脫脂時間的延長與脫脂溫度的升高對6063G鋁鎂合金管 管母線具有相類似的影響規(guī)律,即脫脂時間越長,合金表面出現(xiàn)斑點、附近斑塊腐蝕的可能性越大,斑點、附近斑塊腐蝕的影響程度也越來越深。一般脫脂時間應為3min(對200g/L的H2SO4而言),脫脂時間過短或過長都會使型材表面出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,為后續(xù)的陽極氧化處理留下隱患。關于脫脂時間的影響作用可從以下兩方面介釋:(1)脫脂液中的Cl-有擴大斑點和斑塊腐蝕的趨勢,而且其濃度越高,影響越甚,這種情況下,如果脫脂時間超過正常值,負面作用就更為嚴重；(2)隨著脫脂時間的延長,合金中的微量元素會部分溶解,致使型材表面出現(xiàn)凹凸不平的腐蝕缺陷。2堿洗堿洗是預處理工藝中關鍵的步驟,堿洗劑以及添加劑,反應溫度、附近時間等不同程度地影響著鋁型材的表面質量。當堿洗劑和添加劑選定之后,影響堿洗效果的因素是堿洗溫度和堿洗時間。2.1溫度的影響堿洗時的反應活化能約46kJ/mol,這個數(shù)值一般不隨蝕洗條件的變化而改變,但反應速度卻會因溫度升高而加快(溫度每升高10℃,速度就增加一倍)。文獻研究表明:堿洗時反應溫度過高會使鋁型材表面產(chǎn)生“干涸斑點”缺陷。當堿洗溫度較高時(高于70℃),堿液反應速度非常快,型材從堿洗槽移出時,會有大量的堿液附集在其表面,由于此時型材表面仍然保持較高溫度,所以蝕洗速度仍然很高,殘留有堿液的區(qū)域迅速干涸后出現(xiàn)Al2O3斑點,而且這些斑點在后續(xù)處理中很難。另外,由于堿洗溫度高,反應速度快,溶解下來的Zn2＋、附近Fe3＋亦能在較短時間內以溶解2再沉積方式進一步加劇局部腐蝕。一般堿洗溫度保持在50℃左右較為合適,既能保證堿洗質量,又能防止腐蝕斑點塊的發(fā)生。2.2時間的影響堿洗時間的長短對處理效果有著至關重要的作用,對于在50℃,用NaOH(50g/L)作為堿洗劑的條件下,時間一般取2min為宜。堿洗時間太短,達不到除氧化膜及活化表面的效果；時間過長,不僅增加鋁的損耗量,而且有可能將潛在的缺陷擴大,造成產(chǎn)品報廢。3水洗水洗的質量對合金的陽極氧化效果有很大影響,由酸槽、附近堿槽帶入的大量雜質離子以及較低或較高的pH值都會產(chǎn)生點蝕,特別是對點蝕敏感的氯離子,因其自催化作用很容易在不完整的鈍化膜上產(chǎn)生腐蝕斑點。所以,應注意預處理過程中的水洗質量,在保證充分水洗的情況下,還要適當控制水洗液中的氯離子含量。3.1時間的影響隨著水洗時間的延長,鋁型材表面斑塊腐蝕大大加劇,腐蝕面積也有所增大。顯微鏡下觀察水洗試樣,發(fā)現(xiàn)斑點腐蝕隨水洗時間的變化沒有明顯的規(guī)律性,但斑塊腐蝕受水洗時間的影響顯著,即水洗時間超過正常值越多,斑塊腐蝕的面積越大,顏色也更深。關于水洗時間的確定隨處理工序的不同而略有差別,一般脫脂與中和工序后的水洗時間比堿洗后的稍長,但均以不超過2min為宜,以免型材表面出現(xiàn)斑塊缺陷。另外,若水洗方式改為沖洗,便能有效地防止表面斑塊腐蝕。3.2氯離子的影響研究發(fā)現(xiàn),水洗液中的Cl-有誘發(fā)斑塊腐蝕的作用。當水洗液中無Cl-存在時,型材表面幾乎沒有出現(xiàn)斑塊腐蝕,只有零星的少量斑點腐蝕；當水洗液中加入0.1g/L的Cl-后,型材表面出現(xiàn)了明顯的斑塊腐蝕區(qū)域,但面積不大,腐蝕程度較淺；當Cl-達到0.3g/L時,型材表面出現(xiàn)了大量的斑塊腐蝕,且呈片狀連續(xù)分布。4中和堿洗過程溶解鋁,但合金中許多第二相組分不能溶解,這些物質堿洗后殘留于金屬表面。另外,一些合金元素如Zn、附近Si等雖溶于堿,但蝕洗時會重新積存于合金表面,所以在陽極氧化前必須進行中和,以表面殘留的雜質。要想獲得良好的中和效果,下面兩點很重要:一是適當控制中和溫度,避免因溫度過高或過低出現(xiàn)表面缺陷；二是嚴格控制中和液中的Fe3＋濃度,減少因Fe3＋的氧化性引起的斑點腐蝕。4.1溫度的影響溫度是中和過程的重要因素,它直接影響中和反應的速度。溫度過低,反應不徹底,金屬表面的殘留雜質很難干凈,尤其在冬季作業(yè),更應注意溫差的影響；溫度過高,鋁的溶解速度較快,為斑點腐蝕的擴展準備了條件。一般反應溫度控制在20℃較為理想,對于新配制的酸液(特別是H2SO4),應冷卻到需要溫度再進行中和反應。4.2 Fe3＋的影響實驗結果表明,硫酸中和液中Fe3＋的存在,它在一定程度上加速了斑點腐蝕,同時還能誘發(fā)、附近加劇斑塊腐蝕的發(fā)展。當H2SO4中Fe3＋很少時,金屬表面的斑點、附近斑塊腐蝕很少,反應較均勻；當H2SO4中Fe3＋的濃度達到0.1g/L時,金屬表面開始出現(xiàn)斑點腐蝕,并且有散亂的斑塊腐蝕分布；當Fe3＋的濃度提高到0.3g/L時,斑點腐蝕的數(shù)目和斑塊腐蝕的面積均明顯增加,型材表面質量很差。研究發(fā)現(xiàn),當Fe3＋濃度很高時,H2SO4中和液的氧化性就很強(因Fe3＋的氧化性很強),致使中和過程中鋁的溶解速度加劇,鋁型材的表面質量較差。5結束語預處理工藝雖然是陽極氧化處理前的輔助工序,但對鋁型材的表面質量有著不可低估的作用。各廠家應從自身的情況出發(fā),制定出切實可行的預處理工藝參數(shù),以提高鋁型材的表面處理質量。 [轉載需保留出處 –

管型母線 系列產(chǎn)品：6063G（6063）鋁鎂合金管母線，LF21（3A21）鋁錳合金管母線，LDRE（6R05）鋁鎂硅合金管母線，6Z63（6063-Zr）耐熱鋁合金管母線 ，6063鋁鎂合金管管形母線、同城6063G鋁鎂合金管形母線、同城LF-21鋁錳合金管形母線、同城3A12鋁錳合金管形母線、同城LDRE鋁鎂硅合金管形母線、同城6R05鋁鎂硅合金管形母線、同城6Z63耐熱鋁合金管形母線腐蝕及6000系鋁合金的晶間腐蝕- 來源： 互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布人: rlc666 大中小摘要： 鋁及鋁合金的腐蝕主要有點蝕、同城晶間腐蝕、同城應力腐蝕開裂、同城層狀腐蝕等。鋁雖具有相當高的抗腐蝕性能，但不管什么金屬材料，也不管它有多高的抗蝕性，在使用中總會或多或少地產(chǎn)生腐蝕損耗。每年鋁的腐蝕損耗約為當年鋁產(chǎn)量的0.5％。6000系合金在變形鋁合金中是產(chǎn)量 的，它的抗腐蝕性能雖不如1000系、同城3000系、同城5000系鋁合金，但卻比2000系及7000系鋁合金大得多。6000系合金的晶間傾向也比較大，對重要結構用的6000系鋁合金材料應進行晶間腐蝕敏感性評估。鋁及鋁合金的腐蝕主要有點蝕、同城晶間腐蝕、同城應力腐蝕開裂、同城層狀腐蝕等。鋁雖具有相當高的抗腐蝕性能，但不管什么金屬材料，也不管它有多高的抗蝕性，在使用中總會或多或少地產(chǎn)生腐蝕損耗。每年鋁的腐蝕損耗約為當年鋁產(chǎn)量的0.5％。6000系合金在變形鋁合金中是產(chǎn)量 的，它的抗腐蝕性能雖不如1000系、同城3000系、同城5000系鋁合金，但卻比2000系及7000系鋁合金大得多。6000系合金的晶間傾向也比較大，對重要結構用的6000系鋁合金材料應進行晶間腐蝕敏感性評估。根據(jù)慣用的估算方法，每年中國因腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失約占GDP（國民生產(chǎn)總值）的3％，因腐蝕消耗的鋼材為年產(chǎn)量的1/3左右，其中約占總產(chǎn)量的1/10是不可回收利用的。鋁及鋁合金的抗腐蝕性能比鋼高得多，腐蝕損耗也比鋼小得多。2020年，中國原鋁產(chǎn)量3730萬噸，照此估算，鋁的腐蝕損耗約18.65萬噸。鋁腐蝕的分類從腐蝕的形貌看，鋁的腐蝕可分為腐蝕和局部腐蝕，前者又稱均勻腐蝕，也稱整體腐蝕，是指與環(huán)境相接觸的材料表面均勻腐蝕而受到損耗。鋁在堿性溶液中的腐蝕就是典型的均勻腐蝕，如堿洗，腐蝕結果是鋁表面以近似相同的速率變薄，質量減輕。但應當指出， 的均勻腐蝕是不存在的，厚度的減薄各處不盡相同。局部腐蝕是指腐蝕的發(fā)生局限在結構的特定區(qū)域或部位上，又可分為如下幾類：1.點蝕點蝕發(fā)生在金屬表面極為局部的區(qū)域內或部位上，造成洞穴或坑點并向內部擴展，甚至造成穿孔。若坑口直徑小于點穴深度時，稱為點蝕；若坑口直徑大于坑的深度時，可稱為坑蝕。實際上，點蝕與坑蝕并無嚴格界限。鋁在含氯化物的水溶液中所發(fā)生的為典型的點腐蝕。在鋁的腐蝕中，點腐蝕常見，是由于鋁的某一區(qū)域的電位與基體電位不同引起的，或由電位與鋁基體電位不同的雜質存在引起的。2.晶間腐蝕此種腐蝕是在晶粒或晶體本身未受到明顯侵蝕情況下，發(fā)生在金屬或合金晶界處的一種選擇性腐蝕，會使材料力學性能劇降，以致造成結構損壞或事故。晶間腐蝕原因是在某些條件下晶界很活潑，如晶界處有雜質，或晶界處某一合金元素增多或減少，也就是說晶界上必須有一層薄薄的對鋁的其余部分呈電負性的區(qū)域，它優(yōu)先腐蝕。高純鋁在鹽酸中及高溫水中可發(fā)生這類腐蝕，AI-Cu、同城AI-Mg-Si、同城Al-Mg、同城Al-Zn-Mg 合金都對晶間腐蝕敏感。3.電偶腐蝕電偶腐蝕也是鋁的一種特征性腐蝕形態(tài)。當一種不太活潑的金屬和一種比較活潑的金屬如鋁（陽極）在同一環(huán)境中相接觸時或有導體相聯(lián)時，形成電偶并引起電流的流動，從而造成電偶腐蝕。電偶腐蝕又稱雙金屬腐蝕或接觸腐蝕。鋁的自然電位很負，當鋁與其它金屬接觸時，鋁總是呈陽極，腐蝕加速，幾乎所有鋁及鋁合金都無法避免電偶腐蝕。相接觸的兩種金屬的電位差愈大，電偶腐蝕也愈嚴重。應特別注意的是，在電偶腐蝕中，面積因素極為重要，大陰極和小陽極是不利的搭配。4.縫隙腐蝕同種或異種金屬相接觸，或金屬與非金屬相接觸，就會形成縫隙，就會在縫隙處或其鄰近處產(chǎn)生腐蝕，縫隙外沒有腐蝕，是由于縫隙內氧的缺乏引起的，因為此時形成濃差電池。縫隙腐蝕與合金種類幾乎無關，即使非常耐蝕的合金也會發(fā)生。縫隙頂端酸性環(huán)境是腐蝕原動力，是沉積物（垢）下腐蝕的一種，6063合金建筑鋁型材表面灰漿下腐蝕是一種極為普通的垢下縫隙腐蝕。法蘭連接面、同城螺母緊固面、同城搭接面、同城焊縫氣孔、同城銹層下與沉層在金屬表面的淤泥、同城積垢、同城雜質等都會引發(fā)縫隙腐蝕。5.應力腐蝕開裂應力腐蝕開裂是拉應力和特定腐蝕介質共存時引起的腐蝕開裂。應力可以是外加的，也可以是金屬內部的殘余應力，后者可能產(chǎn)生于加工制造時的形變，也可以產(chǎn)生于淬火時的劇烈溫度變化，還可能是內部結構改變引起體積變化造成的。鉚接、同城螺栓緊固、同城壓入配合、同城冷縮配合造成的應力也是殘余應力，當金屬表面的拉應力達到屈服強度Rpo.2時就會產(chǎn)生應力腐蝕開裂，2000系及7000系鋁合金厚板在淬火時都會產(chǎn)生殘余應力，應在時效處理前通過預拉伸，以免加工航空器零件時產(chǎn)生變形或甚至帶到零件中去。6.層狀腐蝕該腐蝕又稱剝層、同城剝落、同城成層腐蝕，可簡稱剝蝕，是2000系、同城5000系、同城6000系及7000系合金的一種特殊的腐蝕形態(tài)，多見于擠壓材，一旦發(fā)生可像云母一樣一層一層地往下剝離。7.絲狀腐蝕這是一種可在鋁材漆膜或其他涂層下呈蠕蟲狀發(fā)展的腐蝕，但未發(fā)現(xiàn)陽極氧化膜下的這種腐蝕，一般發(fā)生于航空器鋁結構件與建筑或結構鋁件涂層之下。絲狀腐蝕與材料成分、同城涂覆前預處理和環(huán)境因素有關。環(huán)境因素是指溫度、同城濕度、同城氯化物等。6000系合金的晶間腐蝕在當今應用的變形鋁合金中，應用廣的是熱處理可強化的6000系合金，它們是一類Al-Mg-Si系與Al-Mg-Si-Cu系合金。2018年在美國鋁業(yè)協(xié)會（TheAluminum Association，Inc.）公司注冊的常用及非常用合金共706個，其中6000系合金多，有126個，占18％，在建筑工業(yè)、同城結構領域與交通運輸裝備方面獲得了廣泛的應用，因為它們有良好的成形加工性能、同城適中的強度與的抗腐蝕性能。可是如果合金成分配比不恰如其分，或熱處理參數(shù)選擇不當，或加工成形欠妥，那么在含氯的環(huán)境中就會出現(xiàn)晶間腐蝕（IGC）。在多數(shù)情況下，晶間腐蝕出現(xiàn)于含少量銅和Si/Mg 高的合金中，通常大多數(shù)含銅合金的銅含量都不大于0.4％，只有6013、同城6113、同城6056、同城6156等4個合金的銅含量高達1.1％，向Al-Mg-Si合金加銅是為提高合金的力學性能。研究發(fā)現(xiàn)，凡是有晶間腐蝕敏感性的合金，用高分辨率掃描透射電鏡觀察時，往往發(fā)現(xiàn)有富銅的偏析層和陰極性Q相沉淀物。Q相是一種四元金屬間相，分子式為Cu2Mg8 Si5Al4，沿著晶界析出，使鄰近的固溶體發(fā)生陽極溶解，形成無析出物帶（precipitate free zone）。晶間腐蝕敏感性檢驗在確定鋁合金的晶間腐蝕敏感性時，常用檢驗方法有兩種：現(xiàn)場（野外）試驗（fieldtest）與加速沉浸試驗。在加速試驗時，為了加快腐蝕進行，往往采用含有鹽酸的氯化鉀溶液（ISO 11846MethodB）或加有過氧化氫的氯化鉀溶液（ASTMG110）。試驗后對試樣橫截面進行金相觀察或測定其力學性能損失。ISO11846加速試驗結果與海洋氣氛現(xiàn)場試驗結果有著高度的一致性，可是晶間腐蝕敏感性鋁材在加速試驗時，在靠近試樣表面的幾乎所有晶界都發(fā)生嚴重的腐蝕（均勻晶間腐蝕），而現(xiàn)場試驗試樣表面僅在有限的地區(qū)發(fā)生腐蝕（局部腐蝕）。盡管如此，加速試驗仍是能準確地判斷材料是否有晶界腐蝕的標準方法。汽車工業(yè)常常按ISO 11846 Method B標準判斷6000系鋁合金是否有晶間腐蝕。按此標準試驗時，首先將小試樣（表面積＜20cm2）全浸于室溫酸性氯化鈉溶液（pH＝1）中24h，然后進行金相檢驗，以確定腐蝕類型，點蝕還是晶間腐蝕，還待確定：腐蝕破壞表面百分數(shù)和 腐蝕深度。近的研究顯示，允許對試驗條件做一些較大的變動，不會對試驗結果再現(xiàn)性有大的影響。特別是標準規(guī)定電解質體積對試樣表面積之比不得小于5ml/cm2，否則對晶間腐蝕速度的影響甚大。試樣表面發(fā)生腐蝕的條件是必須存在陰極反應（析出氫，氧減少），試驗溶液的pH值隨著時間延長而上升，使電解質腐蝕下降。在8系列變形鋁合金中，6000系合金是一類Al-Mg-Si（Cu，Zn）系合金，易發(fā)生晶間腐蝕的合金之一，也就是說該系合金有相當強的晶間腐蝕敏感性。為了檢驗6000系合金晶間腐蝕傾向，一個有效的方法是在ISO 11846標準試驗后進行堿液浸蝕再進行除污處理，除污處理用濃硝酸液。不過在溫度50℃-60℃、同城濃度（5-10）wt％的NaOH溶液中浸蝕2min-5min，對試驗結果會有所影響。一種有效的替代堿浸蝕的工藝是用硝酸/ 溶液，能有效地表面上富鐵原生質點上的鋁。大家知道，鋁質點能加速鋁合金在氯化物溶液的腐蝕，因為它們是局部的顯微陰極，同時這些質點還是晶間腐蝕（IGC）的發(fā)源地。與在堿液中的腐蝕相比，合金在硝酸/氟化物液中的腐蝕緩慢一些。6000系合金既是一類應用廣、同城產(chǎn)量 、同城品種（牌號）多的變形鋁合金，也是晶間腐蝕敏感性大的變形合金之一，但是只要生產(chǎn)中嚴格遵守工藝規(guī)范特別是熱處理工藝，結構設計合理，制作精良，這種腐蝕完全可以避免。6000系合金結構、同城零部件的晶間腐蝕敏感性還與其工作環(huán)境密切相關，在設計結構時，宜給予充分注意。