Under ytbehandlingsprocessen av 6063 aluminiumlegeringsprofiler observeras det ibland att det finns oregelbundet arrangerade mörkgrå gropkorrosionsfläckar av varierande grad på ytan av aluminiumprofilerna. Dessa korrosionsfläckar har en helt annan form än de som orsakas av zinkelement och uppträder intermittent under tillverkningen av aluminiumprofiler. Vissa människor tror att orsakerna är att operatören inte följt den korrekta ytbehandlingsprocessen, att det finns några skadliga orenheter i badlösningen eller att materialkvaliteten är dålig med för många inneslutningar. Vår analys är följande.
60631, Analys av orsakerna till korrosionsfläckar
Baserat på många års produktionserfarenhet, granskning av olika processparametrar i produktion av aluminiumlegeringar och uppföljningsundersökningar av operatörers efterlevnad av processer, tror vi att de främsta orsakerna till förekomsten av denna typ av mörkgrå korrosionsfläckar är följande:
(1) Ibland, på grund av vissa skäl, är proportionerna magnesium och kisel som tillsätts under gjutningsprocessen inte lämpliga, vilket gör att förhållandet ω(Mg)/ω(Si) ligger i intervallet 1,0–1,3, vilket är mycket lägre än det optimala förhållandet 1,73 (vanligtvis kontrollerat inom intervallet 1,3–1,5). I det här fallet, även om magnesium- och kiselhalten ligger inom det specificerade intervallet (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), finns det ett visst överskott av kisel. Detta överskott av kisel, bortsett från en liten mängd som existerar i ett fritt tillstånd, bildar också ternära föreningar i aluminiumlegeringen. När ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), mer (Al9Fe2Si) fas bildas, vilket är en ännu mer spröd nål-liknande förening, och dess skadliga effekter är större än fasens, vilket ofta gör att legeringen spricker längs sin väg. Dessa olösliga föroreningsfaser eller fria föroreningsfaser i legeringen ackumuleras ofta vid korngränser samtidigt som de försvagar styrkan och segheten hos gränserna [1–3], blir de svagaste punkterna med sämst korrosionsbeständighet, och korrosion startar vanligtvis från dessa områden.
(2) Även om proportionerna av tillsatt magnesium och kisel ligger inom det angivna standardintervallet under smältningsprocessen, ibland på grund av ojämn och otillräcklig omrörning, blir fördelningen av kisel i smältan ojämn, vilket resulterar i lokala anriknings- och utarmningszoner. Eftersom lösligheten av kisel i aluminium är mycket låg-1,65 % vid den eutektiska temperaturen på 577 grader och endast 0,05 % vid rumstemperatur, leder detta till sammansättningsinhomogenitet efter gjutning. Detta påverkar direkt industriella aluminiumprofiler, där en liten mängd fritt kisel i aluminiummatrisen inte bara minskar legeringens korrosionsbeständighet utan också förgrovar legeringskornen [4].
(3) Under extrudering kan kontroll av processparametrar-såsom för hög förvärmningstemperatur för ämnet, felaktig metallextruderingsflödeshastighet, otillräcklig luftkylningsstyrka under extrudering och felaktig åldringstemperatur och hålltid- lätt orsaka kiselsegregering och fritt kisel, vilket förhindrar magnesium och kisel från att helt bilda Mg2Si-närvaron av Mg2Si.
2. Korrosionsfenomen under ytbehandling
Överdriven och fri kisel-rika profiler av 6003 aluminiumlegering uppvisar följande fenomen under ytbehandling: när profilerna placeras i ett surt bad (15 %–20 % svavelsyra), kan många små bubblor tydligt observeras på profilernas yta. Allt eftersom tiden går och badets temperatur ökar accelererar reaktionshastigheten, vilket indikerar att galvanisk elektrokemisk korrosion har inträffat. När profilerna tas ur badet och inspekteras kan många fläckar med färger som skiljer sig från den normala ytan ses. Under efterföljande behandlingar, såsom alkalisk etsning, sur neutralisering för ljusning och svavelsyraanodisering, blir dessa mörkgrå korrosionsfläckar ännu mer uppenbara och märkbara.
Korrosionen orsakad av zink och korrosionen orsakad av kisel har vissa skillnader i utseende. Korrosionsfläckar orsakade av zink liknar snöflingor, som sprider sig utåt längs korngränserna och bildar gropar av visst djup. Däremot ser korrosionsfläckar orsakade av kisel ut som inbäddade mörkgrå prickar. De sprider sig inte utåt längs korngränserna, och inget djup kan kännas. Dessutom, när behandlingstiden ökar, ökar antalet fläckar tills reaktionen är fullständig och upphör. Dessa mörkgrå fläckar kan till stor del elimineras eller mildras genom att förlänga korrosionstiden eller genom att ta bort film-.
3. Förebyggande åtgärder
Korrosionen av 6063 aluminiumlegeringsprofiler orsakad av kisel kan helt förhindras och kontrolleras. Det är avgörande att effektivt kontrollera de inkommande råvarorna och legeringssammansättningen, och se till att magnesium-till-kiselförhållandet ligger inom intervallet 1,3–1,7. Dessutom bör parametrarna för varje process (såsom smältning, omrörning, gjutning av kylvattentemperatur, ämnesförvärmningstemperatur, extruderingshärdning och luftkylningsstyrka, åldringstemperatur och tid, etc.) hanteras strikt för att undvika kiselsegregering och fritt kisel, och för att maximera bildningen av nyttiga Mg2Si-faser från förstärkande Mg2Si.
Om sådana kiselkorrosionsfläckar observeras bör särskild uppmärksamhet ägnas vid ytbehandling. Under avfettning och oljeborttagning bör svagt alkaliska badlösningar användas när det är möjligt. Om det inte är möjligt bör blötläggningstiden i sura avfettningslösningar minimeras (kvalificerade aluminiumlegeringsprofiler kan lämnas i sura avfettningslösningar i 20–30 minuter utan problem, medan påverkade profiler endast bör vara i dem i 1–3 minuter). Dessutom bör pH-värdet för efterföljande sköljvatten vara något högre (pH > 4, med kontrollerad Cl--halt). Vid alkalisk etsning bör etsningstiden förlängas så mycket som möjligt; för neutraliseringsvitningsprocessen bör salpetersyralösning användas. Under svavelsyraanodisering bör den elektriska oxidationen utföras omgående. På så sätt blir de mörkgrå korrosionsfläckarna orsakade av kisel mindre märkbara och profilerna kommer att uppfylla användningskraven.
4. Slutsats
Även om kisel är en oumbärlig huvudkomponent i 6063 aluminiumlegeringsprofiler, kan felaktig tillsats eller underlåtenhet att helt bilda Mg2Si-förstärkningsfasen med magnesium leda till kiselsegregering och fritt kisel, vilket resulterar i korrosion under ytbehandling. Strikt kontroll av de viktigaste legeringselementen, föroreningarna och processparametrarna under produktionen är avgörande för att förhindra detta fenomen.
