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6063鋁合金型材表面腐蝕的分析

2017-05-15 09:34:14 作者：本網(wǎng)整理來源：鋁友社區(qū) 分享至：

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    首先，6063鋁合金型材表面處理過程中，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)在型材表面有不同程度的、無規(guī)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，在生產(chǎn)過程中是間斷出現(xiàn)的。有些人認(rèn)為其原因?yàn)椴僮髡邲]有執(zhí)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。

    造成這一現(xiàn)象的主要原因，有如下幾方面：

    第一，有時(shí)因?yàn)槟承┰蛟谌坭T過程中鎂、硅的添加比例不各適，使ω（Mg）/ω（Si）在1.0～1.3范圍內(nèi)，比最佳比值1.73小很多（一般控制在1.3～1.5范圍內(nèi)）。這樣，雖然鎂、硅成分含量在規(guī)定（ω（Mg）=0.45%～0.9%，ω（Si）=0.2%～0.6%）范圍內(nèi)。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(dāng)ω（Si）<ω（Fe）時(shí)，形成較多的α（Al12Fe3Si）相，它是一種脆性化合物、當(dāng)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(qiáng)度和韌性成為耐蝕性最差的薄弱環(huán)節(jié)，所以，腐蝕首先從該處產(chǎn)生。

    第二，在熔煉過程中，雖然鎂、硅的添加比例在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，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，局部存在著富集區(qū)和貧乏區(qū)。

    第三，擠壓時(shí)各工藝參數(shù)的控制，如棒坯預(yù)熱溫度過高，金屬擠出流速、擠壓時(shí)風(fēng)冷強(qiáng)度、時(shí)效溫度與保溫時(shí)間等控制不當(dāng)都易產(chǎn)生硅偏析和游離，使鎂和硅沒有完全成為Mg2Si相，而有部分游離硅存在。

    此外，富余和游離硅多的6003鋁合金型材在表面處理時(shí)出現(xiàn)下列現(xiàn)象：當(dāng)把型材放入酸性槽（硫酸15%～20%）時(shí)，能明顯地觀察到在型材表面有很多小氣泡，隨著時(shí)間延長和槽液溫度升高，反應(yīng)速度越來越快，這表明原電池電化學(xué)腐蝕已經(jīng)產(chǎn)生。此時(shí)，如果把型材從槽液中提出來觀察，就會(huì)在型材表面上發(fā)現(xiàn)很多個(gè)與正常表面顏色不一樣的點(diǎn)。繼續(xù)進(jìn)行以后的處理，如堿腐蝕、酸性中和出光及硫酸陽極氧化時(shí)，這種暗灰色腐蝕點(diǎn)就會(huì)暴露得更加明顯和直觀。

    而，硅引起6063鋁合金型材腐蝕的行為完全是可以預(yù)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(nèi)，并且對各工序的參數(shù)（如熔煉、攪拌、鑄造冷卻水溫、棒坯預(yù)熱溫度、擠壓淬火風(fēng)冷強(qiáng)度、時(shí)效溫度和時(shí)間等）進(jìn)行嚴(yán)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(qiáng)化相。

    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(dāng)，添加的硅沒有完全和鎂形成Mg2Si強(qiáng)化相，造成硅的偏析和游離，就會(huì)在表面處理過程中易出現(xiàn)硅引起的鋁合金型材腐蝕現(xiàn)象。在生產(chǎn)中對主要合金組元和雜質(zhì)以及工藝參數(shù)都要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，杜絕此類現(xiàn)象發(fā)生。