Phun cát & phun bi Inox: Tạo bề mặt mờ đồng nhất, đúng kỹ thuật

Hoàn thiện bề mặt mờ (matte/satin) đồng nhất cho inox bằng phun cát hoặc phun bi là lựa chọn tối ưu khi bạn cần giảm phản xạ, che vết hàn nhẹ, đồng thời tăng độ đồng đều thị giác trước khi lắp dựng hoặc phủ bảo vệ. Bài viết này đi thẳng vào kỹ thuật, thông số và kiểm soát chất lượng để giúp bạn đạt bề mặt mờ chuẩn công nghiệp trên inox 201/304/316 và các mác khác.

Phân biệt phun cát và phun bi trên inox

– Phun cát (abrasive/grit blasting): dùng hạt mài có cạnh sắc (alumina, garnet…) để cắt gọt cơ học bề mặt. Cho độ nhám cao hơn, bỏ lớp ôxít/scale nhanh, nhưng dễ để lại bề mặt “hạt cam” nếu quá tay.
– Phun bi (bead/shot blasting): dùng hạt dạng cầu (bi thủy tinh, bi gốm, bi inox). Bi thủy tinh/gốm cho bề mặt satin mịn, đồng nhất, ít khuyết tật thị giác; bi inox/shot thích hợp cho peening tăng bền.

Khi mục tiêu là “mờ đồng nhất, trang trí”: ưu tiên bi thủy tinh hoặc gốm. Khi cần làm sạch mạnh, tăng độ bám phủ: chọn hạt góc cạnh như alumina hoặc garnet, sau đó có thể “tinh” lại bằng bi để đồng đều thẩm mỹ.

Yêu cầu kỹ thuật của bề mặt mờ đồng nhất

– Độ nhám đích tham khảo (Ra):
+ Satin trang trí: 0,8–1,6 µm (bi thủy tinh/gốm, ướt hoặc khô).
+ Chuẩn bị sơn/phủ: 2,0–4,0 µm (alumina/garnet).
– Độ bóng (60° gloss): thường 3–10 GU cho satin mờ giảm chói.
– Không nhiễm sắt ngoại lai (free iron), không sọc chồng lớp, không “map” vết hàn.
– Muối hòa tan (Cl-) thấp để hạn chế tea-staining trong môi trường biển (<5 µg/cm² nếu yêu cầu cao). Lưu ý: Không có “mã số finish” quốc tế thống nhất cho bề mặt phun; hãy chốt mẫu chuẩn (control coupon) với khách hàng.

Lựa chọn hạt mài: ảnh hưởng trực tiếp tới độ mờ và đồng nhất

– Bi thủy tinh (glass bead): lựa chọn số 1 cho satin đồng đều trên 304/316; tái sử dụng 20–30 vòng; ít nguy cơ nhiễm sắt.
+ Cỡ hạt: 70–140 mesh (≈106–212 µm) cho satin mịn; 40–70 mesh (≈212–425 µm) cho mờ thô.
– Bi gốm (ceramic bead): bền hơn thủy tinh, tạo bề mặt đồng đều, ít vỡ; đầu tư ban đầu cao hơn.
– Ôxít nhôm (aluminum oxide): rất sắc, bóc lớp nhanh, tạo Ra cao; cần kiểm soát để không quá thô.
+ Cỡ 80–120 grit dùng phổ biến cho chuẩn bị phủ.
– Garnet: ít bụi, cắt ổn định, thân thiện môi trường hơn “cát sông”.
– Bi inox/shot inox (cho peening): tránh nhiễm sắt; tái sử dụng đến hàng nghìn vòng.

Tuyệt đối không dùng bi/bột thép carbon hoặc cát sông chứa silica tự do cho inox trang trí vì:
– Nguy cơ nhiễm sắt gây rỉ nâu (tea-staining).
– Rủi ro bụi silica tự do cho người vận hành.

Thiết bị và thông số vận hành khuyến nghị

– Hệ thống:
+ Phun khí nén trong buồng kín: linh hoạt, kiểm soát tốt, phù hợp tấm, ống, kết cấu.
+ Phun bánh công tác (wheel blast): năng suất cao cho linh kiện số lượng lớn, dùng bi inox khi làm inox.
+ Phun ướt (wet/vapor): giảm bụi, bề mặt mịn hơn, hạn chế nhiễm muối; lý tưởng cho satin trang trí và làm sạch vùng nhiệt màu sau hàn TIG.
– Vòi phun: 6–8 mm (làm việc đa dụng); vật liệu boron carbide cho tuổi thọ cao.
– Áp lực tại vòi:
+ Bi thủy tinh/gốm: 3,5–5,5 bar.
+ Ôxít nhôm/garnet: 4,5–7,0 bar.
– Khoảng cách: 150–250 mm cho tấm phẳng; 100–150 mm cho chi tiết nhỏ.
– Góc phun: 70–90° để đạt bề mặt đều; 60–75° khi làm vùng hàn để hạn chế “đào rãnh”.
– Quỹ đạo: đường đi đều, chồng lấp 30–50%, tốc độ tịnh tiến ổn định; đảo hướng mỗi lượt để tránh “vân mưa”.

Quy trình đạt bề mặt mờ đồng nhất: từng bước

1) Tiền xử lý
– Tẩy dầu bằng kiềm nhẹ (pH 10–12), tráng sạch; loại bỏ nhãn dán/keo.
– Che chắn (masking) khu vực không phun bằng băng keo PU, nút silicon (lỗ ren).

2) Chọn hạt và test nhanh
– Tạo 2–3 coupon 100×100 mm với cỡ hạt/áp lực khác nhau; đo Ra, đánh giá độ đồng đều và màu.
– Khóa tham số qua mẫu chuẩn đã duyệt.

3) Phun thô (nếu cần)
– Dùng alumina/garnet để gỡ scale, vẩy hàn; không “đánh” quá kỹ trên tấm mỏng để tránh biến dạng.

4) Phun tinh tạo satin
– Đổi sang bi thủy tinh/gốm; kiểm soát áp lực 3,5–5,0 bar, khoảng cách 200 mm, chồng lớp 40%; giữ nhiệt bề mặt mát tay.
– Với phun ướt: cùng cỡ hạt sẽ cho Ra thấp hơn ~10–20%; điều chỉnh áp và tốc độ để đạt Ra mục tiêu.

5) Làm sạch sau phun
– Thổi khí sạch (lọc dầu/nước), rửa nước khử ion (DI) nếu môi trường biển/ngoài trời, sấy khô ngay.

6) Thụ động hóa (khuyên dùng)
– Passivation theo ASTM A967: dung dịch axit citric 4–10% ở 49–60°C trong 20–30 phút; tráng DI, sấy.
– Kiểm tra nhiễm sắt tự do bằng thử CuSO4 theo ASTM A380 (khi yêu cầu cao).

7) Kiểm tra chất lượng
– Đo Ra bằng máy đo nhám tiếp xúc (ISO 4287); kiểm tra gloss nếu có yêu cầu thẩm mỹ.
– So màu/độ đồng đều với coupon đã duyệt dưới ánh sáng 500–1000 lux.

8) Đóng gói
– Bọc giấy trung tính không chứa clo, túi PE sạch; tránh tiếp xúc thép carbon trong vận chuyển/lưu kho.

Kiểm soát chất lượng và phép thử nên áp dụng

– Độ nhám: Ra, Rz theo ISO 4287; 3 điểm đo/m².
– Muối hòa tan: test Bresle (ISO 8502-6/9) nếu chuẩn bị sơn ở môi trường biển.
– Nhiễm sắt: thử CuSO4 (ASTM A380) hoặc test nhanh bề mặt bằng giấy chuyên dụng.
– Mẫu chuẩn: lưu giữ coupon và nhật ký tham số (áp lực, cỡ hạt, số chu kỳ tái sử dụng).
– Hạt mài: kiểm tra độ ẩm <0,5%; lọc loại mạt vỡ định kỳ; với bi thủy tinh/gốm, thay mới khi tỷ lệ hạt vỡ >30%.

Lỗi thường gặp và cách khắc phục

– Bề mặt loang/“đám mây”: tốc độ tay không đều hoặc áp lực dao động. Khắc phục: cố định áp lực; dùng robot/rail hoặc jig để giữ quỹ đạo ổn định.
– Sọc chồng lớp: chồng lấp quá thấp hoặc góc phun hẹp. Khắc phục: tăng overlap lên 40–50%; đổi góc.
– “Hạt cam”/thô ráp: hạt quá lớn hoặc áp quá cao. Khắc phục: giảm 1 cỡ hạt hoặc giảm 0,5–1 bar.
– Nhiễm sắt/rỉ nâu sớm: dùng nhầm bi thép carbon, khoang phun dùng chung thép đen. Khắc phục: tách khu vực/phễu chứa; passivation theo ASTM A967.
– Biến dạng tấm mỏng: năng lượng phun lớn gây ứng suất. Khắc phục: giảm áp, tăng khoảng cách, chuyển sang phun ướt, hoặc kê đỡ chống võng.

Ứng dụng tiêu biểu

– Kiến trúc – nội ngoại thất: vách, tay vịn, mặt dựng, hộp kỹ thuật (satin đều, chống lóa).
– Thực phẩm – dược: vỏ máy, khung đỡ ngoài; không dùng cho bề mặt tiếp xúc trực tiếp sản phẩm nếu chưa đánh giá vệ sinh.
– Hàng hải/ngoài trời: giảm chói, đồng thời passivation để chống tea-staining.
– Cơ khí chính xác: loại vết nhiệt màu TIG, đồng bộ màu chi tiết lô nhỏ.
– Trước khi sơn/phủ: tạo nhám kiểm soát cho sơn epoxy, sơn bột, PVD, keo dán.

Chi phí, năng suất và an toàn môi trường

– Năng suất: phun bánh công tác với bi inox cho linh kiện hàng loạt; phun khí nén phù hợp đơn chiếc/tấm lớn.
– Tuổi thọ hạt mài (tham khảo): bi inox 1.000–3.000 chu kỳ; bi gốm 100–200; bi thủy tinh 20–30; alumina 5–20 (tùy áp và thu hồi).
– Thu hồi/bụi: dùng buồng kín có cyclone + cartridge filter; phun ướt giảm bụi đến mức tối thiểu.
– An toàn silica: tránh cát chứa silica tự do; tuân thủ tiêu chuẩn OSHA về silica hô hấp (PEL 50 µg/m³ TWA) và thông gió, PPE đạt chuẩn.
– Chất thải: phân loại bùn/hạt đã dùng; nếu dính kim loại nặng từ nền cũ cần xử lý theo quy định môi trường.

Phun bi tăng bền (shot peening) cho inox: khi nào dùng?

– Mục tiêu: tạo ứng suất nén bề mặt, tăng tuổi thọ mỏi cho lò xo inox, trục, cánh bơm, cánh turbine.
– Tham số: kiểm soát Almen intensity và độ phủ 100–200%. Trên inox mỏng, cường độ A 0,006–0,012 thường gặp; chi tiết dày có thể 0,012–0,016.
– Lưu ý: độ nhám tăng; nếu yêu cầu satin đẹp, cần cân bằng giữa peening và thẩm mỹ, hoặc peen trước rồi bead-blast tinh nhẹ. Dùng bi inox/bi gốm để tránh nhiễm sắt.

FAQ nhanh

– Sau phun có cần thụ động hóa?
+ Nên, nhất là môi trường ngoài trời/biển. ASTM A967 (axit citric) an toàn và hiệu quả.
– Có thể đạt Ra <1,0 µm bằng phun? + Có, với bi thủy tinh/gốm hạt mịn và phun ướt; tuy nhiên đồng nhất phụ thuộc tay nghề và thiết bị. - Phun có che được xước sâu không? + Xước >50–80 µm thường vẫn “in bóng”. Cần mài tiền xử lý trước.
– Bề mặt phun có bám bẩn nhanh hơn bóng gương?
+ Đúng, vì nhám cao hơn. Giải pháp: chọn Ra phù hợp và passivation tốt.

Nguồn tham khảo

– ASTM A380/A380M – Standard Practice for Cleaning, Descaling, and Passivation of Stainless Steel Parts
– ASTM A967/A967M – Standard Specification for Chemical Passivation Treatments for Stainless Steel Parts
– SSPC-SP16 – Commercial Blast Cleaning of Non-Ferrous Metals (stainless, galvanized, aluminum)
– Nickel Institute: Guidelines for the Welded Fabrication of Nickel-Containing Stainless Steels and Cleaning/Finishing resources (nickelinstitute.org)
– British Stainless Steel Association (BSSA): Bead blasting stainless steel; Surface finishes (bssa.org.uk)
– OSHA 29 CFR 1910.1053/1926.1153 – Respirable Crystalline Silica Standard

Kết luận và khuyến nghị thực hành

– Để có bề mặt mờ đồng nhất trên inox, hãy ưu tiên bi thủy tinh/gốm với áp lực trung bình, quỹ đạo đều và kiểm soát chồng lớp.
– Dùng hạt góc cạnh (alumina/garnet) khi cần tăng nhám bám phủ, sau đó tinh lại nếu yêu cầu thẩm mỹ.
– Tránh mọi nguồn nhiễm sắt; tách khu vực inox; passivation theo ASTM A967 để ổn định chống ăn mòn.
– Chốt mẫu chuẩn ngay từ đầu; đo Ra/kiểm muối đúng chuẩn để đảm bảo tái lập chất lượng.

Cần tư vấn chọn hạt, thông số và gia công mẫu chuẩn cho dự án tại Hà Nội và miền Bắc? Liên hệ Inox Cuong Thinh để được kỹ sư ứng dụng hỗ trợ và báo giá tốt nhất. Hotline: 0343.417.281. Email: inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com