U procesu površinske obrade profila od 6063 aluminijskih legura, ponekad se uočava da na površini aluminijskih profila postoje nepravilno raspoređene tamnosive mrlje korozije različitog stepena. Ove mrlje korozije su potpuno drugačijeg oblika od onih uzrokovanih elementima cinka i pojavljuju se povremeno tijekom proizvodnje aluminijskih profila. Neki ljudi vjeruju da su uzroci to što operater nije slijedio ispravan proces površinske obrade, ima nekih štetnih iona nečistoća u otopini kade ili je kvalitet materijala loš s previše inkluzija. Naša analiza je sljedeća.
60631, Analiza uzroka mrlja korozije
Na osnovu dugogodišnjeg iskustva u proizvodnji, ispitivanja različitih parametara procesa u proizvodnji profila od aluminijske legure, te naknadnih-istraživanja pridržavanja procesa od strane operatera, vjerujemo da su glavni razlozi za pojavu ove vrste tamno sivih mrlja korozije sljedeći:
(1) Ponekad, iz određenih razloga, proporcije magnezijuma i silicijuma koje se dodaju tokom procesa livenja nisu prikladne, što dovodi do toga da omjer ω(Mg)/ω(Si) bude u rasponu od 1,0–1,3, što je mnogo niže od optimalnog omjera od 1,73 (obično kontroliranog unutar raspona 1,3–1). U ovom slučaju, iako je sadržaj magnezijuma i silicijuma unutar specificiranog opsega (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), prisutan je određeni višak silicijuma. Ovaj višak silicijuma, osim male količine koja postoji u slobodnom stanju, takođe formira ternarna jedinjenja unutar legure aluminijuma. Kada ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), formira se više (Al9Fe2Si) faze, koja je još krhkije jedinjenje nalik igli-, a njeni štetni efekti su veći od uticaja faze, često uzrokujući lomljenje legure duž putanje. Ove nerastvorljive faze nečistoće ili slobodne nečistoće u leguri često se akumuliraju na granicama zrna, a istovremeno slabe čvrstoću i žilavost granica [1–3], postajući najslabije točke sa najslabijom otpornošću na koroziju, a korozija obično počinje iz ovih područja.
(2) Tokom procesa topljenja, iako su proporcije dodanog magnezijuma i silicijuma unutar standardno specificiranog raspona, ponekad zbog neravnomjernog i nedovoljnog miješanja, distribucija silicijuma u talini postaje neravnomjerna, što rezultira lokalnim zonama obogaćivanja i iscrpljivanja. Pošto je rastvorljivost silicijuma u aluminijumu veoma niska-1,65% na eutektičkoj temperaturi od 577 stepeni i samo 0,05% na sobnoj temperaturi-to dovodi do kompozicione nehomogenosti nakon livenja. To direktno utječe na industrijske aluminijske profile, gdje mala količina slobodnog silicija u aluminijskoj matrici ne samo da smanjuje otpornost legure na koroziju već i grublje zrna legure [4].
(3) Tokom ekstruzije, kontrola parametara procesa-kao što su prekomjerna temperatura predgrijavanja gredice, pogrešna brzina strujanja metala, neadekvatna snaga hlađenja zrakom tokom ekstruzije, i nepravilna temperatura starenja i vrijeme zadržavanja-može lako uzrokovati segregaciju silicija i slobodan silicijum, sprječavajući stvaranje magnezija i silicijuma u potpunoj prisutnosti Mg2 faze. silicijum.
2. Pojave korozije tokom površinske obrade
Previše i slobodnim silicijumom{0}}bogati profili od legure aluminijuma 6003 pokazuju sledeće pojave tokom površinske obrade: kada se profili stave u kiselu kupku (15%–20% sumporne kiseline), na površini profila se mogu jasno uočiti brojni mali mehurići. Kako vrijeme napreduje i temperatura kupke raste, brzina reakcije se ubrzava, što ukazuje da je došlo do galvanske elektrohemijske korozije. Kada se profili izvade iz kade i pregledaju, mogu se uočiti mnoge mrlje sa bojama koje se razlikuju od normalne površine. Tokom naknadnih tretmana, kao što su alkalno jetkanje, kisela neutralizacija za posvjetljivanje i eloksiranje sumpornom kiselinom, ove tamnosive mrlje korozije postaju još očiglednije i uočljivije.
Korozija uzrokovana cinkom i korozija uzrokovana silicijumom imaju neke razlike u izgledu. Mrlje korozije uzrokovane cinkom podsjećaju na pahulje, šireći se prema van duž granica zrna i formirajući jame određene dubine. Nasuprot tome, mrlje korozije uzrokovane silicijumom izgledaju kao ugrađene tamnosive tačke. Ne šire se prema van duž granica zrna i ne može se osjetiti dubina. Štaviše, kako se vrijeme tretmana povećava, broj mrlja se povećava sve dok se reakcija ne završi i ne prestane. Ove tamnosive mrlje mogu se u velikoj mjeri eliminirati ili ublažiti produžavanjem vremena korozije ili tretmanom{5}}uklanjanja filma.
3. Preventivne mjere
Korozija profila od aluminijske legure 6063 uzrokovana silicijumom može se u potpunosti spriječiti i kontrolisati. Od ključne je važnosti efikasna kontrola ulaznih sirovina i sastava legure, osiguravajući da omjer magnezijuma-prema-silicijuma bude u rasponu od 1,3-1,7. Dodatno, parametrima svakog procesa (kao što su topljenje, miješanje, temperatura rashladne vode za livenje, temperatura predgrijavanja gredice, gašenje ekstruzijom i čvrstoća hlađenja zrakom, temperatura i vrijeme starenja, itd.) treba striktno upravljati kako bi se izbjegla segregacija silicija i slobodni silicijum, te kako bi se maksimiziralo formiranje korisne faze Mg2Si učvršćivanja i magistralnog silicijuma.
Ako se uoče takve mrlje korozije silikona, posebnu pažnju treba obratiti prilikom površinske obrade. Prilikom odmašćivanja i uklanjanja ulja treba koristiti slabo alkalne otopine za kupanje kad god je to moguće. Ako nije izvodljivo, vrijeme namakanja u kiselim otopinama za odmašćivanje treba svesti na minimum (kvalifikovani profili od aluminijske legure mogu se bez problema ostaviti u kiselim otopinama za odmašćivanje 20-30 minuta, dok zahvaćeni profili trebaju biti u njima samo 1-3 minute). Nadalje, pH vode za naknadno ispiranje trebao bi biti nešto viši (pH > 4, sa kontroliranim sadržajem Cl-). Tokom alkalnog jetkanja, vrijeme jetkanja treba produžiti što je više moguće; za neutralizacijski proces posvjetljivanja treba koristiti otopinu za posvjetljivanje dušične kiseline. Tokom anodizacije sumpornom kiselinom, električnu oksidaciju treba izvršiti odmah. Na taj način će tamnosive mrlje korozije uzrokovane silicijumom biti manje uočljive, a profili će zadovoljiti zahtjeve upotrebe.
4. Zaključak
Iako je silicijum nezaobilazna glavna komponenta profila od legure aluminijuma 6063, nepravilno dodavanje ili neuspeh da se u potpunosti formira faza ojačanja Mg2Si sa magnezijumom može dovesti do segregacije silicijuma i slobodnog silicijuma, što rezultira korozijom tokom površinske obrade. Stroga kontrola glavnih elemenata legure, nečistoća i parametara procesa tokom proizvodnje je neophodna da bi se spriječio ovaj fenomen.
