Under overflatebehandlingsprosessen av 6063 aluminiumslegeringsprofiler, observeres det noen ganger at det er uregelmessig anordnede mørkegrå gropkorrosjonsflekker av varierende grad på overflaten av aluminiumsprofilene. Disse korrosjonsflekkene har en helt annen form enn de som er forårsaket av sinkelementer og dukker opp med jevne mellomrom under produksjon av aluminiumsprofiler. Noen tror årsakene er at operatøren ikke fulgte riktig overflatebehandlingsprosess, det er noen skadelige urenheter i badeløsningen, eller at materialkvaliteten er dårlig med for mange inneslutninger. Vår analyse er som følger.
60631, Analyse av årsakene til korrosjonsflekker
Basert på mange års produksjonserfaring, undersøkelse av ulike prosessparametere i produksjon av aluminiumslegeringsprofiler og oppfølgingsundersøkelser av operatørers etterlevelse av prosesser, tror vi at hovedårsakene til forekomsten av denne typen mørkegrå korrosjonsflekker er som følger:
(1) Noen ganger, på grunn av visse årsaker, er andelen magnesium og silisium tilsatt under støpeprosessen ikke egnet, noe som fører til at ω(Mg)/ω(Si)-forholdet er i området 1,0–1,3, som er mye lavere enn det optimale forholdet på 1,73 (vanligvis kontrollert innenfor 1,3–1,5-området). I dette tilfellet, selv om innholdet av magnesium og silisium er innenfor det spesifiserte området (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), er det noe overflødig silisium tilstede. Dette overskuddet av silisium, bortsett fra en liten mengde som eksisterer i fri tilstand, danner også ternære forbindelser i aluminiumslegeringen. Når ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), mer (Al9Fe2Si) fase dannes, som er en enda mer sprø nål-lignende forbindelse, og dens skadelige effekter er større enn fasens, noe som ofte forårsaker at legeringen sprekker langs sin vei. Disse uløselige urenhetsfasene eller frie urenhetsfasene i legeringen akkumuleres ofte ved korngrensene mens de svekker styrken og seigheten til grensene [1–3], og blir de svakeste punktene med dårligst korrosjonsbestandighet, og korrosjon starter vanligvis fra disse områdene.
(2) Under smelteprosessen, selv om andelene av magnesium og silisium tilsatt er innenfor standard spesifisert område, noen ganger på grunn av ujevn og utilstrekkelig omrøring, blir fordelingen av silisium i smelten ujevn, noe som resulterer i lokale anriknings- og utarmingssoner. Siden løseligheten av silisium i aluminium er svært lav-1,65 % ved den eutektiske temperaturen på 577 grader og bare 0,05 % ved romtemperatur, fører dette til komposisjonsinhomogenitet etter støping. Dette påvirker direkte industrielle aluminiumsprofiler, hvor en liten mengde fritt silisium i aluminiumsmatrisen ikke bare reduserer korrosjonsmotstanden til legeringen, men også gjør legeringskornene grovere [4].
(3) Under ekstrudering kan kontroll av prosessparametere-som for høy forvarmingstemperatur for emner, feil strømningshastighet for metallekstrudering, utilstrekkelig luftkjølingsstyrke under ekstrudering, og feil aldringstemperatur og holdetid- lett forårsake silisiumsegregering og fritt silisium, noe som hindrer magnesium og silisium i å danne fullstendig tilstedeværelse av fritt silisium og Mg2Si.
2. Korrosjonsfenomener under overflatebehandling
Overdreven og fritt silisium-rike profiler av 6003 aluminiumslegering viser følgende fenomener under overflatebehandling: når profilene plasseres i et surt bad (15 %–20 % svovelsyre), kan mange små bobler tydelig observeres på overflaten av profilene. Ettersom tiden skrider frem og temperaturen i badet øker, akselererer reaksjonshastigheten, noe som indikerer at galvanisk elektrokjemisk korrosjon har oppstått. Når profilene tas ut av badekaret og inspiseres, kan man se mange flekker med andre farger enn den vanlige overflaten. Under påfølgende behandlinger, som alkalisk etsing, sur nøytralisering for lysere og svovelsyreanodisering, blir disse mørkegrå korrosjonsflekkene enda mer tydelige og merkbare.
Korrosjonen forårsaket av sink og korrosjonen forårsaket av silisium har noen forskjeller i utseende. Korrosjonsflekker forårsaket av sink ligner snøflak, som sprer seg utover langs korngrensene og danner groper med en viss dybde. Derimot ser korrosjonsflekker forårsaket av silisium ut som innebygde mørkegrå prikker. De sprer seg ikke utover langs korngrensene, og ingen dybde kan merkes. Dessuten, ettersom behandlingstiden øker, øker antallet flekker inntil reaksjonen er fullstendig og opphører. Disse mørkegrå flekkene kan i stor grad elimineres eller reduseres ved å forlenge korrosjonstiden eller ved å fjerne film-.
3. Forebyggende tiltak
Korrosjonen av 6063 aluminiumslegeringsprofiler forårsaket av silisium kan forhindres og kontrolleres fullstendig. Det er avgjørende å effektivt kontrollere de innkommende råvarene og legeringssammensetningen, og sikre at magnesium-til-silisiumforholdet er innenfor området 1,3–1,7. I tillegg bør parametrene for hver prosess (som smelting, omrøring, støping av kjølevannstemperatur, billettforvarmingstemperatur, ekstruderingsavkjøling og luftkjølingsstyrke, aldringstemperatur og tid, etc.) styres strengt for å unngå silisiumsegregering og fritt silisium, og for å maksimere dannelsen av gunstige Mg2Si-faser fra silisiumforsterkende faser og magnesium.
Hvis slike silisiumkorrosjonsflekker observeres, bør det utvises spesiell oppmerksomhet under overflatebehandling. Under avfetting og oljefjerning bør svakt alkaliske badeløsninger brukes når det er mulig. Hvis det ikke er mulig, bør bløtleggingstiden i sure avfettingsløsninger minimeres (kvalifiserte aluminiumslegeringsprofiler kan stå i sure avfettingsløsninger i 20–30 minutter uten problemer, mens berørte profiler bare skal være i dem i 1–3 minutter). Videre bør pH i påfølgende skyllevann være litt høyere (pH > 4, med kontrollert Cl--innhold). Under alkalisk etsing bør etsetiden forlenges så mye som mulig; for nøytraliseringslyseprosessen bør salpetersyre-lysende løsning brukes. Under svovelsyreanodisering bør den elektriske oksidasjonen utføres umiddelbart. På denne måten vil de mørkegrå korrosjonsflekkene forårsaket av silisium være mindre merkbare og profilene vil oppfylle brukskravene.
4. Konklusjon
Selv om silisium er en uunnværlig hovedkomponent i 6063 aluminiumslegeringsprofiler, kan feil tilsetning eller manglende fullstendig forming av Mg2Si-styrkefasen med magnesium føre til silisiumsegregering og fritt silisium, noe som resulterer i korrosjon under overflatebehandling. Streng kontroll av hovedlegeringselementene, urenheter og prosessparametere under produksjon er avgjørende for å forhindre dette fenomenet.
