Pri povrchovej úprave hliníkových profilov 6063 si niekedy môžete na povrchu hliníka všimnúť drobné, nepravidelne roztrúsené tmavosivé korózne škvrny. Tieto škvrny vyzerajú úplne inak ako tie spôsobené zinkom a počas procesu výroby hliníkového profilu sa objavujú len občas. Niektorí ľudia si myslia, že príčinou môže byť, že operátor nedodržal správny postup povrchovej úpravy, že vo vani sú nejaké škodlivé ióny nečistôt alebo že kvalita materiálu je nízka s príliš veľkým množstvom inklúzií.
1. Analýza príčin koróznych škvŕn
Na základe dlhoročných výrobných skúseností a skúmania rôznych parametrov procesu pri výrobe profilov z hliníkovej zliatiny, ako aj sledovania toho, ako operátori dodržiavajú postupy, sa domnievame, že hlavné dôvody výskytu týchto tmavosivých koróznych škvŕn sú nasledovné:
(1) Niekedy z určitých dôvodov nie sú pridané pomery horčíka a kremíka počas procesu odlievania správne nastavené, čo spôsobuje, že pomer ω(Mg)/ω(Si) spadá do rozsahu 1,0–1,3, čo je oveľa nižšie ako optimálny pomer 1,73 (všeobecne kontrolovaný v rozmedzí 1,3–1,5). Týmto spôsobom, hoci sú obsahy horčíka a kremíka v špecifikovaných rozsahoch (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), stále existuje určitý nadbytok kremíka. Okrem malého množstva, ktoré existuje vo voľnej forme, tento prebytok kremíka tiež vytvorí ternárne zlúčeniny v hliníkovej zliatine. Keď ω(Si) < ω(Fe), vytvorí sa viac (Al12Fe3Si) fázy, čo je krehká zlúčenina. Keď ω(Si) > ω(Fe), vytvorí sa viac (Al9Fe2Si2) fázy, čo je ešte krehkejšia ihličkovitá zlúčenina. Jeho škodlivý účinok je väčší ako účinok fázy a často spôsobuje, že zliatina je náchylná na praskanie pozdĺž nej. Tieto nerozpustné fázy nečistôt alebo fázy voľných nečistôt majú tendenciu sa hromadiť na hraniciach zŕn, čím sa oslabuje pevnosť a húževnatosť hraníc [1-3] a stávajú sa najslabším miestom s najhoršou odolnosťou proti korózii, kde korózia začína ako prvá.
(2) Počas tavenia, aj keď je pomer pridávania horčíka a kremíka v štandardnom rozsahu, niekedy v dôsledku nerovnomerného alebo nedostatočného miešania sa distribúcia kremíka v tavenine stáva nerovnomernou, čím sa vytvárajú lokálne bohaté a chudobné zóny. Keďže kremík má veľmi nízku rozpustnosť v hliníku (1,65 % pri eutektickej teplote 577 stupňov a iba 0,05 % pri izbovej teplote), po odliatí sa zloženie stáva nerovnomerným. To priamo ovplyvňuje priemyselné hliníkové profily. Keď sa v hliníkovej matrici nachádza malé množstvo voľného kremíka, nielenže to znižuje odolnosť zliatiny proti korózii, ale tiež zdrsňuje zrná zliatiny [4].
(3) Počas extrúzie môže kontrola rôznych parametrov procesu, ako je nadmerne vysoká teplota predhrievania predvalkov, rýchlosť extrúzie kovu, sila ochladzovania vzduchom počas extrúzie a nesprávna teplota starnutia alebo čas zdržania, ľahko spôsobiť segregáciu kremíka a voľný kremík, čo bráni horčíku a kremíku úplne vytvoriť Mg2Si fázu a ponechať nejaký voľný kremík.
2. Korózia počas procesu povrchovej úpravy
Pri povrchovej úprave profilov z hliníkovej zliatiny 6003 s množstvom voľného a prebytočného kremíka možno pozorovať nasledujúce javy: Keď sa profily vložia do kyslého kúpeľa (15%–20% kyselina sírová), na povrchu je zreteľne vidieť veľa malých bubliniek. Ako plynie čas a teplota kúpeľa stúpa, reakcia sa zrýchľuje, čo naznačuje, že začala galvanická elektrochemická korózia. Ak v tomto momente vyberiete profily z vane a skontrolujete ich, všimnete si na povrchu veľa škvŕn, ktoré majú inú farbu ako normálny povrch. Počas následných úprav, ako je alkalické leptanie, kyslé neutralizačné leštenie a sírová anodizácia, sa tieto tmavosivé korózne škvrny stanú ešte výraznejšie.
Korózia spôsobená zinkom vyzerá inak ako korózia spôsobená kremíkom. Zinkom-indukované korózne škvrny vyzerajú ako snehové vločky, šíria sa smerom von pozdĺž hraníc zŕn a vytvárajú jamky určitej hĺbky. Naproti tomu korózne škvrny vyvolané kremíkom- sa javia ako tmavosivé inklúzie, nerozširujú sa smerom von pozdĺž hraníc zŕn a nie sú na dotyk hlboké. Ako liečba pokračuje, stále viac a viac týchto škvŕn sa objavuje, až kým sa reakcia úplne neskončí. Tieto tmavosivé škvrny je možné v zásade odstrániť alebo znížiť predĺžením času korózie alebo odstránením filmu.
3. Preventívne opatrenia
Korózii profilov z hliníkovej zliatiny 6063 spôsobenej kremíkom možno úplne zabrániť a kontrolovať ju. Pokiaľ sú vstupné suroviny a zloženie zliatin účinne monitorované, aby sa zabezpečilo, že pomer horčíka-k-kremíku je medzi 1,3 a 1,7 a parametre každého procesu (ako je tavenie, miešanie, teplota chladiacej vody odlievania, teplota predhrievania predvalkov, ochladzovanie extrúziou a pevnosť ochladzovania vzduchom, teplota a čas starnutia silikónu, je možné prísne kontrolovať a vyhýbať sa silikónu a kremík). a kremík a horčík môžu v maximálnej možnej miere vytvárať prospešné Mg2Si posilňujúce fázy.
Ak spozorujete tento druh kremíkovej korózie, musíte byť pri povrchovej úprave mimoriadne opatrní. Počas odmasťovania skúste použiť slabo alkalický roztok. Ak to nie je možné, držte čas namáčania v kyslom odmasťovacom roztoku čo najkratší (kvalitné-profily z hliníkovej zliatiny zvládnu 20–30 minút v kyslom odmasťovacom roztoku, ale problematické by ste mali nechať len 1–3 minúty). Voda na oplachovanie by mala mať tiež vyššie pH (pH > 4 a kontrolovať obsah Cl-). Počas alkalickej korózie sa snažte predĺžiť čas korózie. Pri neutralizácii a rozjasňovaní použite rozjasňujúci roztok s kyselinou dusičnou. Pri eloxovaní kyselinou sírovou začnite elektrolýzu čo najskôr. Týmto spôsobom nebudú tmavosivé korózne škvrny spôsobené kremíkom veľmi nápadné a môžu spĺňať požiadavky na použitie.
