علل و تحلیل خوردگی سطحی اکستروژن های آلومینیومی

در طول فرآیند تصفیه سطح پروفیل های آلیاژ آلومینیوم 6063، گاهی اوقات مشاهده می شود که لکه های خوردگی حفره ای خاکستری تیره به طور نامنظم با درجات مختلف بر روی سطح پروفیل های آلومینیومی وجود دارد. این لکه های خوردگی از نظر شکل کاملاً با لکه های ناشی از عناصر روی متفاوت بوده و در حین تولید پروفیل های آلومینیومی به طور متناوب ظاهر می شوند. برخی از افراد معتقدند که علت این است که اپراتور فرآیند صحیح تصفیه سطح را دنبال نکرده است، برخی یون های ناخالصی مضر در محلول حمام وجود دارد، یا کیفیت مواد با گنجایش بیش از حد ضعیف است. تحلیل ما به شرح زیر است.

60631، تحلیل علل لکه های خوردگی

بر اساس سالها تجربه تولید، بررسی پارامترهای مختلف فرآیند در تولید پروفیل آلیاژ آلومینیوم، و پیگیری{0}}بررسی پایبندی اپراتورها به فرآیندها، معتقدیم دلایل اصلی بروز این نوع لکه های خوردگی خاکستری تیره به شرح زیر است:

(1) گاهی اوقات، به دلایل خاصی، نسبت منیزیم و سیلیکون اضافه شده در طول فرآیند ریخته‌گری مناسب نیست، که باعث می‌شود نسبت ω(Mg)/ω(Si) در محدوده 1.0-1.3 باشد، که بسیار کمتر از نسبت بهینه 1.73 است (معمولاً در محدوده 1.3-1 کنترل می‌شود). در این مورد، اگرچه محتوای منیزیم و سیلیکون در محدوده مشخص شده است (ω(Mg)=0.45%–0.9%, ω(Si)=0.2%–0.6%)، مقداری سیلیکون اضافی وجود دارد. این سیلیکون اضافی، جدا از مقدار کمی که در حالت آزاد وجود دارد، ترکیبات سه تایی را نیز در آلیاژ آلومینیوم تشکیل می دهد. وقتی ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe)، فاز بیشتری (Al9Fe2Si) تشکیل می‌شود، که حتی یک ترکیب سوزنی شکننده‌تر است، و اثرات مضر آن بیشتر از فاز است و اغلب باعث می‌شود آلیاژ در طول مسیر خود شکسته شود. این فازهای ناخالصی نامحلول یا فازهای ناخالصی آزاد در آلیاژ اغلب در مرزهای دانه تجمع می‌یابند در حالی که استحکام و چقرمگی مرزها را تضعیف می‌کنند [1-3]، تبدیل به ضعیف‌ترین نقاط با ضعیف‌ترین مقاومت در برابر خوردگی می‌شوند و خوردگی معمولاً از این مناطق شروع می‌شود.

(2) در طول فرآیند ذوب، اگرچه نسبت منیزیم و سیلیکون اضافه شده در محدوده استاندارد مشخص شده است، گاهی اوقات به دلیل هم زدن ناهموار و ناکافی، توزیع سیلیکون در مذاب ناهموار می شود و در نتیجه مناطق غنی سازی و تخلیه محلی ایجاد می شود. از آنجایی که حلالیت سیلیکون در آلومینیوم در دمای یوتکتیک 577 درجه بسیار کم است-1.65% و در دمای اتاق فقط 0.05% - این منجر به ناهمگنی ترکیبی پس از ریخته‌گری می‌شود. این به طور مستقیم بر پروفیل های آلومینیوم صنعتی تأثیر می گذارد، جایی که مقدار کمی سیلیکون آزاد در زمینه آلومینیوم نه تنها مقاومت خوردگی آلیاژ را کاهش می دهد، بلکه دانه های آلیاژ را درشت می کند [4].

(3) در حین اکستروژن، کنترل پارامترهای فرآیند-مانند دمای پیش گرمایش بیش از حد بیلت، سرعت جریان اکستروژن نادرست فلز، قدرت خنک کننده نامناسب هوا در حین اکستروژن، و دمای نامناسب پیری و زمان نگهداری-می‌تواند به راحتی باعث جدا شدن سیلیکون و تشکیل فاز سیلیکون آزاد و جلوگیری از تشکیل فاز سیلیکون کامل شود. در نتیجه مقداری سیلیکون آزاد وجود دارد.

2. پدیده خوردگی در طی عملیات سطحی

پروفیل‌های آلیاژ آلومینیوم 6003 غنی از سیلیکون بیش از حد و آزاد، پدیده‌های زیر را در طول عملیات سطح نشان می‌دهند: هنگامی که پروفیل‌ها در یک حمام اسیدی (15٪ تا 20٪ اسید سولفوریک) قرار می‌گیرند، حباب‌های کوچک متعددی به وضوح روی سطح پروفیل‌ها مشاهده می‌شوند. با گذشت زمان و افزایش دمای حمام، سرعت واکنش تسریع می‌شود که نشان می‌دهد خوردگی الکتروشیمیایی گالوانیکی رخ داده است. هنگامی که پروفیل ها از حمام خارج می شوند و بررسی می شوند، لکه های زیادی با رنگ های متفاوت از سطح معمولی دیده می شود. در طول درمان های بعدی، مانند اچ کردن قلیایی، خنثی سازی اسیدی برای روشن کردن، و آندایزاسیون اسید سولفوریک، این لکه های خوردگی خاکستری تیره حتی آشکارتر و قابل توجه تر می شوند.

خوردگی ناشی از روی و خوردگی ناشی از سیلیکون از نظر ظاهری تفاوت هایی دارند. لکه های خوردگی ناشی از روی شبیه دانه های برف هستند که در امتداد مرز دانه ها به سمت بیرون پخش می شوند و گودال هایی با عمق مشخص را تشکیل می دهند. در مقابل، لکه های خوردگی ناشی از سیلیکون مانند نقاط خاکستری تیره جاسازی شده به نظر می رسند. آنها در امتداد مرزهای دانه به سمت بیرون پخش نمی شوند و هیچ عمقی را نمی توان احساس کرد. علاوه بر این، با افزایش زمان درمان، تعداد لکه ها افزایش می یابد تا زمانی که واکنش کامل شود و متوقف شود. این لکه های خاکستری تیره را می توان تا حد زیادی با افزایش زمان خوردگی یا با حذف فیلم{5}}از بین برد یا کاهش داد.

3. اقدامات پیشگیرانه

می توان از خوردگی پروفیل های آلیاژ آلومینیوم 6063 ناشی از سیلیکون به طور کامل جلوگیری و کنترل کرد. بسیار مهم است که مواد خام ورودی و ترکیب آلیاژ را به طور مؤثر کنترل کنیم، و اطمینان حاصل کنیم که نسبت منیزیم به سیلیکون در محدوده 1.3-1.7 است. علاوه بر این، پارامترهای هر فرآیند (مانند ذوب، هم زدن، دمای آب خنک‌کننده ریخته‌گری، دمای پیش‌گرم شدن بیلت، اکستروژن و قدرت خنک‌کنندگی هوا، دما و زمان پیری و غیره) باید به شدت مدیریت شوند تا از جداسازی سیلیکون و سیلیکون آزاد جلوگیری شود و از تشکیل فازهای تقویت‌کننده و مفید سیلیسیم به حداکثر برسد.

در صورت مشاهده چنین لکه های خوردگی سیلیکونی، در طول عملیات سطحی باید توجه ویژه ای شود. در طول چربی زدایی و حذف روغن، تا حد امکان باید از محلول های حمام قلیایی ضعیف استفاده شود. اگر امکان پذیر نیست، زمان خیساندن در محلول های چربی زدایی اسیدی باید به حداقل برسد (پروفیل های آلیاژ آلومینیوم واجد شرایط را می توان در محلول های چربی زدایی اسیدی به مدت 20 تا 30 دقیقه بدون مشکل رها کرد، در حالی که پروفیل های آسیب دیده باید فقط 1 تا 3 دقیقه در آنها باشند). علاوه بر این، pH آب شستشوی بعدی باید کمی بالاتر باشد (PH> 4، با محتوای کنترل‌شده کلر{8}}). در حین اچینگ قلیایی، زمان اچ باید تا حد امکان افزایش یابد. برای فرآیند روشن‌سازی خنثی‌سازی، باید از محلول روشن‌کننده اسید نیتریک استفاده شود. در طول آندایز کردن اسید سولفوریک، اکسیداسیون الکتریکی باید به سرعت انجام شود. به این ترتیب لکه های خوردگی خاکستری تیره ناشی از سیلیکون کمتر به چشم می آیند و پروفیل ها الزامات استفاده را برآورده می کنند.

4. نتیجه گیری

اگرچه سیلیکون جزء اصلی ضروری پروفیل های آلیاژ آلومینیوم 6063 است، افزودن نامناسب یا عدم تشکیل کامل فاز تقویت کننده Mg2Si با منیزیم می تواند منجر به جداسازی سیلیکون و سیلیکون آزاد شود که منجر به خوردگی در طول عملیات سطحی می شود. کنترل دقیق عناصر آلیاژی اصلی، ناخالصی ها و پارامترهای فرآیند در طول تولید برای جلوگیری از این پدیده ضروری است.