Bulông, ốc vít, đai ốc được làm chủ yếu bằng công nghệ dập nguội: dây thép cuộn được cắt đoạn và dập tạo đầu qua nhiều trạm trên máy tốc độ cao, rồi cán ren, nhiệt luyện và mạ. Ngũ kim như bản lề, ray trượt, tay nắm thì đi qua dập tấm, đúc kẽm, gia công và mạ; còn dụng cụ cầm tay như cờ lê, kìm, búa chủ yếu đi qua rèn nóng, gia công và nhiệt luyện.
Đây là nhóm sản phẩm nhỏ nhưng có mặt ở mọi ngành: xây dựng, nội thất, xe máy, ô tô, điện tử, máy móc. Ở Việt Nam có cả nhà máy vốn nước ngoài làm ốc vít xuất khẩu, xí nghiệp trong nước làm bulông xây dựng, phụ kiện nội thất cho ngành gỗ, và các làng rèn truyền thống làm dao, nông cụ. Bài này đi qua công nghệ, các loại xí nghiệp và những điều người mua nên hiểu.
Từ cuộn dây thép tới con bulông: các công đoạn chính
Trình tự dưới đây là nguyên lý cho bulông thép cấp bền cao; bulông thường có thể bỏ bớt công đoạn.
- Xử lý dây: thép cuộn được ủ để mềm và dễ dập, tẩy gỉ, phủ lớp bôi trơn, rồi kéo qua khuôn về đúng đường kính.
- Dập nguội: máy dập nhiều trạm cắt đoạn dây và dập dần thành đầu lục giác, đầu tròn, có thể đột lỗ, tạo vai; tốc độ hàng trăm chiếc mỗi phút.
- Cán ren: thân bulông lăn giữa hai bàn cán có rãnh ren; ren được ép thành hình chứ không cắt, nên thớ kim loại liền và bền hơn ren tiện.
- Nhiệt luyện: với cấp bền cao, bulông được nung trong lò có kiểm soát khí, làm nguội nhanh trong dầu rồi ram để đạt độ cứng và độ dai yêu cầu.
- Xử lý bề mặt: mạ kẽm điện phân, mạ kẽm nhúng nóng, phủ lớp kẽm vảy hoặc nhuộm đen tuỳ môi trường dùng.
- Kiểm tra: đo kích thước, kiểm ren bằng calip, thử độ cứng, thử kéo theo lô; phân loại bằng máy quang học với hàng số lượng lớn.
- Đóng gói và ghi nhãn lô: mỗi lô có hồ sơ vật liệu, nhiệt luyện, mạ để truy xuất.
Đai ốc đi qua quy trình tương tự với máy dập đai ốc và máy taro ren trong. Vít tự khoan, vít gỗ, đinh tán có những biến thể riêng, nhưng nguyên lý dập nguội và cán ren vẫn là cốt lõi.
Cấp bền bulông: con số trên đầu bulông nói gì
Bulông hệ mét thường được dập ký hiệu cấp bền trên đầu. Bảng dưới giải thích nguyên lý đọc và ý nghĩa với nhà sản xuất.
| Ký hiệu thường gặp | Ý nghĩa nguyên lý | Yêu cầu sản xuất | Hay dùng ở đâu |
|---|---|---|---|
| 4.6, 5.6 | Thép carbon thấp, cường độ thấp | Không cần nhiệt luyện tăng bền | Kết cấu nhẹ, liên kết thông thường |
| 8.8 | Thép carbon trung bình đã nhiệt luyện, cường độ cao | Nhiệt luyện có kiểm soát, thử kéo theo lô | Kết cấu thép, máy móc |
| 10.9 | Thép hợp kim, cường độ cao hơn | Nhiệt luyện chặt, chú ý nguy cơ giòn khi mạ điện phân | Ô tô, máy móc chịu tải lớn |
| 12.9 | Cường độ rất cao | Vật liệu và nhiệt luyện rất chặt, thường không mạ điện phân | Khuôn, đồ gá, máy chính xác |
Con số thứ nhất nhân một trăm cho biết giới hạn bền danh nghĩa theo đơn vị megapascal, con số thứ hai cho biết tỷ lệ giữa giới hạn chảy và giới hạn bền. Cách đọc này theo hệ tiêu chuẩn quốc tế phổ biến cho bulông thép; người mua cho công trình quan trọng nên yêu cầu kết quả thử theo lô, không chỉ dựa vào ký hiệu dập trên đầu.
Vì sao bulông cường độ cao cần cẩn thận khi mạ
Một hiện tượng ít người ngoài ngành biết là giòn do hydro. Khi bulông thép cường độ cao đi qua tẩy axit và mạ điện phân, nguyên tử hydro có thể thấm vào thép. Bulông trông bình thường, qua kiểm tra bình thường, nhưng khi siết chịu tải một thời gian có thể gãy đột ngột. Đây là kiểu hỏng nguy hiểm vì không có dấu hiệu báo trước.
Nhà sản xuất có kinh nghiệm phòng bằng cách nung khử hydro ngay sau khi mạ, hạn chế tẩy axit, hoặc chọn lớp phủ không dùng điện phân như kẽm vảy cho cấp bền cao. Khách hàng ô tô, kết cấu thép quan trọng thường đặt yêu cầu này rõ trong đơn hàng. Một số còn yêu cầu thử tải duy trì trên mẫu theo lô: siết bulông tới mức tải định sẵn, để một thời gian rồi kiểm xem có chiếc nào nứt gãy, nhằm phát hiện giòn hydro trước khi hàng ra công trường.
Bài học chung cho người đi tìm nhà cung cấp: với bulông cấp bền cao, câu hỏi về xử lý bề mặt quan trọng ngang câu hỏi về vật liệu. Một xí nghiệp không trả lời được họ xử lý giòn hydro thế nào thì không nên giao bulông cường độ cao cho chi tiết chịu lực.
Bulông cho xây dựng và kết cấu: nơi xí nghiệp trong nước mạnh
Mảng bulông, ốc vít ở Việt Nam chia khá rõ. Ốc vít nhỏ, số lượng rất lớn cho điện tử, gia dụng, nội thất xuất khẩu thường do nhà máy vốn nước ngoài có dây chuyền dập nguội tốc độ cao làm. Bulông cỡ lớn cho xây dựng, kết cấu thép, cột điện, nhà xưởng, bulông neo móng, ty ren, thanh giằng thì có nhiều xí nghiệp trong nước, tập trung quanh Hà Nội, Hải Phòng, Bắc Ninh ở phía Bắc và TP.HCM, Đồng Nai ở phía Nam.
Bulông cỡ lớn thường không dập nguội được mà phải dập nóng hoặc tiện từ phôi thanh, cán hoặc tiện ren, rồi mạ kẽm nhúng nóng để dùng ngoài trời. Số lượng mỗi mã ít, nhiều quy cách theo thiết kế công trình, nên xí nghiệp linh hoạt và gần công trường có lợi thế.
Với bulông cường độ cao dùng trong liên kết kết cấu thép chịu lực, yêu cầu về vật liệu, nhiệt luyện, thử nghiệm và đồng bộ bộ bulông – đai ốc – vòng đệm khá chặt, thường theo tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế được ghi trong hồ sơ thiết kế. Đây là phân khúc mà nhà thầu kết cấu nên kiểm kỹ chứng chỉ và kết quả thử thay vì chọn theo giá.
Ngũ kim nội thất: theo chân ngành gỗ xuất khẩu
Ngành gỗ nội thất xuất khẩu của Việt Nam tạo ra nhu cầu lớn về ngũ kim: bản lề tủ, ray trượt ngăn kéo, tay nắm, chân bàn, bas, ốc liên kết, bánh xe. Một phần lớn được nhập khẩu, nhưng nhiều xí nghiệp trong nước và vốn nước ngoài đã làm tại chỗ, tập trung quanh các vùng gỗ ở TP.HCM (gồm Bình Dương cũ), Đồng Nai, Gia Lai (gồm Bình Định cũ) và phía Bắc.
Công nghệ của ngũ kim đa dạng: dập và uốn thép tấm cho ray, bas; đúc áp lực kẽm cho tay nắm có hình trang trí; tiện tự động cho ốc liên kết; hàn, mài, đánh bóng, mạ niken, crom, sơn tĩnh điện cho bề mặt. Yêu cầu khó nhất thường là bề mặt đồng đều giữa các lô và độ bền chu kỳ của bản lề, ray trượt khi đóng mở hàng chục nghìn lần.
Khách mua nội thất ở nước ngoài thường kiểm cả ngũ kim: thử phun muối cho lớp mạ, thử chu kỳ, kiểm chất hạn chế trong lớp mạ và sơn. Xí nghiệp ngũ kim muốn làm cho nhà máy gỗ xuất khẩu cần chuẩn bị những kết quả thử này.
Dụng cụ cầm tay và các làng rèn
Dụng cụ cầm tay công nghiệp như cờ lê, kìm, tua vít, búa đòi thép hợp kim, rèn nóng trong khuôn, gia công, nhiệt luyện, mạ crom và kiểm lực. Phần lớn dụng cụ cao cấp trên thị trường Việt Nam là hàng nhập; một số xí nghiệp trong nước đã sản xuất dụng cụ phổ thông và dụng cụ nông nghiệp.
Mảng rèn truyền thống thì có lịch sử dài. Hai làng rèn nổi tiếng thường được nhắc là Phúc Sen ở Cao Bằng, nổi tiếng với dao rèn và nông cụ của đồng bào Nùng, và Đa Sỹ ở Hà Nội với nghề rèn dao kéo lâu đời. Sản phẩm làng rèn chủ yếu là dao, kéo, cuốc, xẻng, liềm, phục vụ đời sống và nông nghiệp, nhiều nơi đã dùng búa máy, máy mài thay cho rèn tay hoàn toàn.
Điểm mạnh của làng rèn là tay nghề nhiệt luyện kinh nghiệm, làm lưỡi sắc và bền; điểm yếu là khó đồng đều theo lô và khó đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp. Một số cơ sở đã chuyển dần sang xưởng có lò nhiệt luyện kiểm soát nhiệt độ để làm hàng cho siêu thị, xuất khẩu.
Người mua bulông, ngũ kim nên hỏi gì
Vật liệu và chứng chỉ. Thép dây dùng mác gì, có chứng chỉ từ nhà máy thép không; với inox thì mác nào, vì inox giá rẻ hay bị thay bằng mác chống gỉ kém hơn.
Nhiệt luyện tự làm hay thuê ngoài. Xí nghiệp tự có lò nhiệt luyện kiểm soát khí thường ổn định hơn; thuê ngoài thì cần biết nơi làm và cách kiểm.
Lớp mạ và độ dày. Mạ kẽm điện phân, nhúng nóng hay kẽm vảy; độ dày bao nhiêu; có thử phun muối không.
Thử nghiệm theo lô. Độ cứng, thử kéo, thử tải đai ốc, kiểm ren; kết quả có lưu theo lô để truy xuất không.
Hàng tự làm hay hàng mua về đóng gói lại. Nhiều đơn vị bán bulông là công ty thương mại nhập hàng rồi đóng gói; điều này không xấu, nhưng bạn cần biết nhà sản xuất thật là ai để đánh giá chất lượng và truy xuất khi có sự cố.
Khả năng làm hàng đặc biệt. Bulông chữ U, bulông neo móng, chi tiết ren theo bản vẽ thường cần tiện, uốn, hàn ngoài dây chuyền dập; hỏi xí nghiệp có làm được trong nhà hay phải thuê ngoài.
Câu hỏi thường gặp
Ren cán và ren tiện khác nhau thế nào?
Ren cán được ép thành hình bằng bàn cán, thớ kim loại chạy theo biên dạng ren nên bền mỏi tốt, năng suất cao. Ren tiện được cắt bằng dao, cắt đứt thớ kim loại, dùng cho đơn chiếc, ren lớn hoặc vật liệu khó cán.
Bulông inox có bền hơn bulông thép mạ không?
Bền gỉ hơn trong nhiều môi trường, nhưng cường độ của bulông inox thông thường thấp hơn bulông thép cấp bền cao. Chọn loại nào phụ thuộc vào yêu cầu chịu lực và môi trường ăn mòn.
Vì sao đầu bulông có ký hiệu chữ ngoài cấp bền?
Ngoài cấp bền, nhà sản xuất thường dập ký hiệu riêng của mình để nhận diện nguồn gốc. Đây là cách truy xuất khi có sự cố, và là thông tin người mua nên ghi nhận khi nhập hàng.
Làng rèn có nhận làm theo bản vẽ công nghiệp không?
Một số cơ sở nhận làm dụng cụ, chi tiết rèn đơn giản theo mẫu. Với chi tiết cần cơ tính và dung sai rõ ràng, nên chọn xí nghiệp có lò nhiệt luyện kiểm soát và thiết bị đo độ cứng.
Ngũ kim mạ bị gỉ sớm thường do đâu?
Thường do lớp mạ quá mỏng, tiền xử lý bề mặt kém, hoặc môi trường sử dụng khắc nghiệt hơn mức lớp mạ được thiết kế. Thử phun muối theo lô là cách kiểm tra trước khi giao.
Máy dập nguội có nguy hiểm không?
Máy chạy nhanh, ồn lớn, có nhiều bộ phận chuyển động và dầu bôi trơn bắn ra. Người vận hành cần bảo vệ tai, kính, không mở che chắn khi máy chạy, và thực hiện khoá năng lượng khi thay khuôn.
