Durant el procés de tractament superficial dels perfils d'aliatge d'alumini 6063, de vegades s'observa que hi ha taques de corrosió de color gris fosc disposades de manera irregular de diferents graus a la superfície dels perfils d'alumini. Aquestes taques de corrosió tenen una forma completament diferent a les provocades pels elements de zinc i apareixen de manera intermitent durant la producció de perfils d'alumini. Algunes persones creuen que les causes són que l'operador no va seguir el procés correcte de tractament de la superfície, hi ha alguns ions d'impureses nocius a la solució del bany o la qualitat del material és deficient amb massa inclusions. La nostra anàlisi és la següent.
60631, Anàlisi de les causes de les taques de corrosió
A partir de molts anys d'experiència en producció, l'examen de diversos paràmetres de procés en la producció de perfils d'aliatge d'alumini i les investigacions de seguiment-de l'adhesió dels operadors als processos, creiem que les principals raons per a l'aparició d'aquest tipus de taques de corrosió gris fosc són les següents:
(1) De vegades, per certs motius, les proporcions de magnesi i silici afegits durant el procés de fosa no són adequades, cosa que fa que la relació ω (Mg)/ω (Si) estigui en el rang d'1,0-1,3, que és molt inferior a la proporció òptima d'1,73 (normalment controlada dins del rang 1,3-1,5). En aquest cas, tot i que els continguts de magnesi i silici es troben dins de l'interval especificat (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), hi ha un excés de silici present. Aquest excés de silici, a part d'una petita quantitat existent en estat lliure, també forma compostos ternaris dins de l'aliatge d'alumini. Quan ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), es forma més fase (Al9Fe2Si), que és un compost encara més trencadís semblant a l'agulla-, i els seus efectes nocius són més grans que els de la fase, sovint fent que l'aliatge es fracturi al llarg del seu camí. Aquestes fases d'impureses insolubles o fases d'impureses lliures de l'aliatge sovint s'acumulen als límits del gra mentre debiliten la força i la duresa dels límits [1–3], convertint-se en els punts més febles amb la menor resistència a la corrosió, i la corrosió normalment comença a partir d'aquestes zones.
(2) Durant el procés de fosa, tot i que les proporcions de magnesi i silici afegits es troben dins del rang especificat estàndard, de vegades a causa d'una agitació desigual i insuficient, la distribució del silici a la fosa es torna desigual, donant lloc a zones d'enriquiment i esgotament locals. Com que la solubilitat del silici a l'alumini és molt baixa -1,65% a la temperatura eutèctica de 577 graus i només el 0,05% a temperatura ambient, això condueix a una inhomogeneïtat de la composició després de la fosa. Això afecta directament els perfils d'alumini industrials, on una petita quantitat de silici lliure a la matriu d'alumini no només redueix la resistència a la corrosió de l'aliatge, sinó que també engrosa els grans d'aliatge [4].
(3) Durant l'extrusió, el control dels paràmetres del procés-com ara una temperatura excessiva de preescalfament de billets, un cabal d'extrusió de metall incorrecte, una força de refrigeració de l'aire inadequada durant l'extrusió i una temperatura d'envelliment i un temps de retenció inadequats- poden provocar fàcilment la segregació del silici i el silici lliure, evitant que el magnesi i el silici formin completament la fase Mg2Si i resulti en la presència de silici lliure.
2. Fenòmens de corrosió durant el tractament superficial
Els perfils d'aliatge d'alumini 6003 rics en silici{0}}excés i lliure presenten els fenòmens següents durant el tractament superficial: quan els perfils es col·loquen en un bany àcid (15%-20% d'àcid sulfúric), es poden observar clarament nombroses petites bombolles a la superfície dels perfils. A mesura que avança el temps i augmenta la temperatura del bany, la velocitat de reacció s'accelera, indicant que s'ha produït corrosió electroquímica galvànica. Quan es treuen els perfils de la banyera i s'inspeccionen, es poden veure moltes taques amb colors diferents de la superfície normal. Durant els tractaments posteriors, com ara el gravat alcalí, la neutralització àcida per a la brillantor i l'anoditzat amb àcid sulfúric, aquestes taques de corrosió de color gris fosc es tornen encara més evidents i notables.
La corrosió causada pel zinc i la corrosió causada pel silici tenen algunes diferències d'aspecte. Les taques de corrosió causades pel zinc s'assemblen als flocs de neu, que s'estenen cap a l'exterior al llarg dels límits del gra i formen fosses de certa profunditat. En canvi, les taques de corrosió causades pel silici semblen punts gris fosc incrustats. No s'estenen cap a l'exterior al llarg dels límits del gra, i no es pot sentir cap profunditat. A més, a mesura que augmenta el temps de tractament, el nombre de taques augmenta fins que la reacció s'acaba i s'atura. Aquestes taques grises fosques es poden eliminar o mitigar en gran mesura allargant el temps de corrosió o mitjançant el tractament-d'eliminació de pel·lícules.
3. Mesures preventives
La corrosió dels perfils d'aliatge d'alumini 6063 causada pel silici es pot prevenir i controlar completament. És crucial controlar eficaçment les matèries primeres entrants i la composició de l'aliatge, assegurant-se que la proporció de magnesi-a-silici estigui dins del rang d'1,3-1,7. A més, els paràmetres de cada procés (com ara la fusió, l'agitació, la temperatura de l'aigua de refrigeració de colada, la temperatura de preescalfament de la palangana, la força d'extrusió i la força de refrigeració de l'aire, la temperatura i el temps d'envelliment, etc.) s'han de gestionar estrictament per evitar la segregació de silici i silici lliure, i per maximitzar la formació de fases beneficioses de reforç de Mg2Si a partir de silici i magnesi.
Si s'observen aquestes taques de corrosió de silici, s'ha de prestar especial atenció durant el tractament superficial. Durant el desgreixatge i l'eliminació d'oli, s'han d'utilitzar solucions de bany dèbilment alcalines sempre que sigui possible. Si no és factible, el temps de remull en solucions de desgreixatge àcides s'hauria de minimitzar (els perfils qualificats d'aliatge d'alumini es poden deixar en solucions de desgreixatge àcides durant 20-30 minuts sense problemes, mentre que els perfils afectats només haurien d'estar-hi durant 1-3 minuts). A més, el pH de l'aigua de rentat posterior hauria de ser lleugerament superior (pH > 4, amb un contingut de Cl- controlat). Durant el gravat alcalí, el temps de gravat s'ha d'allargar tant com sigui possible; per al procés de neutralització de brillantor, s'ha d'utilitzar una solució de brillantor d'àcid nítric. Durant l'anodització amb àcid sulfúric, l'oxidació elèctrica s'ha de dur a terme ràpidament. D'aquesta manera, les taques de corrosió de color gris fosc causades pel silici seran menys notables i els perfils compliran els requisits d'ús.
4. Conclusió
Tot i que el silici és un component principal indispensable dels perfils d'aliatge d'alumini 6063, l'addició inadequada o el fracàs per formar completament la fase d'enfortiment de Mg2Si amb magnesi pot provocar una segregació de silici i silici lliure, donant lloc a corrosió durant el tractament superficial. Un control estricte dels principals elements d'aliatge, impureses i paràmetres del procés durant la producció és essencial per prevenir aquest fenomen.
