Tijekom procesa površinske obrade profila od aluminijske legure 6063, ponekad se uočava da na površini aluminijskih profila postoje nepravilno raspoređene tamnosive mrlje rupičaste korozije različitog stupnja. Ova mjesta korozije potpuno su drugačijeg oblika od onih uzrokovanih elementima cinka i pojavljuju se povremeno tijekom proizvodnje aluminijskih profila. Neki ljudi vjeruju da su uzroci to što rukovatelj nije slijedio ispravan proces obrade površine, postoje neki štetni ioni nečistoće u otopini kupke ili je kvaliteta materijala loša s previše inkluzija. Naša analiza je sljedeća.
60631, Analiza uzroka korozijskih mrlja
Na temelju dugogodišnjeg iskustva u proizvodnji, ispitivanja različitih procesnih parametara u proizvodnji profila od aluminijskih legura i naknadnih-istraživanja pridržavanja procesa od strane operatera, vjerujemo da su glavni razlozi za pojavu ove vrste tamno sivih mrlja korozije sljedeći:
(1) Ponekad, zbog određenih razloga, udjeli magnezija i silicija koji se dodaju tijekom procesa lijevanja nisu prikladni, uzrokujući da omjer ω(Mg)/ω(Si) bude u rasponu od 1,0–1,3, što je puno niže od optimalnog omjera od 1,73 (obično se kontrolira unutar raspona od 1,3–1,5). U ovom slučaju, iako su sadržaji magnezija i silicija unutar navedenog raspona (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), postoji nešto viška silicija. Ovaj višak silicija, osim male količine koja postoji u slobodnom stanju, također tvori ternarne spojeve unutar aluminijske legure. Kada je ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), nastaje više (Al9Fe2Si) faza, koja je još krhkiji igličast-spoj, a njeni štetni učinci su veći od onih faze, često uzrokujući lom legure na svom putu. Ove netopljive faze nečistoća ili slobodne faze nečistoća u slitini često se nakupljaju na granicama zrna dok slabe čvrstoću i žilavost granica [1-3], postajući najslabije točke s najnižom otpornošću na koroziju, a korozija obično počinje iz tih područja.
(2) Tijekom procesa taljenja, iako su udjeli dodanog magnezija i silicija unutar standardno određenog raspona, ponekad zbog neravnomjernog i nedovoljnog miješanja, distribucija silicija u talini postaje neravnomjerna, što rezultira lokalnim obogaćivanjem i osiromašenim zonama. Budući da je topljivost silicija u aluminiju vrlo niska-1,65% na eutektičkoj temperaturi od 577 stupnjeva i samo 0,05% na sobnoj temperaturi-to dovodi do nehomogenosti sastava nakon lijevanja. To izravno utječe na industrijske aluminijske profile, gdje mala količina slobodnog silicija u aluminijskoj matrici ne samo da smanjuje otpornost legure na koroziju, već također zgrubljuje zrna legure [4].
(3) Tijekom ekstruzije, kontrola procesnih parametara-kao što je previsoka temperatura predgrijavanja trupca, netočna brzina protoka ekstruzije metala, neadekvatna snaga hlađenja zraka tijekom ekstruzije i neodgovarajuća temperatura starenja i vrijeme zadržavanja-može lako uzrokovati odvajanje silicija i slobodnog silicija, sprječavajući magnezij i silicij da u potpunosti formiraju Mg2Si fazu i rezultira prisustvom nekih slobodnih silicij.
2. Pojave korozije tijekom površinske obrade
Profili od aluminijske legure 6003 bogati prekomjerno i slobodnim-silicijem pokazuju sljedeće pojave tijekom površinske obrade: kada se profili stave u kiselu kupelj (15%–20% sumporne kiseline), brojni mali mjehurići mogu se jasno uočiti na površini profila. Kako vrijeme prolazi i temperatura kupelji se povećava, brzina reakcije se ubrzava, što ukazuje da je došlo do galvanske elektrokemijske korozije. Kada se profili izvade iz kade i pregledaju, mogu se vidjeti mnoge mrlje s bojama koje se razlikuju od normalne površine. Tijekom naknadnih tretmana, kao što je alkalno jetkanje, kisela neutralizacija za posvjetljivanje i anodiziranje sumpornom kiselinom, ove tamnosive mrlje od korozije postaju još očiglednije i uočljivije.
Korozija uzrokovana cinkom i korozija uzrokovana silikonom imaju neke razlike u izgledu. Mjege korozije uzrokovane cinkom nalikuju snježnim pahuljama, šire se prema van duž granica zrna i tvore jame određene dubine. Nasuprot tome, mrlje korozije uzrokovane silikonom izgledaju poput ugrađenih tamnosivih točkica. Ne šire se prema van duž granica zrna i ne može se osjetiti dubina. Štoviše, kako se vrijeme tretmana produljuje, broj mrlja se povećava sve dok reakcija ne završi i prestane. Ove tamnosive mrlje mogu se u velikoj mjeri ukloniti ili ublažiti produljenjem vremena korozije ili tretmanom-uklanjanja filma.
3. Preventivne mjere
Korozija profila od aluminijske legure 6063 uzrokovana silikonom može se u potpunosti spriječiti i kontrolirati. Ključno je učinkovito kontrolirati ulazne sirovine i sastav legure, osiguravajući da omjer magnezija-i-silicija bude unutar raspona od 1,3–1,7. Dodatno, parametrima svakog procesa (kao što su taljenje, miješanje, temperatura vode za hlađenje lijevanja, temperatura predgrijavanja gredica, čvrstoća kaljenja ekstruzijom i hlađenje zrakom, temperatura i vrijeme starenja, itd.) treba strogo upravljati kako bi se izbjegla segregacija silicija i slobodni silicij, te kako bi se maksimalno povećalo stvaranje korisnih faza ojačanja Mg2Si iz silicija i magnezija.
Ako se uoče takva mjesta korozije od silicija, potrebno je obratiti posebnu pozornost tijekom površinske obrade. Tijekom odmašćivanja i uklanjanja ulja treba koristiti slabo alkalne otopine za kupanje kad god je to moguće. Ako to nije izvedivo, vrijeme namakanja u kiselim otopinama za odmašćivanje treba svesti na najmanju moguću mjeru (kvalificirani 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 malo viši (pH > 4, s kontroliranim sadržajem Cl-). Tijekom alkalnog jetkanja, vrijeme jetkanja treba produžiti što je više moguće; za postupak neutralizirajućeg posvjetljivanja treba koristiti otopinu dušične kiseline za posvjetljivanje. Tijekom anodizacije sumpornom kiselinom električnu oksidaciju treba provesti odmah. Na taj će način tamnosive mrlje od korozije uzrokovane silikonom biti manje uočljive, a profili će zadovoljiti zahtjeve uporabe.
4. Zaključak
Iako je silicij neizostavna glavna komponenta profila od aluminijske legure 6063, nepravilno dodavanje ili neuspjeh da se u potpunosti formira faza ojačanja Mg2Si s magnezijem može dovesti do segregacije silicija i slobodnog silicija, što rezultira korozijom tijekom površinske obrade. Stroga kontrola glavnih elemenata legure, nečistoća i procesnih parametara tijekom proizvodnje ključna je za sprječavanje ove pojave.
