lên thép mạ kẽm nhúng nóng (HDG) hoặc mạ điện phân. Kẽm có hóa tính khác hoàn toàn thép trần: sao chép quy trình phun cát của thép hoặc chọn lớp lót chứa acid béo là nguyên nhân chính gây bong sớm. Bài viết dựa trên ASTM D6386 và ISO 12944.
TL;DR: gần như mọi hư hỏng bám dính trên kẽm đều bắt nguồn từ ba nguyên nhân: bề mặt kiềm và trơn của kẽm mới, lớp trung gian xà phòng kẽm yếu, và rỉ trắng hoặc màng thụ động hóa cản trở. Cách xử lý là phân theo trạng thái: làm sạch bằng dung môi (SSPC-SP 1) cộng phun cát sweep nhẹ đạt độ nhám 15–25 µm cho kẽm mới; loại bỏ cơ học lớp thụ động; với kẽm già hóa từ một năm trở lên chỉ cần rửa sạch vì màng carbonat tự hỗ trợ độ bám. Tránh lớp lót alkyd dầu dài (xà phòng hóa); chọn hệ epoxy, epoxy-polyamide hoặc acrylic. Theo ISO 12944-5, hệ duplex trong môi trường C4 có thể thiết kế cho 15 năm.
Dữ liệu then chốt
- ISO 1461 yêu cầu với thép dày ≥6 mm ≥85 µm trung bình / ≥70 µm cục bộ; ASTM A123 quy định 85–100 µm trong cùng dải — đây là phần «kẽm» cơ bản của mọi hệ duplex.
- Bề mặt mạ mới có tính kiềm, pH ban đầu khoảng 9,5–11; màng carbonat hình thành dần khi tiếp xúc khí quyển, và 48 h phơi khô ngoài trời là cửa sổ tối thiểu mà ASTM D6386 khuyến nghị cho kẽm mới.
- Rỉ trắng xuất hiện trong vòng 24–48 h khi độ ẩm tương đối vượt 90%, nước ngưng đọng và chi tiết xếp chặt. Trường hợp nhẹ chỉ tiêu hao dưới 5 µm kẽm, không ảnh hưởng tuổi thọ — nhưng phải loại bỏ trước khi sơn.
- Cửa sổ phun cát sweep: áp suất ≤3 bar (≈40 psi), góc 30°–60°, vật liệu mài mịn (granat / silicat nhôm), độ nhám mục tiêu 15–25 µm (≈1,5–2,0 mil). Phun thủng lớp kẽm là mất mát thuần túy.
- Hiệu ứng cộng hưởng duplex theo AGA: tuổi thọ kẽm + lớp phủ khoảng 1,5–2,3 lần tổng tuổi thọ riêng của hai lớp, với điều kiện bề mặt được xử lý đúng.
- Alkyd dầu dài sơn trực tiếp lên kẽm mới tạo thành xà phòng kẽm dày khoảng 1–5 µm: màng trông nguyên vẹn nhưng bong thành mảng — lỗi công thức phổ biến nhất.
So sánh trạng thái bề mặt
| Trạng thái bề mặt kẽm | Đặc điểm | Xử lý khuyến nghị | Tránh |
|---|---|---|---|
| Kẽm mới (≤48 h) | Trơn, kiềm, có thể đã thụ động hóa | Làm sạch dung môi SSPC-SP 1 + phun cát sweep 15–25 µm, hoặc già hóa tự nhiên ≥48 h | Phun cát nặng xuyên qua lớp kẽm; alkyd dầu dài trực tiếp |
| Bề mặt thụ động / cromat | Màng cầu vồng hoặc vô hình | Loại bỏ màng trước khi sơn hoặc xác nhận tương thích với nhà cung cấp | Sơn trên màng thụ động coi như lớp bảo vệ |
| Kẽm già hóa (≥1 năm ngoài trời) | Xám xỉn, màng carbonat hoàn chỉnh | Rửa trung tính loại muối và bẩn, sấy khô rồi sơn trực tiếp | Phun cát quá mức phá hủy màng |
| Rỉ trắng | Sản phẩm rỉ trắng bột | Chải nilon + nước hoặc acid nhẹ theo D6386, sấy khô rồi xử lý như kẽm mới | Sơn trên sản phẩm rỉ lỏng lẻo |
Vì sao kẽm «không nhận sơn»: cơ chế
Xà phòng kẽm: giao diện phản ứng
Sơn chứa acid béo tự do hoặc acid nhựa thông (điển hình là alkyd dầu dài) phản ứng với kẽm tạo xà phòng kẽm không tan. Lớp mềm, yếu này nằm giữa kẽm và màng, biểu hiện là lớp sơn hóa hoàn toàn nhưng bong thành mảng. Phản ứng kéo dài nhiều tháng, nhanh hơn khi nóng và ẩm. Hãy chọn hệ có chỉ số acid thấp: epoxy-polyamide, este epoxy hoặc acrylic.
Rỉ trắng: bản chất của vết ố lưu kho ẩm
Độ ẩm kẹt lại phản ứng với kẽm tạo hỗn hợp trắng gồm ZnO, Zn(OH)₂ và carbonat kẽm bazơ — xốp, lỏng lẻo; sơn trên đó chẳng khác nào neo vào không khí. Đánh giá mức độ theo ASTM B 201; trường hợp nhẹ xử lý cơ học hoặc hóa học, nặng phải kiểm tra lại độ dày kẽm còn lại.
Độ nhám: bám vào, không cắt
Độ dày kẽm có hạn. Mục tiêu không phải mô hình neo Sa 2½ của thép mà là độ nhám vi mô ở góc thấp, áp suất thấp. Phun cát mất kiểm soát xuyên thủng 85 µm, lộ thép và tạo cặp galvanic — tệ hơn không xử lý.
Lựa chọn hệ duplex
Hiệu ứng duplex có hai nguồn: lớp phủ làm chậm tiêu hao kẽm, và tác dụng hy sinh của kẽm bịt hư hại lớp phủ ở rìa. Cấu trúc điển hình: lớp lót epoxy (gồm epoxy-polyamide) 60–80 µm, lớp phủ mặt 80–100 µm cho C4, tổng 160–240 µm thiết kế độ bền cao (15 năm) theo ISO 12944-5; C5/CX và biển theo ISO 12944-9. Không sơn lớp lót giàu kẽm trực tiếp lên kẽm (tiếp xúc kim loại-kim loại không có giá trị điện hóa và tăng nguy cơ xà phòng hóa).
Câu hỏi thường gặp
Rỉ trắng nhẹ có cần mài bỏ không?
Phải loại bỏ nhưng không nhất thiết mài. Chải nilon với nước, hoặc rửa acid loãng/amine theo ASTM D6386 đủ cho trường hợp nhẹ; sau đó sấy khô và xử lý như kẽm mới. Sơn trên rỉ trắng là khởi điểm điển hình của phồng rộp và bong tróc.
Sơn mặt alkyd dùng được cho lan can mạ kẽm không?
Được nếu lớp lót không phải alkyd và kẽm đã già hóa, carbonat hóa đúng; «alkyd dầu dài trực tiếp lên kẽm mới» là tổ hợp xà phòng hóa kinh điển cần tránh. Nhiều vụ lan can bong tróc thuộc nhóm này.
Phun cát sweep khác phun cát thường ở đâu?
Từ khóa là «sweep»: áp suất thấp (≤3 bar), góc nghiêng (30°–60°), vật liệu mịn, một lượt nhanh — đủ phá lớp oxit trơn và tạo độ nhám vi mô 15–25 µm mà không lấy đi kẽm.
Chi tiết mạ đã thụ động hóa có sơn trực tiếp được không?
Màng cromat làm giảm độ bám; thông lệ là loại bỏ trước khi sơn. Kẽm chưa thụ động, sau khi làm sạch và phun sweep nhẹ, tương thích tốt nhất. Ghi rõ trong hợp đồng mạ «dùng để sơn, không thụ động hóa».
Tuổi thọ duplex 1,5–2,3 lần từ đâu ra?
Đó là tổng kết thống kê của AGA từ thực địa: lớp phủ làm chậm ăn mòn kẽm, kẽm chặn ăn mòn dưới màng tại vị trí hư hại, nên tuổi thọ tổng vượt tổng số đơn giản. Đó là cộng hưởng cấp hệ thống, không phải phép cộng số học.
Last updated: 2026-09-24
Tài liệu tham khảo: ASTM D6386-22, ASTM D7396, ASTM B 201, ISO 1461, ISO 12944-4/-5/-9, tài liệu duplex của American Galvanizers Association (galvanizeit.org)
Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.