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                      造成鋁擠壓型材表面腐蝕的原因及分析
                      
			 
	
                      發(fā)布時(shí)間：2021-05-06
                      
			 
	
                      6063鋁合金型材表面處理過(guò)程中，有時(shí)會(huì )發(fā)現在鋁型材表面有不同程度的、無(wú)規則排列的點(diǎn)狀暗灰色腐蝕點(diǎn)，這種腐蝕點(diǎn)與鋅元素引起的腐蝕點(diǎn)其形狀完全不一樣，而且，在鋁型材生產(chǎn)過(guò)程中是間斷出現的。有些人認為其原因為操作者沒(méi)有執行正確的表面處理工藝；槽液存在一些有害雜質(zhì)離子；材質(zhì)不好、夾雜太多。對此，我們分析如下。
                      
　　
                      
　　1.腐蝕點(diǎn)產(chǎn)生的原因分析
                      
　　
                      
　　我們根據多年的生產(chǎn)經(jīng)驗和對鋁合金型材生產(chǎn)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，認為產(chǎn)生該類(lèi)型暗灰色腐蝕點(diǎn)的主要原因有下述幾個(gè)方面：
                      
　　
                      
　　(1)有時(shí)因為某些原因在熔鑄過(guò)程中鎂、硅的添加比例不各適，使ω(Mg)/ω(Si)在1.0～1.3范圍內，比較佳比值1.73小很多(一般控制在1.3～1.5范圍內)。這樣，雖然鎂、硅成分含量在規定(ω(Mg)=0.45%～0.9%，ω(Si)=0.2%～0.6%)范圍內。但有部分富余硅存在，這部分富余硅除有少量硅以游離態(tài)存在外，在鋁合金中同時(shí)會(huì )形成三元化合物。當ω(Si)<ω(Fe)時(shí)，形成較多的α(Al12Fe3Si)相，它是一種脆性化合物、當ω(Si)＞ω(Fe)時(shí)，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(zhì)相或游離態(tài)雜質(zhì)相往往聚集在晶界上，同時(shí)削弱晶界的強度和韌性，成為耐蝕性較差的薄弱環(huán)節，腐蝕首先從該處產(chǎn)生。
                      
　　
                      
　　(2)在熔煉過(guò)程中，雖然鎂、硅的添加比例在標準規定的范圍內，但有時(shí)由于攪拌不均勻和不充分，造成熔體中的硅分布不均勻，局部存在著(zhù)富集區和貧乏區。因為硅在鋁中的溶解度很小，共晶溫度577℃時(shí)為1.65%，而室溫時(shí)僅為0.05%，鑄棒后也就產(chǎn)生了成分不均勻的現象，它直接反映到工業(yè)鋁型材產(chǎn)品上，鋁基體中存在少量游離態(tài)硅時(shí)，不僅降低合金的抗蝕性能，而且粗化合金的晶粒。
                      
　　
                      
　　(3)擠壓時(shí)各工藝參數的控制，如棒坯預熱溫度過(guò)高，金屬擠出流速、擠壓時(shí)風(fēng)冷強度、時(shí)效溫度與保溫時(shí)間等控制不當都易產(chǎn)生硅偏析和游離，使鎂和硅沒(méi)有完全成為Mg2Si相，而有部分游離硅存在。
                      
　　
                      
　　2.表面處理過(guò)程中的腐蝕現象
                      
　　
                      
　　富余和游離硅多的6003鋁合金型材在表面處理時(shí)出現下列現象：當把型材放入酸性槽(硫酸15%～20%)時(shí)，能明顯地觀(guān)察到在型材表面有很多小氣泡，隨著(zhù)時(shí)間延長(cháng)和槽液溫度升高，反應速度越來(lái)越快，這表明原電池電化學(xué)腐蝕已經(jīng)產(chǎn)生。此時(shí)把型材從槽液中提出來(lái)觀(guān)察，就會(huì )在型材表面上發(fā)現很多個(gè)與正常表面顏色不一樣的點(diǎn)。繼續進(jìn)行以后的處理，如堿腐蝕、酸性中和出光及硫酸陽(yáng)極氧化時(shí)，這種暗灰色腐蝕點(diǎn)就會(huì )暴露得更加明顯和直觀(guān)。
                      
　　
                      
　　鋅元素造成的腐蝕和硅元素引起的腐蝕在外觀(guān)形態(tài)上有一些區別。鋅造成的腐蝕點(diǎn)象雪花，沿晶界向外擴散，是有一定深度的坑[6,7]。而硅元素引起的腐蝕點(diǎn)象夾雜暗灰色點(diǎn)，沿晶界面沒(méi)有向外擴散，也感覺(jué)不到深度.并且隨著(zhù)處理時(shí)間延長(cháng)，數量越來(lái)越多，直到完全反應后才終止。這種暗灰色點(diǎn)通過(guò)延長(cháng)腐蝕時(shí)間或退膜處理可基本上消除或減輕。
                      
　　
                      
　　3.預防措施
                      
　　
                      
　　硅引起6063鋁合金型材腐蝕的行為完全是可以預防和控制的，只要對原材料的進(jìn)貨、合金成分進(jìn)行有效控制，保證鎂、硅比例在1.3～1.7范圍內，并且對各工序的參數(如熔煉、攪拌、鑄造冷卻水溫、棒坯預熱溫度、擠壓淬火風(fēng)冷強度、時(shí)效溫度和時(shí)間等)進(jìn)行嚴格控制，避免硅產(chǎn)生偏析和游離，盡量使硅和鎂形成有益的Mg2Si強化相。
                      
　　
                      
　　如果發(fā)現有這種硅腐蝕點(diǎn)現象，在表面處理時(shí)就應該特別注意，在脫脂除油過(guò)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(shí)間盡量縮短(合格的鋁合金型材在酸性脫脂液中放20～30min無(wú)問(wèn)題，而有問(wèn)題的型材上只能放置1～3min)，而且以后的洗水pH值要高一些(pH＞4，控制Cl-含量)，在堿腐蝕過(guò)程中盡量延長(cháng)腐蝕時(shí)間，在中和出光時(shí)要使用硝酸出光液，在硫酸陽(yáng)極氧化時(shí)應盡快通電氧化處理，這樣，由硅引起的暗灰色腐蝕點(diǎn)就不明顯，可滿(mǎn)足使用要求。
                      
　　
                      
　　4.結束語(yǔ)
                      
　　
                      
　　硅雖然是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，添加的硅沒(méi)有完全和鎂形成Mg2Si強化相，造成硅的偏析和游離，就會(huì )在表面處理過(guò)程中易出現硅引起的鋁合金型材腐蝕現象。在生產(chǎn)中對主要合金組元和雜質(zhì)以及工藝參數都要進(jìn)行嚴格的控制，杜絕此類(lèi)現象發(fā)生。
                      
			  
	

                      

                      
			
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