6063 alumiiniumisulamist profiili pinnatöötlusprotsessi käigus on mõnikord täheldatud, et alumiiniumprofiilide pinnal on ebakorrapäraselt asetsevad erineva astmega tumehallid korrosioonilaigud. Need korrosioonilaigud on kuju poolest täiesti erineva kujuga kui tsinkelementidest põhjustatud laigud ja tekivad perioodiliselt alumiiniumprofiilide valmistamisel. Mõned inimesed usuvad, et põhjus on selles, et operaator ei järginud õiget pinnatöötlusprotsessi, vannilahuses on kahjulikke lisandiioone või materjali kvaliteet on halb liiga paljude lisandite tõttu. Meie analüüs on järgmine.
60631, Korrosioonilaikude põhjuste analüüs
Tuginedes aastatepikkusele tootmiskogemusele, alumiiniumsulamiprofiilide tootmise erinevate protsessiparameetrite uurimisele ja{0}}operaatorite protsesside järgimise järeluuringutele, usume, et seda tüüpi tumehallide korrosioonilaikude esinemise peamised põhjused on järgmised.
(1) Mõnikord ei ole valuprotsessis lisatud magneesiumi ja räni proportsioonid teatud põhjustel sobivad, mistõttu ω(Mg)/ω(Si) suhe jääb vahemikku 1,0–1,3, mis on palju madalam kui optimaalne suhe 1,73 (tavaliselt reguleeritakse vahemikus 1,3–1,5). Sel juhul, kuigi magneesiumi ja räni sisaldus jääb kindlaksmääratud vahemikku (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), on räni ülejääk. See liigne räni, peale väikese koguse vabas olekus, moodustab alumiiniumisulamis kolmekomponentseid ühendeid. Kui ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), moodustub rohkem (Al9Fe2Si) faasi, mis on veelgi rabedam nõel-sarnane ühend ja selle kahjulikud mõjud on faasi omadest suuremad, põhjustades sageli sulami purunemise teel. Need sulami lahustumatud lisandite faasid või vabade lisandite faasid kogunevad sageli tera piiridele, nõrgestades samal ajal piiride tugevust ja tugevust [1–3], muutudes nõrgima korrosioonikindlusega nõrgimaks kohaks ning korrosioon algab tavaliselt nendest piirkondadest.
(2) Ehkki lisatud magneesiumi ja räni proportsioonid jäävad sulatusprotsessi käigus kindlaksmääratud standardvahemikku, muutub räni jaotus sulatis mõnikord ebaühtlase ja ebapiisava segamise tõttu ebaühtlaseks, mille tulemuseks on lokaalsed rikastamise ja ammendumise tsoonid. Kuna räni lahustuvus alumiiniumis on eutektilisel temperatuuril 577 kraadi väga madal -1,65% ja toatemperatuuril ainult 0,05%, põhjustab see pärast valamist koostise ebahomogeensust. See mõjutab otseselt tööstuslikke alumiiniumprofiile, kus väike kogus vaba räni alumiiniummaatriksis mitte ainult ei vähenda sulami korrosioonikindlust, vaid muudab ka sulami terad jämedaks [4].
(3) Ekstrusiooni ajal võib protsessi parameetrite juhtimine,-nagu tooriku liigne eelsoojendustemperatuur, vale metalli ekstrusiooni voolukiirus, ebapiisav õhujahutustugevus ekstrusiooni ajal ning ebaõige vananemistemperatuur ja -aeg, -võib kergesti põhjustada räni eraldumist ja vaba räni, takistades magneesiumi- ja ränivaba räni faasi moodustumist.
2. Korrosiooninähtused pinnatöötluse ajal
Liigne ja vaba räni{0}}rikas 6003 alumiiniumsulamist profiilid näitavad pinnatöötluse ajal järgmisi nähtusi: kui profiilid asetatakse happelisse vanni (15–20% väävelhapet), on profiilide pinnal selgelt näha arvukalt väikseid mullikesi. Aja edenedes ja vanni temperatuuri tõustes reaktsioonikiirus kiireneb, mis näitab, et on toimunud galvaaniline elektrokeemiline korrosioon. Kui profiilid vannist eemaldada ja üle vaadata, on näha palju tavalisest pinnast erineva värviga laike. Järgnevate töötluste ajal, nagu leeliseline söövitus, happeline neutraliseerimine heledamaks muutmiseks ja väävelhappega anodeerimine, muutuvad need tumehallid korrosioonilaigud veelgi nähtavamaks ja märgatavamaks.
Tsingist ja ränist põhjustatud korrosioonil on välimuselt mõningaid erinevusi. Tsingist põhjustatud korrosioonilaigud meenutavad lumehelbeid, levides piki terapiire väljapoole ja moodustades teatud sügavusega süvendeid. Seevastu räni põhjustatud korrosioonilaigud näevad välja nagu sisseehitatud tumehallid täpid. Need ei levi piki terapiire väljapoole ja sügavust pole tunda. Veelgi enam, raviaja pikenedes suureneb laikude arv, kuni reaktsioon on lõppenud ja lakkab. Need tumehallid laigud saab suures osas kõrvaldada või leevendada korrosiooniaja pikendamise või kile{5}}eemaldustöötlusega.
3. Ennetavad meetmed
Räni põhjustatud 6063 alumiiniumisulamist profiilide korrosiooni saab täielikult ära hoida ja kontrollida. Väga oluline on tõhusalt kontrollida sissetulevat toorainet ja sulami koostist, tagades, et magneesiumi-ja -räni suhe on vahemikus 1,3–1,7. Lisaks tuleks iga protsessi parameetreid (nagu sulatamine, segamine, valamisjahutusvee temperatuur, toorikute eelsoojendustemperatuur, ekstrusioonijahutus ja õhujahutustugevus, vananemistemperatuur ja -aeg jne) rangelt hallata, et vältida räni eraldamist ja vaba räni ning maksimeerida ränist kasulike Mg2Si tugevdavate faaside moodustumist.
Kui selliseid räni korrosioonilaike täheldatakse, tuleb pinnatöötlusel olla eriti tähelepanelik. Rasvaärastuse ja õli eemaldamise ajal tuleks võimalusel kasutada nõrgalt leeliselisi vannilahuseid. Kui see pole teostatav, tuleks leotamisaeg happelistes rasvaärastuslahustes minimeerida (kvalifitseeritud alumiiniumisulamist profiilid võib probleemideta jätta happelistesse rasvaärastuslahustesse 20–30 minutiks, samas kui mõjutatud profiilid peaksid selles olema vaid 1–3 minutit). Lisaks peaks järgneva loputusvee pH olema veidi kõrgem (pH > 4, kontrollitud Cl- sisaldusega). Aluselise söövitamise ajal tuleks söövitusaega pikendada nii palju kui võimalik; neutraliseerimise valgendamiseks tuleks kasutada lämmastikhappe helgenduslahust. Väävelhappega anodeerimise ajal tuleb elektriline oksüdatsioon viivitamatult läbi viia. Nii jäävad räni tekitatud tumehallid korrosioonilaigud vähem märgatavaks ja profiilid vastavad kasutusnõuetele.
4. Järeldus
Kuigi räni on 6063 alumiiniumisulamist profiilide asendamatu põhikomponent, võib magneesiumiga Mg2Si tugevdusfaasi ebaõige lisamine või täielik moodustamata jätmine põhjustada räni eraldumist ja vaba räni, mille tulemuseks on pinnatöötluse käigus korrosioon. Selle nähtuse vältimiseks on oluline peamiste sulamielementide, lisandite ja protsessi parameetrite range kontroll tootmise ajal.
