Κατά τη διαδικασία επιφανειακής επεξεργασίας 6063 προφίλ από κράμα αλουμινίου, μερικές φορές παρατηρείται ότι υπάρχουν ακανόνιστα διατεταγμένα σκούρα γκρι στίγματα διάβρωσης διαφόρων βαθμών στην επιφάνεια των προφίλ αλουμινίου. Αυτά τα σημεία διάβρωσης είναι εντελώς διαφορετικά σε σχήμα από αυτά που προκαλούνται από στοιχεία ψευδαργύρου και εμφανίζονται κατά διαστήματα κατά την παραγωγή προφίλ αλουμινίου. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι οι αιτίες είναι ότι ο χειριστής δεν ακολούθησε τη σωστή διαδικασία επεξεργασίας επιφάνειας, υπάρχουν κάποια επιβλαβή ιόντα ακαθαρσιών στο διάλυμα του μπάνιου ή η ποιότητα του υλικού είναι κακή με πάρα πολλά εγκλείσματα. Η ανάλυσή μας είναι η εξής.
60631, Ανάλυση των αιτιών των σημείων διάβρωσης
Με βάση την πολυετή εμπειρία παραγωγής, την εξέταση διάφορων παραμέτρων διεργασίας στην παραγωγή προφίλ κράματος αλουμινίου και την παρακολούθηση-διερεύνησης της τήρησης των διαδικασιών από τους χειριστές, πιστεύουμε ότι οι κύριοι λόγοι για την εμφάνιση αυτού του τύπου σκούρων γκρι κηλίδων διάβρωσης είναι οι εξής:
(1) Μερικές φορές, για ορισμένους λόγους, οι αναλογίες μαγνησίου και πυριτίου που προστίθενται κατά τη διαδικασία χύτευσης δεν είναι κατάλληλες, με αποτέλεσμα η αναλογία ω(Mg)/ω(Si) να είναι στην περιοχή 1,0–1,3, η οποία είναι πολύ χαμηλότερη από τη βέλτιστη αναλογία 1,73 (συνήθως ελέγχεται εντός της περιοχής 1,3–1). Σε αυτήν την περίπτωση, αν και η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο και πυρίτιο είναι εντός του καθορισμένου εύρους (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), υπάρχει κάποια περίσσεια πυριτίου. Αυτή η περίσσεια πυριτίου, εκτός από μια μικρή ποσότητα που υπάρχει σε ελεύθερη κατάσταση, σχηματίζει επίσης τριμερείς ενώσεις μέσα στο κράμα αλουμινίου. Όταν ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), σχηματίζεται περισσότερη (Al9Fe2Si) φάση, η οποία είναι μια ακόμη πιο εύθραυστη ένωση που μοιάζει με βελόνα- και οι επιβλαβείς επιδράσεις της είναι μεγαλύτερες από αυτές της φάσης, προκαλώντας συχνά το κράμα να σπάει κατά μήκος της διαδρομής του. Αυτές οι αδιάλυτες φάσεις ακαθαρσίας ή οι ελεύθερες φάσεις ακαθαρσίας στο κράμα συχνά συσσωρεύονται στα όρια των κόκκων, ενώ εξασθενούν την αντοχή και τη σκληρότητα των ορίων [1-3], γίνονται τα πιο αδύναμα σημεία με τη χαμηλότερη αντίσταση στη διάβρωση και η διάβρωση συνήθως ξεκινά από αυτές τις περιοχές.
(2) Κατά τη διαδικασία τήξης, αν και οι αναλογίες μαγνησίου και πυριτίου που προστίθενται είναι εντός του προκαθορισμένου εύρους, μερικές φορές λόγω ανομοιόμορφης και ανεπαρκούς ανάδευσης, η κατανομή του πυριτίου στο τήγμα γίνεται άνιση, με αποτέλεσμα ζώνες τοπικού εμπλουτισμού και εξάντλησης. Δεδομένου ότι η διαλυτότητα του πυριτίου στο αλουμίνιο είναι πολύ χαμηλή-1,65% στην ευτηκτική θερμοκρασία των 577 μοιρών και μόνο 0,05% σε θερμοκρασία δωματίου - αυτό οδηγεί σε ανομοιογένεια σύνθεσης μετά τη χύτευση. Αυτό επηρεάζει άμεσα τα βιομηχανικά προφίλ αλουμινίου, όπου μια μικρή ποσότητα ελεύθερου πυριτίου στη μήτρα αλουμινίου όχι μόνο μειώνει την αντίσταση στη διάβρωση του κράματος αλλά και τραχύνει τους κόκκους του κράματος [4].
(3) Κατά τη διάρκεια της εξώθησης, ο έλεγχος των παραμέτρων διεργασίας-όπως η υπερβολική θερμοκρασία προθέρμανσης του μπιγιέτα, ο λανθασμένος ρυθμός ροής εξώθησης μετάλλων, η ανεπαρκής ψυκτική ισχύς του αέρα κατά την εξώθηση και η ακατάλληλη θερμοκρασία γήρανσης και ο χρόνος συγκράτησης-μπορούν εύκολα να προκαλέσουν διαχωρισμό πυριτίου και σχηματισμό ελεύθερου πυριτίου2, αποτρέποντας το σχηματισμό πλήρους και μαγνησίου πυριτίου με αποτέλεσμα την παρουσία κάποιου ελεύθερου πυριτίου.
2. Φαινόμενα διάβρωσης κατά την επιφανειακή επεξεργασία
Τα προφίλ κράματος αλουμινίου με πλούσιο σε υπερβολικό και ελεύθερο πυρίτιο-με πλούσιο σε 6003 παρουσιάζουν τα ακόλουθα φαινόμενα κατά την επιφανειακή επεξεργασία: όταν τα προφίλ τοποθετούνται σε όξινο λουτρό (θειικό οξύ 15%–20%), πολλές μικρές φυσαλίδες μπορούν να παρατηρηθούν ξεκάθαρα στην επιφάνεια των προφίλ. Καθώς ο χρόνος προχωρά και η θερμοκρασία του λουτρού αυξάνεται, ο ρυθμός αντίδρασης επιταχύνεται, υποδεικνύοντας ότι έχει συμβεί γαλβανική ηλεκτροχημική διάβρωση. Όταν τα προφίλ αφαιρούνται από το λουτρό και επιθεωρούνται, διακρίνονται πολλά σημεία με χρώματα διαφορετικά από την κανονική επιφάνεια. Κατά τη διάρκεια των επόμενων επεξεργασιών, όπως η αλκαλική χάραξη, η όξινη εξουδετέρωση για λαμπρυντικό και η ανοδίωση με θειικό οξύ, αυτές οι σκούρες γκρι κηλίδες διάβρωσης γίνονται ακόμη πιο εμφανείς και εμφανείς.
Η διάβρωση που προκαλείται από τον ψευδάργυρο και η διάβρωση που προκαλείται από το πυρίτιο έχουν κάποιες διαφορές στην εμφάνιση. Τα σημεία διάβρωσης που προκαλούνται από τον ψευδάργυρο μοιάζουν με νιφάδες χιονιού, που απλώνονται προς τα έξω κατά μήκος των ορίων των κόκκων και σχηματίζουν κοιλώματα ορισμένου βάθους. Αντίθετα, τα σημεία διάβρωσης που προκαλούνται από το πυρίτιο μοιάζουν με ενσωματωμένες σκούρες γκρι κουκίδες. Δεν απλώνονται προς τα έξω κατά μήκος των ορίων των κόκκων και δεν γίνεται αισθητό βάθος. Επιπλέον, όσο αυξάνεται ο χρόνος θεραπείας, ο αριθμός των κηλίδων αυξάνεται μέχρι να ολοκληρωθεί η αντίδραση και να σταματήσει. Αυτές οι σκούρες γκρι κηλίδες μπορούν να εξαλειφθούν ή να μετριαστούν σε μεγάλο βαθμό με παράταση του χρόνου διάβρωσης ή με επεξεργασία αφαίρεσης μεμβράνης-.
3. Προληπτικά Μέτρα
Η διάβρωση των προφίλ κράματος αλουμινίου 6063 που προκαλείται από το πυρίτιο μπορεί να αποτραπεί και να ελεγχθεί πλήρως. Είναι σημαντικό να ελέγχετε αποτελεσματικά τις εισερχόμενες πρώτες ύλες και τη σύνθεση του κράματος, διασφαλίζοντας ότι η αναλογία μαγνησίου-προς-πυριτίου είναι εντός του εύρους 1,3–1,7. Επιπλέον, οι παράμετροι κάθε διεργασίας (όπως η τήξη, η ανάδευση, η θερμοκρασία του νερού ψύξης χύτευσης, η θερμοκρασία προθέρμανσης, η ισχύς εξώθησης και ψύξης του αέρα, η θερμοκρασία και ο χρόνος γήρανσης, κ.λπ.) θα πρέπει να ελέγχονται αυστηρά για να αποφευχθεί ο διαχωρισμός του πυριτίου και το ελεύθερο πυρίτιο και να μεγιστοποιηθεί ο σχηματισμός ευεργετικής μαγικής και ενισχυτικής φάσης πυριτίου.
Εάν παρατηρηθούν τέτοια σημεία διάβρωσης πυριτίου, θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή κατά την επιφανειακή επεξεργασία. Κατά την απολίπανση και την αφαίρεση λαδιού, πρέπει να χρησιμοποιούνται ασθενώς αλκαλικά διαλύματα μπάνιου όποτε είναι δυνατόν. Εάν δεν είναι εφικτό, ο χρόνος εμβάπτισης σε όξινα διαλύματα απολίπανσης θα πρέπει να ελαχιστοποιηθεί (τα κατάλληλα προφίλ κράματος αλουμινίου μπορούν να παραμείνουν σε όξινα διαλύματα απολίπανσης για 20-30 λεπτά χωρίς προβλήματα, ενώ τα επηρεαζόμενα προφίλ πρέπει να βρίσκονται μέσα σε αυτά μόνο για 1-3 λεπτά). Επιπλέον, το pH του επόμενου νερού έκπλυσης θα πρέπει να είναι ελαφρώς υψηλότερο (pH > 4, με ελεγχόμενη περιεκτικότητα σε Cl-). Κατά τη διάρκεια της αλκαλικής χάραξης, ο χρόνος χάραξης πρέπει να παραταθεί όσο το δυνατόν περισσότερο. για τη διαδικασία εξουδετέρωσης λαμπρυντικού, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί λαμπρυντικό διάλυμα νιτρικού οξέος. Κατά την ανοδίωση με θειικό οξύ, η ηλεκτρική οξείδωση πρέπει να πραγματοποιείται αμέσως. Με αυτόν τον τρόπο, οι σκούρες γκρι κηλίδες διάβρωσης που προκαλούνται από το πυρίτιο θα είναι λιγότερο αισθητές και τα προφίλ θα πληρούν τις απαιτήσεις χρήσης.
4. Συμπέρασμα
Αν και το πυρίτιο είναι απαραίτητο κύριο συστατικό των προφίλ κράματος αλουμινίου 6063, η ακατάλληλη προσθήκη ή η αποτυχία να σχηματιστεί πλήρως η φάση ενίσχυσης Mg2Si με μαγνήσιο μπορεί να οδηγήσει σε διαχωρισμό του πυριτίου και ελεύθερο πυρίτιο, με αποτέλεσμα τη διάβρωση κατά την επιφανειακή επεξεργασία. Ο αυστηρός έλεγχος των κύριων στοιχείων κράματος, των ακαθαρσιών και των παραμέτρων διεργασίας κατά την παραγωγή είναι απαραίτητος για την πρόληψη αυτού του φαινομένου.
