در طول عملیات سطح پروفیل آلومینیومی 6063، گاهی اوقات ممکن است متوجه لکه های خوردگی خاکستری تیره کوچک و نامنظم بر روی سطح آلومینیوم شوید. این لکهها کاملاً متفاوت از لکههای ایجاد شده توسط روی به نظر میرسند و فقط در طول فرآیند تولید پروفیل آلومینیوم به طور متناوب ظاهر میشوند. برخی از مردم فکر می کنند که علت ممکن است این باشد که اپراتور روش صحیح تصفیه سطح را دنبال نکرده است، برخی از یون های ناخالصی مضر در حمام وجود دارد، یا اینکه کیفیت مواد با مواد بسیار ضعیف است.
1. تجزیه و تحلیل علل لکه های خوردگی
با توجه به سالها تجربه تولید و بررسی پارامترهای مختلف فرآیند در تولید پروفیل آلیاژ آلومینیوم و همچنین پیگیری نحوه پیروی اپراتورها، معتقدیم که دلایل اصلی پیدایش این لکه های خوردگی خاکستری تیره به شرح زیر است:
(1) گاهی اوقات، به دلایل خاصی، نسبتهای اضافه شده منیزیم و سیلیکون در طول فرآیند ریختهگری به درستی تنظیم نمیشوند، که باعث میشود نسبت ω(Mg)/ω(Si) بین 1.0-1.3 قرار گیرد، که بسیار کمتر از نسبت بهینه 1.73 (به طور کلی در 1.3-1.1 کنترل میشود). به این ترتیب، اگرچه محتویات منیزیم و سیلیکون در محدوده مشخص شده (ω(Mg)=0.45%–0.9%, ω(Si)=0.2%–0.6%) هستند، هنوز مقداری سیلیکون اضافی وجود دارد. به غیر از مقدار کمی که به صورت آزاد وجود دارد، این سیلیکون اضافی نیز ترکیبات سه تایی را در آلیاژ آلومینیوم تشکیل می دهد. وقتی ω(Si) < ω(Fe)، فاز بیشتری (Al12Fe3Si) تشکیل می شود که یک ترکیب شکننده است. وقتی ω(Si) > ω(Fe)، فاز بیشتری (Al9Fe2Si2) تشکیل میشود که ترکیبی شبیه سوزن{19}}تر است. اثر مضر آن بیشتر از فاز است و اغلب آلیاژ را مستعد ترک خوردن در طول آن می کند. این فازهای ناخالصی نامحلول یا فازهای ناخالصی آزاد تمایل به تجمع در مرزهای دانه دارند، استحکام و چقرمگی مرزها را تضعیف میکنند [1-3]، و تبدیل به ضعیفترین نقطه با بدترین مقاومت در برابر خوردگی میشوند، جایی که خوردگی ابتدا شروع میشود.
(2) در طول ذوب، حتی اگر نسبت افزودن منیزیم و سیلیکون در محدوده استاندارد باشد، گاهی به دلیل هم زدن ناهموار یا ناکافی، توزیع سیلیکون در مذاب ناهموار می شود و مناطق غنی و فقیر محلی را ایجاد می کند. از آنجایی که سیلیکون حلالیت بسیار کمی در آلومینیوم دارد (1.65٪ در دمای یوتکتیک 577 درجه و فقط 0.05٪ در دمای اتاق)، پس از ریخته گری، ترکیب ناهموار می شود. این به طور مستقیم بر پروفیل های آلومینیومی صنعتی تأثیر می گذارد. هنگامی که مقدار کمی سیلیکون آزاد در زمینه آلومینیوم وجود داشته باشد، نه تنها مقاومت خوردگی آلیاژ را کاهش می دهد، بلکه دانه های آلیاژ را درشت می کند [4].
(3) در حین اکستروژن، کنترل پارامترهای مختلف فرآیند، مانند دمای بیش از حد بالای پیش گرم کردن بیلت، سرعت اکستروژن فلز، قدرت خنک کننده هوا در طول اکستروژن، و دمای نامناسب پیری یا زمان نگهداری، همگی می توانند به راحتی باعث جداسازی سیلیکون و سیلیکون آزاد شوند و از تشکیل فاز منیزیم و سیلیکون و آزاد ماندن سیلیکون کامل Mg جلوگیری کنند.
2. خوردگی در طول فرآیند تصفیه سطح
هنگامی که پروفیل های آلیاژ آلومینیوم 6003 با مقدار زیادی سیلیکون آزاد و اضافی تحت عملیات سطحی قرار می گیرند، پدیده های زیر را می توان مشاهده کرد: هنگامی که پروفیل ها در یک حمام اسیدی (15٪ تا 20٪ اسید سولفوریک) قرار می گیرند، حباب های کوچک زیادی را می توان به وضوح روی سطح مشاهده کرد. با گذشت زمان و افزایش دمای حمام، سرعت واکنش افزایش مییابد که نشان میدهد خوردگی الکتروشیمیایی گالوانیکی شروع شده است. در این مرحله، اگر پروفیل ها را از حمام بیرون بیاورید و آنها را بررسی کنید، لکه های زیادی را روی سطح مشاهده خواهید کرد که رنگ متفاوتی با سطح معمولی دارند. در طی درمان های بعدی مانند اچینگ قلیایی، پولیش خنثی سازی اسیدی و آندایزینگ سولفوریک، این لکه های خوردگی خاکستری تیره حتی بیشتر قابل توجه می شوند.
خوردگی ناشی از روی متفاوت از خوردگی ناشی از سیلیکون به نظر می رسد. لکههای خوردگی{1}}روی مانند دانههای برف به نظر میرسند که در امتداد مرزهای دانهها به بیرون گسترش مییابند و گودالهایی با عمق مشخص را تشکیل میدهند. در مقابل، لکههای خوردگی ناشی از سیلیکون-بهعنوان آخالهای خاکستری تیره ظاهر میشوند، در امتداد مرزهای دانهها به سمت بیرون پخش نمیشوند و عمیق احساس نمیشوند. با ادامه درمان، تعداد بیشتری از این لکه ها ظاهر می شوند تا زمانی که واکنش به طور کامل تمام شود. این لکه های خاکستری تیره را می توان اساساً با افزایش زمان خوردگی یا با انجام درمان حذف فیلم از بین برد یا کاهش داد.
3. اقدامات پیشگیرانه
از خوردگی پروفیل های آلیاژ آلومینیوم 6063 ناشی از سیلیکون کاملاً قابل پیشگیری و کنترل است. تا زمانی که مواد خام ورودی و ترکیب آلیاژ به طور مؤثری نظارت شود تا اطمینان حاصل شود که نسبت منیزیم به سیلیکون بین 1.3 و 1.7 است و پارامترهای هر فرآیند (مانند ذوب، هم زدن، دمای آب خنککننده ریختهگری، قدرت پیشگرم شدن بیلت، دمای اکستروژن، دمای پیشگرم کردن، دمای اکستروژن و غیره) هستند. به شدت کنترل شده، می توان از جداسازی سیلیکون و سیلیکون آزاد اجتناب کرد، و سیلیکون و منیزیم می توانند فازهای تقویت کننده Mg2Si را تا حد امکان تشکیل دهند.
اگر متوجه این نوع لکه های خوردگی سیلیکونی شدید، باید در طول عملیات سطحی مراقب باشید. در طول چربی زدایی، سعی کنید از محلول های قلیایی ضعیف استفاده کنید. اگر این امکان پذیر نیست، زمان خیساندن در محلول چربی زدایی اسیدی را تا حد امکان کوتاه نگه دارید (پروفیل های آلیاژ آلومینیوم با کیفیت خوب می توانند 20 تا 30 دقیقه در محلول چربی زدایی اسیدی تحمل کنند، اما پروفیل های مشکل دار باید فقط 1 تا 3 دقیقه باقی بمانند). همچنین، آب شستشوی بعد باید PH بالاتری داشته باشد (PH > 4 و محتوای کلر را کنترل کند). در هنگام خوردگی قلیایی، سعی کنید زمان خوردگی را افزایش دهید. هنگام خنثی کردن و روشن کردن، از محلول روشن کننده اسید نیتریک استفاده کنید. برای آندایز کردن اسید سولفوریک، الکترولیز را در اسرع وقت شروع کنید. به این ترتیب، لکه های خوردگی خاکستری تیره ناشی از سیلیکون چندان قابل توجه نخواهند بود و می توانند شرایط استفاده را برآورده کنند.
