Během procesu povrchové úpravy profilů z hliníkové slitiny 6063 je někdy pozorováno, že na povrchu hliníkových profilů jsou nepravidelně uspořádané tmavě šedé skvrny bodové koroze různého stupně. Tyto korozní skvrny vypadají úplně jinak než ty způsobené zinkem a objevují se přerušovaně při výrobě hliníkových profilů. Někteří lidé si myslí, že důvodem může být to, že operátor nedodržel správný proces povrchové úpravy, že roztok obsahuje nějaké škodlivé ionty nečistot nebo že materiál je nekvalitní a obsahuje příliš mnoho inkluzí. Zde je naše analýza situace.
1. Analýza příčin korozních bodů
Na základě dlouholetých zkušeností s výrobou, zkoumáním různých procesních parametrů při výrobě profilů z hliníkové slitiny a následným{0}}šetřením provádění procesů operátory se domníváme, že hlavní příčiny tohoto typu tmavě šedých korozních skvrn jsou následující:
(1) Někdy z určitých důvodů nejsou poměry hořčíku a křemíku přidané během procesu odlévání ideální, takže poměr ω(Mg)/ω(Si) spadá mezi 1,0 a 1,3, což je mnohem nižší než optimální poměr 1,73 (obecně regulovaný mezi 1,3 a 1,5). Přestože je obsah hořčíku a křemíku ve specifikovaném rozmezí (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), stále existuje přebytek křemíku. Tento přebytek křemíku, kromě malého množství existujícího ve volném stavu, také tvoří ternární sloučeniny v hliníkové slitině. Když ω(Si) < ω(Fe), vytvoří se více (Al12Fe3Si) fáze, což je křehká sloučenina. Když ω(Si) > ω(Fe), vytvoří se více (Al9Fe2Si12) fáze, křehčí jehličková{19}}sloučenina, jejíž škodlivé účinky jsou větší než škodlivé účinky fáze, což často způsobuje praskání slitiny podél ní. Tyto nerozpustné fáze nečistot nebo volné fáze nečistot ve slitině mají tendenci se shromažďovat na hranicích zrn, oslabovat jejich pevnost a houževnatost a stávají se nejslabším článkem odolnosti proti korozi, přičemž koroze obvykle začíná v těchto bodech.
(2) Během procesu tavení, i když jsou přídavné poměry hořčíku a křemíku v mezích normy, někdy v důsledku nerovnoměrného nebo nedostatečného míchání se distribuce křemíku v tavenině stává nerovnoměrnou, což vede k oblastem bohatým nebo chudým na křemík. Vzhledem k tomu, že křemík má velmi nízkou rozpustnost v hliníku-1,65 % při eutektické teplotě 577 stupňů a pouze 0,05 % při pokojové teplotě – po odlití ingotů dochází ke znatelné nerovnoměrnosti složení. To přímo ovlivňuje průmyslové hliníkové profily: když v hliníkové matrici existuje malé množství volného křemíku, nejen že snižuje odolnost slitiny proti korozi, ale také zhrubňuje zrna slitiny.
(3) Během vytlačování je rozhodující kontrola parametrů procesu. Je-li předvalek příliš předehřátý nebo není-li správně řízena průtoková rychlost vytlačování, intenzita chlazení vzduchem, teplota stárnutí a doba zdržení, může dojít k segregaci křemíku a volnému křemíku. To znamená, že hořčík a křemík nevytvářejí plně fázi Mg2Si a zanechávají za sebou nějaký volný křemík.
2. Korozní jevy při povrchové úpravě
Profily z hliníkové slitiny 6003 s hojným a volným křemíkem vykazují při povrchové úpravě následující jevy: když je profil umístěn do kyselé lázně (kyselina sírová 15%~20%), lze na povrchu profilu zřetelně pozorovat mnoho malých bublinek. Jak se čas prodlužuje a teplota lázně stoupá, rychlost reakce se zrychluje, což naznačuje, že již došlo k elektrochemické korozi galvanického článku [5]. V tomto okamžiku, když je profil vyjmut z lázně k pozorování, bude na povrchu profilu nalezeno mnoho skvrn, které se liší od normální barvy povrchu. Následné úpravy, jako je alkalická koroze, kyselá neutralizace a světelný výstup a eloxování kyselinou sírovou, učiní tyto tmavě šedé korozní skvrny viditelnějšími a viditelnějšími.
Koroze způsobená zinkem a křemíkem má určité rozdíly ve vzhledu a formě. Korozní body způsobené zinkem připomínají sněhové vločky, které se šíří směrem ven podél hranic zrn a vytvářejí důlky s určitou hloubkou. Naproti tomu korozní body způsobené křemíkem se jeví jako přimíchané tmavě šedé skvrny, které se nešíří směrem ven podél rozhraní krystalu a nelze je vnímat do hloubky. A jak se doba zpracování prodlužovala, množství se zvyšovalo a zastavilo se až po úplné reakci. Tyto tmavě šedé skvrny lze v zásadě odstranit nebo zmírnit prodloužením doby koroze nebo odstraněním filmu.
3. Preventivní opatření
Korozi profilů z hliníkové slitiny 6063 způsobené křemíkem lze zcela zabránit a kontrolovat ji. Dokud jsou suroviny efektivně řízeny a složení slitiny je kontrolováno, je zajištěno, že poměr hořčíku ke křemíku je v rozmezí 1,3–1,7, a přísná kontrola parametrů každého procesu (jako je tavení, míchání, teplota chladicí vody odlévání, teplota předehřívání předvalků, extruzní ochlazovací síla chlazení vzduchem a teplota a doba stárnutí), může dojít k maximální segregaci křemíku a zpevnění bez obsahu křemíku pomocí prospěšné fáze M2S hořčík.
Pokud se takové křemíkové korozní skvrny objeví, je třeba věnovat zvláštní pozornost povrchové úpravě. Během odmašťování zkuste použít slabě alkalický roztok. Pokud to není možné, je třeba minimalizovat dobu namáčení v kyselém odmašťovacím roztoku (kvalifikované hliníkové profily mohou zůstat v kyselém odmašťovacím roztoku bez problémů 20–30 minut, kdežto problematické profily mohou zůstat pouze 1–3 minuty). Kromě toho by pH oplachové vody mělo být mírně vyšší (pH > 4, kontrola obsahu Cl-). Při alkalické korozi by se měla doba koroze co nejvíce prodloužit. Při neutralizaci a zjasnění by měl být použit zjasňovací roztok kyseliny dusičné. Během anodizace kyselinou sírovou by měla být oxidace provedena co nejdříve. Tímto způsobem nejsou tmavě šedé korozní skvrny způsobené křemíkem zřejmé a mohou splňovat požadavky použití.
