鋁合金建筑型材是目前門窗和幕墻的主要結(jié)構(gòu)材料，鋁合金擠壓型材顏色單一，耐腐蝕性較差，但經(jīng)表面處理后，鋁合金的使用壽命大大提高。

    某企業(yè)生產(chǎn)的氟碳漆噴涂鋁型材產(chǎn)品采用6063鋁合金，T5處理后表面經(jīng)氟碳漆噴涂處理。施工方將之安裝在沿海地區(qū)的樓盤中，安裝半年后未交付使用，即發(fā)現(xiàn)陽臺推拉門外側(cè)出現(xiàn)白色腐蝕斑及鼓泡，腐蝕面積隨時間延長不斷擴大。

    1 檢測步驟

    對腐蝕出現(xiàn)白斑的鋁型材取樣，宏觀觀察腐蝕表面，采用直讀光譜（SPECTROLAB M9）進行基體材質(zhì)化學成分分析；采用L-2003A型正置光學顯微鏡觀察鋁合金型材基體顯微組織；使用電子探針（型號JCXA-8100）及所配置的EDS能譜儀觀察孔洞表面形貌和測定腐蝕物成分；采用KD-90型鹽霧機、劃格器等對涂層性能進行檢測。

    2 結(jié)果分析

    2.1 宏觀形貌

    該批腐蝕失效的鋁型材表面經(jīng)氟碳漆噴涂處理，呈淺黃白色，內(nèi)腔無涂層。腐蝕斑點及鼓泡主要出現(xiàn)在鋁型材與門框接觸的塞縫中，門框下部較多，兩側(cè)次之，上部較少。在腐蝕區(qū)域處敲開周圍物質(zhì)，可見鋁型材上附有大量的乳白色的腐蝕物質(zhì)。鋁型材表面腐蝕宏觀形貌見圖1所示。

    圖1  鋁型材腐蝕區(qū)域宏觀形貌

    2.2 材質(zhì)成分

    由表1可知，鋁型材的基材化學成分僅Si含量接近標準要求的下限，符合鋁合金6063牌號的標準要求。

    表1  鋁型材基材化學成分（單位：wt%）

    2.3 金相組織

    在腐蝕區(qū)附近垂直鋁型材基體取樣鑲樣觀察，可見腐蝕區(qū)附近鋁型材基體已被腐蝕，腐蝕范圍由外向內(nèi)擴展，腐蝕區(qū)內(nèi)附有大量的腐蝕物質(zhì)，見圖2。

    鋁型材基體金相組織為α（Al）+Mg2Si+少量雜質(zhì)相，無明顯的夾雜物存在，組織較均勻，見圖3。

    圖2  鋁型材腐蝕截面宏觀圖

    圖3  鋁型材基體顯微組織

    2.4 電鏡觀察

    宏觀觀察，鋁型材表面腐蝕嚴重區(qū)上覆蓋大量的乳白色物質(zhì)，腐蝕物大片突起，部分腐蝕物脫落，在腐蝕區(qū)附近可見少量乳白色腐蝕物質(zhì)附著在鋁型材表面。電鏡觀察，腐蝕嚴重區(qū)域凹凸不平，腐蝕區(qū)附近附著物呈龜裂狀，表面形貌見圖4、圖5。對腐蝕區(qū)域附近和正常區(qū)進行EDS能譜成分分析（表2、圖6）以及元素特征X射線分布分析（圖7），從中可見，腐蝕區(qū)存在大量的Cl元素。

    對腐蝕區(qū)截面樣品進行電鏡背散射圖像觀察，在腐蝕區(qū)附近可見涂層沿基體界面剝落，腐蝕由表向內(nèi)擴展，基體內(nèi)出現(xiàn)明顯的腐蝕（圖8、9）。采用EDS能譜儀對腐蝕區(qū)進行成分分析，結(jié)果見表3，可見腐蝕區(qū)發(fā)生嚴重氧化，并存在大量的Cl元素。

    圖4 腐蝕嚴重區(qū)表面形貌

    圖5 腐蝕區(qū)附近表面形貌

    表2  鋁型材表面腐蝕物EDS分析結(jié)果（單位：wt%）

    圖6  腐蝕區(qū)EDS分析譜圖

    圖7  鋁型材表面腐蝕物質(zhì)元素特征X射線分布圖

    表3  鋁型材截面腐蝕物EDS分析結(jié)果（單位：wt%）

    2.5 涂層性能

    根據(jù)氟碳漆噴涂型材產(chǎn)品標準GB5237.5-2008要求進行多項測試，測試結(jié)果表明該批產(chǎn)品表面涂層各項指標達到產(chǎn)品標準要求，正常使用情況下不易產(chǎn)生腐蝕。

    3 腐蝕原因分析

    上述檢測結(jié)果表明：此批氟碳漆噴涂型材的基體材質(zhì)化學成分、金相組織正常，表面氟碳漆噴涂采用三涂，涂層性能指標符合氟碳漆噴涂型材產(chǎn)品標準要求。腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果表明，腐蝕產(chǎn)物除以鋁的氧化物為主外，出現(xiàn)大量的Cl元素及少量的S元素。

    資料表明：鋁合金表面腐蝕分為四步，首先當介質(zhì)中含有某些活性陰離子Cl- 時，它們被吸附在金屬表面某些點上，然后對氧化膜發(fā)生破壞作用；二是在氧化膜受到破壞的地方，成為電偶的陽極，而其余未被破壞的地方就成為陰極，形成鈍化-活化電池，由于陽極面積比陰極面積小得多，陽極電流密度很大，很快被腐蝕成為小孔；三是當腐蝕電流流向小孔周圍的陰極，又使這一部分受到陰極保護，繼續(xù)維持著鈍態(tài)；最后溶液中的Cl- 離子，隨著電流的流通，即向小孔里面遷移，使得小孔內(nèi)形成金屬氯化物的濃溶液，小孔內(nèi)溶液的酸度不斷增加，小孔逐漸腐蝕加深。

    鋁合金表面經(jīng)氟碳漆噴涂處理后，極大地提高了鋁合金的耐腐蝕性能，但由于漆膜本身存在微細的針孔 （平均直徑為10-2～10-4c m）和結(jié)構(gòu)性氣孔（直徑為10-5～10-7 cm）， 漆膜存在一定的吸水性和透水性。當鋁型材安裝在沿海地區(qū)，由于大氣中含有水氣以及海水中的活性物質(zhì)Cl- ，鋁型材表面吸附Cl- 等活性物質(zhì)，在潮濕、氯化物大量存在的環(huán)境條件下，在Cl- 的作用下，漆膜遭到破壞，Cl- 透過漆膜進入基體，并不斷向基體內(nèi)部擴展形成腐蝕點，造成基體鋁合金的氧化腐蝕，產(chǎn)生大量的氧化鋁等腐蝕物，腐蝕氧化物不斷增長，腐蝕點不斷擴大，漆膜破壞，從而造成鋁型材表面出現(xiàn)大量腐蝕白斑。

    鋁型材推拉門周邊下部與地板磚接觸處由于雨水或海水易于沉淀富集，而邊部及上部接觸海水較少，且海水不易吸附沉淀，故下部較易出現(xiàn)腐蝕斑點，腐蝕斑點隨著時間的延長不斷增加和擴大，最終導致鋁型材推拉門表面腐蝕失效。

    4   結(jié)論

    該批氟碳漆噴涂型材腐蝕白斑產(chǎn)生的主要原因是鋁型材表面附著大量的氯化物，在周圍潮濕環(huán)境下，由于 Cl離子的作用，造成鋁型材表面的腐蝕失效。