Під час обробки поверхні профілів із алюмінієвого сплаву 6063 іноді спостерігаються нерівномірно розташовані темно-сірі плями корозії різного ступеня на поверхні алюмінієвих профілів. Ці корозійні плями абсолютно відрізняються за формою від тих, що викликані цинковими елементами, і з’являються періодично під час виробництва алюмінієвих профілів. Деякі люди вважають, що причини полягають у тому, що оператор не дотримувався належного процесу обробки поверхні, у розчині для ванни є шкідливі іони домішок або низька якість матеріалу з великою кількістю включень. Наш аналіз полягає в наступному.
60631, Аналіз причин корозійних плям
Базуючись на багаторічному виробничому досвіді, дослідженні різних технологічних параметрів у виробництві профілю з алюмінієвого сплаву та подальших-дослідженнях дотримання операторами процесів, ми вважаємо, що основними причинами появи цього типу темно-сірих корозійних плям є такі:
(1) Іноді через певні причини пропорції магнію та кремнію, додані під час процесу лиття, не є придатними, внаслідок чого співвідношення ω(Mg)/ω(Si) знаходиться в діапазоні 1,0–1,3, що набагато нижче оптимального співвідношення 1,73 (зазвичай контролюється в діапазоні 1,3–1,5). У цьому випадку, хоча вміст магнію та кремнію знаходиться в межах зазначеного діапазону (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), присутній деякий надлишок кремнію. Цей надлишок кремнію, окрім невеликої кількості, що існує у вільному стані, також утворює потрійні сполуки в алюмінієвому сплаві. Коли ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">Утворюється фаза ω(Fe), більше (Al9Fe2Si), яка є ще більш крихкою голчастою -сполукою, і її шкідливий вплив є більшим, ніж вплив фази, часто спричиняючи руйнування сплаву на шляху. Ці нерозчинні домішкові фази або вільні домішкові фази в сплаві часто накопичуються на границях зерен, одночасно послаблюючи міцність і в’язкість меж [1–3], стаючи найслабшими місцями з найнижчою корозійною стійкістю, і корозія зазвичай починається з цих ділянок.
(2) Під час процесу плавки, хоча пропорції доданого магнію та кремнію знаходяться в межах стандартного діапазону, іноді через нерівномірне та недостатнє перемішування розподіл кремнію в розплаві стає нерівномірним, що призводить до локального збагачення та зон виснаження. Оскільки розчинність кремнію в алюмінії дуже низька-1,65% при температурі евтектики 577 градусів і лише 0,05% при кімнатній температурі, це призводить до неоднорідності складу після лиття. Це безпосередньо впливає на промислові алюмінієві профілі, де невелика кількість вільного кремнію в алюмінієвій матриці не тільки знижує корозійну стійкість сплаву, але й укрупнює зерна сплаву [4].
(3) Під час екструзії контроль параметрів процесу-, таких як надмірна температура попереднього нагріву заготовки, неправильна швидкість екструзії металу, недостатня сила охолодження повітря під час екструзії та неправильна температура старіння та час витримки-може легко спричинити виділення кремнію та вільний кремній, перешкоджаючи магнію та кремнію повністю утворити фазу Mg2Si та призводячи до присутності деякої кількості вільного кремній.
2. Явища корозії при обробці поверхні
Профілі з алюмінієвого сплаву 6003 із надмірним і вільним вмістом- кремнію демонструють такі явища під час обробки поверхні: коли профілі поміщають у кислу ванну (15–20% сірчаної кислоти), на поверхні профілів можна чітко спостерігати численні маленькі бульбашки. З плином часу і підвищенням температури ванни швидкість реакції прискорюється, що вказує на те, що сталася гальванічна електрохімічна корозія. Коли профілі вийняли з ванни та оглянули, можна побачити багато плям, кольори яких відрізняються від звичайної поверхні. Під час наступних обробок, таких як лужне травлення, кислотна нейтралізація для освітлення та анодування сірчаною кислотою, ці темно-сірі плями корозії стають ще більш очевидними та помітними.
Корозія, викликана цинком, і корозія, викликана кремнієм, мають деякі відмінності у зовнішньому вигляді. Плями корозії, викликані цинком, нагадують сніжинки, поширюючись назовні по межах зерен і утворюючи ямки певної глибини. Навпаки, плями корозії, викликані кремнієм, виглядають як вбудовані темно-сірі точки. Вони не поширюються назовні вздовж меж зерен, і глибини не відчувається. Крім того, у міру збільшення часу лікування кількість плям збільшується, поки реакція не завершиться і не припиниться. Ці темно-сірі плями можна значною мірою усунути або пом’якшити шляхом продовження часу корозії або видалення -плівки.
3. Профілактичні заходи
Корозію профілів з алюмінієвого сплаву 6063, спричинену кремнієм, можна повністю запобігти та контролювати. Вкрай важливо ефективно контролювати вхідну сировину та склад сплаву, забезпечуючи, щоб співвідношення магнію-до-кремнію було в межах 1,3–1,7. Крім того, слід суворо контролювати параметри кожного процесу (такі як плавлення, перемішування, температура охолоджувальної води для лиття, температура попереднього нагрівання заготовки, міцність при екструзії та охолодженні повітрям, температура та час старіння тощо), щоб уникнути сегрегації кремнію та вільного кремнію, а також максимально збільшити утворення корисних зміцнюючих фаз Mg2Si із кремнію та магнію.
Якщо спостерігаються такі плями кремнієвої корозії, слід приділити особливу увагу під час обробки поверхні. Під час знежирення та видалення жиру по можливості слід використовувати слаболужні розчини для ванн. Якщо це неможливо, час замочування в кислих розчинах для знежирення слід мінімізувати (кваліфіковані профілі з алюмінієвого сплаву можна без проблем залишати в кислих розчинах для знежирення протягом 20–30 хвилин, тоді як уражені профілі повинні перебувати в них лише 1–3 хвилини). Крім того, pH наступної води для полоскання має бути трохи вищим (pH > 4, з контрольованим вмістом Cl-). Під час лужного травлення час травлення слід максимально збільшити; для нейтралізаційного освітлення слід використовувати розчин азотної кислоти. Під час анодування сірчаною кислотою слід негайно проводити електроокислення. Таким чином, темно-сірі плями корозії, спричинені кремнієм, будуть менш помітними, а профілі відповідатимуть вимогам використання.
4. Висновок
Хоча кремній є незамінним основним компонентом профілів з алюмінієвого сплаву 6063, неправильне додавання або неможливість повного формування зміцнюючої фази Mg2Si магнієм може призвести до виділення кремнію та вільного кремнію, що призведе до корозії під час обробки поверхні. Суворий контроль основних елементів сплаву, домішок і параметрів процесу під час виробництва є важливим для запобігання цьому явищу.
