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6063鋁合金型材表面腐蝕的分析

發布時間:2011/03/02

    6063鋁合金型材表面处理过程中,有时会发现在型材表面有不同程度的、无规则排列的点状暗灰色腐蚀点,这种腐蚀点与锌元素引起的腐蚀点其形状完全不一样,而且,在生产过程中是间断出现的。有些人认为其原因为操作者没有执行正确的表面处理工艺;槽液存在一些有害杂质离子;材质不好、夹杂太多。对此,我们分析如下。

  1腐蝕點産生的原因分析

  向日葵视频下载安装根據多年的生産經驗和對鋁合金型材生産中各工藝參數的考察,以及對操作者執行工藝情況的跟蹤調查,認爲産生該類型暗灰色腐蝕點的主要原因有下述幾個方面:

  (1)有時因爲某些原因在熔鑄過程中鎂、矽的添加比例不各適,使ω(Mg)/ω(Si)在1.0~1.3範圍內,比最佳比值1.73小很多(一般控制在1.3~1.5範圍內)。這樣,雖然鎂、矽成分含量在規定(ω(Mg)=0.45%~0.9%,ω(Si)=0.2%~0.6%)範圍內。但有部分富余矽存在,這部分富余矽除有少量矽以遊離態存在外,在鋁合金中同時會形成三元化合物。當ω(Si)<ω(Fe)時,形成較多的α(Al12Fe3Si)相,它是一種脆性化合物、當ω(Si)>ω(Fe)時,則形成較多的β(Al9Fe2Si12)相,這是一種更脆的針狀化合物,它的有害作用比α相更大,往往使合金容易沿它斷裂。這些在合金中形成的不溶性的雜質相或遊離態雜質相往往聚集在晶界上,同時削弱晶界的強度和韌性[1-3],成爲耐蝕性最差的薄弱環節,腐蝕首先從該處産生。

  (2)在熔煉過程中,雖然鎂、矽的添加比例在標准規定的範圍內,但有時由于攪拌不均勻和不充分,造成熔體中的矽分布不均勻,局部存在著富集區和貧乏區。因爲矽在鋁中的溶解度很小,共晶溫度577℃時爲1.65%,而室溫時僅爲0.05%,鑄棒後也就産生了成分不均勻的現象,它直接反映到産品上,鋁基體中存在少量遊離態矽時,不僅降低合金的抗蝕性能,而且粗化合金的晶粒[4]。

  (3)擠壓時各工藝參數的控制,如棒坯預熱溫度過高,金屬擠出流速、擠壓時風冷強度、時效溫度與保溫時間等控制不當都易産生矽偏析和遊離,使鎂和矽沒有完全成爲Mg2Si相,而有部分遊離矽存在。

  2表面處理過程中的腐蝕現象

  富余和遊離矽多的6003鋁合金型材在表面處理時出現箱X鞋F象:當把型材放入酸性槽(硫酸15%~20%)時,能明顯地觀察到在型材表面有很多小氣泡,隨著時間延長和槽液溫度升高,反應速度越來越快,這表明原電池電化學腐蝕已經産生[5]。此時把型材從槽液中提出來觀察,就會在型材表面上發現很多個與正常表面顔色不一樣的點。繼續進行以後的處理,如堿腐蝕、酸性中和出光及硫酸時,這種暗灰色腐蝕點就會暴露得更加明顯和直觀。

  鋅元素造成的腐蝕和矽元素引起的腐蝕在外觀形態上有一些區別。鋅造成的腐蝕點象雪花,沿晶界向外擴散,是有一定深度的坑[6,7]。而矽元素引起的腐蝕點象夾雜暗灰色點,沿晶界面沒有向外擴散,也感覺不到深度.並且隨著處理時間延長,數量越來越多,直到完全反應後才終止。這種暗灰色點通過延長腐蝕時間或退膜處理可基本上消除或減輕。

  3預防措施

  矽引起6063鋁合金型材腐蝕的行爲完全是可以預防和控制的,只要對原材料的進貨、合金成分進行有效控制,保證鎂、矽比例在1.3~1.7範圍內,並且對各工序的參數(如熔煉、攪拌、鑄造冷卻水溫、棒坯預熱溫度、擠壓淬火風冷強度、時效溫度和時間等)進行嚴格控制,避免矽産生偏析和遊離,盡量使矽和鎂形成有益的Mg2Si強化相。

  如果發現有這種矽腐蝕點現象,在表面處理時就應該特別注意,在脫脂除油過程中,盡量使用弱堿性槽液,如果條件不允許,也應該在酸性除油液中浸泡的時間盡量縮短(合格的鋁合金型材在酸性脫脂液中放20~30min無問題,而有問題的型材上只能放置1~3min),而且以後的洗水pH值要高一些(pH>4,控制Cl-含量),在堿腐蝕過程中盡量延長腐蝕時間,在中和出光時要使用硝酸出光液,在硫酸時應盡快通電氧化處理,這樣,由矽引起的暗灰色腐蝕點就不明顯,可滿足使用要求。

  4結束語

  矽雖然是6063鋁合金型材中不可缺少的主要成分,但是如果添加量不當,添加的矽沒有完全和鎂形成Mg2Si強化相,造成矽的偏析和遊離,就會在表面處理過程中易出現矽引起的鋁合金型材腐蝕現象。在生産中對主要合金組元和雜質以及工藝參數都要進行嚴格的控制,杜絕此類現象發生。


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