Thép cán nguội mạ kẽm là gì? Đặc điểm, phân loại và quy trình sản xuất

Trong ngành vật liệu xây dựng hiện đại, nhiều chủ đầu tư thường đặt câu hỏi thép cán nguội mạ kẽm là gì khi tìm kiếm giải pháp tối ưu cho công trình. Về bản chất, đây là dòng sản phẩm cao cấp được tạo thành từ quy trình cán ở nhiệt độ thấp để đạt độ chính xác bề mặt hoàn hảo, sau đó được phủ thêm lớp kẽm bảo vệ. Sự kết hợp này giúp vật liệu vừa có cơ tính mạnh mẽ, vừa chống lại sự ăn mòn khắc nghiệt của môi trường.

Thép cán nguội mạ kẽm là loại thép tấm hoặc thép cuộn được sản xuất bằng phương pháp cán ở nhiệt độ phòng (nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tái kết tinh), sau đó được trải qua quy trình mạ kẽm (thường là nhúng nóng hoặc mạ điện) để tạo ra lớp màng bảo vệ bề mặt chống lại các tác động oxy hóa từ môi trường.

Thép cán nguội mạ kẽm là gì? Khái niệm và đặc điểm cơ bản

Thép cán nguội mạ kẽm (thường được biết đến với các mã như SPCC mạ kẽm) là sản phẩm của quá trình gia công tinh vi. Khác với thép cán nóng được xử lý ở nhiệt độ cao, thép cán nguội được cán ở nhiệt độ phòng, giúp cấu trúc tinh thể của thép trở nên chặt chẽ và cứng cáp hơn.

Sau khi đạt được độ dày mong muốn, phôi thép được đưa qua bể mạ kẽm. Lớp mạ này không chỉ tạo ra vẻ ngoài sáng bóng mà còn đóng vai trò là một lớp bảo vệ điện hóa, ngăn chặn độ ẩm và các tác nhân gây gỉ sét tiếp xúc với lõi thép bên trong.

Cấu tạo và đặc tính kỹ thuật của thép cán nguội mạ kẽm

Cấu tạo của thép cán nguội mạ kẽm bao gồm hai phần chính: phần lõi thép carbon thấp và lớp mạ kẽm phủ ngoài. Lõi thép cung cấp khả năng chịu lực và độ dẻo dai cần thiết cho việc tạo hình.

Lớp mạ kẽm bên ngoài có độ dày được kiểm soát chặt chẽ, thường tính bằng đơn vị micromet hoặc trọng lượng lớp mạ (g/m2). Đặc tính nổi bật nhất là bề mặt phẳng mịn, không có vảy oxit và sai số kích thước cực thấp, đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe như JIS G3141 hoặc JIS G3313.

Sự khác biệt giữa thép cán nguội mạ kẽm và thép cán nóng

Sự khác biệt rõ rệt nhất nằm ở chất lượng bề mặt và độ chính xác. Thép cán nóng thường có bề mặt thô, màu xanh đen và sai số kích thước lớn do sự co giãn nhiệt trong quá trình sản xuất.

Ngược lại, thép cán nguội mạ kẽm có bề mặt sáng, láng mịn và các cạnh sắc nét. Về mặt cơ lý, thép cán nguội có độ cứng cao hơn nhưng độ dẻo vừa phải, cho phép thực hiện các thao tác dập nguội, uốn cong chính xác mà không làm nứt vỡ lớp bề mặt.

Ưu điểm nổi bật của thép cán nguội mạ kẽm

Nhờ sự kết hợp giữa kỹ thuật cán tinh vi và lớp bảo vệ hóa học, thép cán nguội mạ kẽm sở hữu nhiều lợi thế vượt trội so với các loại vật liệu truyền thống.

• Độ bền cao: Lớp kẽm bảo vệ giúp ngăn chặn gỉ sét ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.
• Thẩm mỹ vượt trội: Bề mặt láng bóng, đồng nhất, dễ dàng sơn phủ hoặc để lộ bề mặt kim loại.
• Khả năng gia công tốt: Thép có độ đàn hồi và độ cứng ổn định, phù hợp cho các quy trình dập, cắt plasma, laser.
• Tiết kiệm chi phí bảo trì: Tuổi thọ kéo dài giúp giảm thiểu chi phí sửa chữa, thay thế định kỳ.

Khả năng chống ăn mòn và oxy hóa vượt trội

• Cơ chế bảo vệ vật lý: Lớp kẽm đóng vai trò là rào cản ngăn oxy và nước xâm nhập.
• Cơ chế bảo vệ điện hóa: Kẽm có tính khử mạnh hơn sắt, do đó nó sẽ bị ăn mòn trước để bảo vệ lõi thép bên trong (nguyên lý vật tế thần).
• Độ bám dính cực tốt: Quy trình nhúng nóng tạo ra các lớp hợp kim kẽm-sắt liên kết chặt chẽ vào nền thép.

Độ chính xác kích thước và tính thẩm mỹ cao

• Dung sai cực thấp: Độ dày của thép cán nguội thường chỉ sai lệch trong khoảng +/- 0.05mm.
• Bề mặt mịn màng: Không có hiện tượng rỗ hay vảy sắt, lý tưởng cho sản xuất đồ gia dụng và tủ điện.
• Khả năng bắt sơn: Lớp mạ kẽm được xử lý bề mặt tốt giúp các lớp sơn tĩnh điện bám dính chắc chắn hơn.

Phân loại thép cán nguội mạ kẽm phổ biến hiện nay

Việc phân loại thép giúp khách hàng và nhà thầu lựa chọn đúng quy cách phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của công trình và tối ưu hóa ngân sách.

Phân loại theo tiêu chuẩn lớp mạ (Z80, Z120, Z275)

Các ký hiệu Z (Zinc) đi kèm con số thể hiện tổng trọng lượng lớp kẽm trên cả hai mặt của tấm thép (đơn vị g/m2). Ví dụ, Z275 có nghĩa là có 275g kẽm trên mỗi mét vuông thép. Lớp mạ càng dày thì khả năng chống ăn mòn càng cao nhưng độ dẻo khi uốn có thể giảm nhẹ.

Phân loại theo ứng dụng thực tế trong công nghiệp

Dòng thép này được chia thành các nhóm ứng dụng chính như: Nhóm thép thương mại (CS) dùng cho các việc uốn đơn giản; Nhóm thép dập sâu (DS) dành cho việc sản xuất các chi tiết phức tạp như vỏ ô tô, và nhóm thép cấu trúc dành cho các bộ phận chịu tải trong xây dựng.

Xem thêm: Thép Tấm Cán Nguội TPHCM: Đặc Điểm, Báo Giá Và Kinh Nghiệm Chọn Mua

Quy trình sản xuất thép cán nguội mạ kẽm tiêu chuẩn

Để tạo ra sản phẩm đạt chuẩn JIS G3141 hay JIS G3313, quy trình sản xuất phải được kiểm soát nghiêm ngặt qua nhiều công đoạn tự động hóa tại nhà máy.

Giai đoạn làm sạch và cán nguội phôi thép

• Tẩy rỉ (Pickling): Phôi thép cán nóng được đưa qua bể axit để loại bỏ hoàn toàn các lớp oxit và tạp chất bề mặt.
• Cán nguội: Thép được đưa qua các trục cán ở nhiệt độ phòng để giảm độ dày và đạt được độ bóng bề mặt.
• Ủ mềm (Annealing): Tái thiết lập cấu trúc hạt để khôi phục độ dẻo cho thép sau khi cán nguội.

Giai đoạn mạ kẽm nhúng nóng và ủ mềm

• Bể mạ: Thép sạch được nhúng vào bể kẽm nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 450°C.
• Làm nguội và xử lý bề mặt: Sau khi ra khỏi bể mạ, thép được làm nguội bằng gió hoặc nước và phủ một lớp dầu hoặc thụ động hóa để tránh 'rỉ bạch tạng'.
• Kiểm định: Đo độ dày lớp mạ và kiểm tra độ bám dính trước khi đóng cuộn.