Med postopkom površinske obdelave profilov iz aluminijeve zlitine 6063 je včasih opaziti, da so na površini aluminijastih profilov nepravilno razporejene temno sive luknjičaste korozijske lise različnih stopenj. Te korozijske lise so po obliki popolnoma drugačne od tistih, ki jih povzročajo cinkovi elementi in se med proizvodnjo aluminijastih profilov pojavljajo občasno. Nekateri menijo, da so vzroki v tem, da upravljavec ni sledil pravilnemu procesu površinske obdelave, da je v raztopini kopeli nekaj škodljivih nečistoč ionov ali da je kakovost materiala slaba s preveč vključki. Naša analiza je naslednja.
60631, Analiza vzrokov korozijskih madežev
Na podlagi dolgoletnih proizvodnih izkušenj, preučevanja različnih procesnih parametrov pri proizvodnji profilov iz aluminijeve zlitine in nadaljnjih-preiskav spoštovanja postopkov s strani operaterjev menimo, da so glavni razlogi za pojav te vrste temno sivih korozijskih madežev naslednji:
(1) Včasih zaradi določenih razlogov deleži magnezija in silicija, dodani med postopkom ulivanja, niso primerni, zaradi česar je razmerje ω(Mg)/ω(Si) v območju 1,0–1,3, kar je veliko nižje od optimalnega razmerja 1,73 (običajno nadzorovano v območju 1,3–1,5). Čeprav sta vsebnosti magnezija in silicija v določenem območju (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), je v tem primeru prisotnega nekaj presežka silicija. Ta presežek silicija poleg majhne količine, ki obstaja v prostem stanju, tvori tudi trikomponentne spojine znotraj aluminijeve zlitine. Ko je ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), nastane več (Al9Fe2Si) faze, ki je še bolj krhka igla-podobna spojina, njeni škodljivi učinki pa so večji kot učinki faze, kar pogosto povzroči zlom zlitine na svoji poti. Te netopne nečistoče ali proste nečistoče v zlitini se pogosto kopičijo na mejah zrn, medtem ko oslabijo trdnost in žilavost meja [1–3], postanejo najšibkejše točke z najslabšo odpornostjo proti koroziji, korozija pa se običajno začne na teh območjih.
(2) Med postopkom taljenja, čeprav sta deleža dodanega magnezija in silicija znotraj standardno določenega območja, včasih zaradi neenakomernega in nezadostnega mešanja porazdelitev silicija v talini postane neenakomerna, kar ima za posledico območja lokalne obogatitve in osiromašenja. Ker je topnost silicija v aluminiju zelo nizka-1,65 % pri evtektični temperaturi 577 stopinj in samo 0,05 % pri sobni temperaturi, to vodi do sestavne nehomogenosti po litju. To neposredno vpliva na industrijske aluminijaste profile, kjer majhna količina prostega silicija v aluminijevi matrici ne le zmanjša korozijsko odpornost zlitine, temveč tudi zgrobi zrna zlitine [4].
(3) Med iztiskanjem lahko nadzor procesnih parametrov-, kot so previsoka temperatura predgretja gredice, nepravilna hitrost pretoka kovine pri iztiskanju, neustrezna moč zračnega hlajenja med iztiskanjem ter neustrezna temperatura staranja in čas zadrževanja-zlahka povzroči segregacijo silicija in prosti silicij, kar prepreči magneziju in siliciju, da bi v celoti oblikovala fazo Mg2Si, kar povzroči prisotnost nekaj prostega silicij.
2. Korozijski pojavi med površinsko obdelavo
Profili iz aluminijeve zlitine 6003, ki so prekomerno in s prostim-silicijem bogati, med površinsko obdelavo kažejo naslednje pojave: ko so profili postavljeni v kislo kopel (15–20 % žveplove kisline), je mogoče na površini profilov jasno opaziti številne majhne mehurčke. Ko čas napreduje in temperatura kopeli narašča, se hitrost reakcije pospeši, kar kaže, da je prišlo do galvanske elektrokemične korozije. Ko profile odstranimo iz kopeli in jih pregledamo, lahko opazimo veliko madežev z barvami, ki se razlikujejo od običajne površine. Med nadaljnjimi obdelavami, kot je alkalno jedkanje, kisla nevtralizacija za posvetlitev in eloksiranje z žveplovo kislino, te temno sive korozijske lise postanejo še bolj očitne in opazne.
Korozija, ki jo povzroča cink, in korozija, ki jo povzroča silicij, imata nekaj razlik v videzu. Korozijske lise, ki jih povzroča cink, so podobne snežinkam, ki se širijo navzven vzdolž meja zrn in tvorijo jamice določene globine. Nasprotno pa so korozijske lise, ki jih povzroča silicij, videti kot vdelane temno sive pike. Ne širijo se navzven vzdolž meja zrn in globine ni mogoče občutiti. Poleg tega se s podaljševanjem časa zdravljenja število madežev povečuje, dokler reakcija ni popolna in preneha. Te temno sive lise je mogoče v veliki meri odpraviti ali omiliti s podaljšanjem časa korozije ali z odstranjevanjem filma-.
3. Preventivni ukrepi
Korozijo profilov iz aluminijeve zlitine 6063, ki jo povzroča silicij, je mogoče v celoti preprečiti in nadzorovati. Ključnega pomena je učinkovit nadzor vhodnih surovin in sestave zlitin, pri čemer je treba zagotoviti, da je razmerje med magnezijem-in-silicijem v območju 1,3–1,7. Poleg tega je treba parametre vsakega postopka (kot so taljenje, mešanje, temperatura hladilne vode za ulivanje, temperatura predgretja gredice, trdnost pri iztiskanju in zračnem hlajenju, temperatura in čas staranja itd.) strogo upravljati, da se izognemo segregaciji silicija in prostemu siliciju ter da čim bolj povečamo tvorbo koristnih ojačitvenih faz Mg2Si iz silicija in magnezija.
Če opazite takšne silikonske korozijske lise, je treba med površinsko obdelavo posvetiti posebno pozornost. Med razmaščevanjem in odstranjevanjem olja je treba, kadar koli je to mogoče, uporabiti šibko alkalne raztopine za kopel. Če to ni izvedljivo, je treba čas namakanja v kislih raztopinah za razmaščevanje čim bolj skrajšati (kvalificirane profile iz aluminijeve zlitine lahko brez težav pustimo v kislih raztopinah za razmaščevanje 20–30 minut, prizadete profile pa naj bodo v njih le 1–3 minute). Poleg tega mora biti pH vode za naslednje izpiranje nekoliko višji (pH > 4, z nadzorovano vsebnostjo Cl-). Med alkalnim jedkanjem je treba čas jedkanja čim bolj podaljšati; za postopek nevtralizacijskega svetlenja je treba uporabiti raztopino za svetlenje z dušikovo kislino. Med eloksiranjem z žveplovo kislino je treba električno oksidacijo izvesti takoj. Na ta način bodo temno sive korozijske lise, ki jih povzroča silicij, manj opazne, profili pa bodo ustrezali zahtevam uporabe.
4. Sklep
Čeprav je silicij nepogrešljiva glavna sestavina profilov iz aluminijeve zlitine 6063, lahko neustrezno dodajanje ali nezmožnost popolnega oblikovanja ojačitvene faze Mg2Si z magnezijem povzroči segregacijo silicija in prosti silicij, kar povzroči korozijo med površinsko obdelavo. Za preprečevanje tega pojava je nujen strog nadzor glavnih elementov zlitin, nečistoč in procesnih parametrov med proizvodnjo.
