Við yfirborðsmeðferð 6063 álprófíla kemur stundum fram að það eru óreglulega raðaðir dökkgráir tæringarblettir af mismiklum mæli á yfirborði álsniðanna. Þessir tæringarblettir eru allt öðruvísi að lögun en þeir sem stafa af sinkþáttum og koma fram með hléum við framleiðslu á álprófílum. Sumir telja að orsökin sé sú að rekstraraðilinn fylgdi ekki réttu yfirborðsmeðferðarferlinu, það eru nokkrar skaðlegar óhreinindijónir í baðlausninni eða efnisgæði eru léleg með of mörgum innfellingum. Greining okkar er sem hér segir.
60631, Greining á orsökum tæringarbletta
Byggt á margra ára framleiðslureynslu, athugun á ýmsum ferlibreytum í álprófílframleiðslu og eftirfylgni-rannsókna á því að rekstraraðilar fylgi ferlum, teljum við að helstu ástæður þess að þessi tegund af dökkgráum tæringarblettum sé að finna séu eftirfarandi:
(1) Stundum, af ákveðnum ástæðum, eru hlutföll magnesíums og kísils sem bætt er við í steypuferlinu ekki við hæfi, sem veldur því að ω(Mg)/ω(Si) hlutfallið er á bilinu 1,0–1,3, sem er mun lægra en kjörhlutfallið 1,73 (venjulega stjórnað á bilinu 1,3–1,5). Í þessu tilviki, þó að magnesíum- og kísilinnihaldið sé innan tilgreindra marka (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), þá er umfram kísill til staðar. Þessi umfram kísill, fyrir utan lítið magn sem er til í frjálsu ástandi, myndar einnig þrískiptingar efnasambönd innan álblöndunnar. Þegar ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), myndast meiri (Al9Fe2Si) fasi, sem er enn stökkari nál-líkt efnasamband, og skaðleg áhrif þess eru meiri en fasans, sem veldur því oft að málmblönduna brotnar á leið sinni. Þessir óleysanlegu óhreinindafasar eða frjálsu óhreinindafasar í málmblöndunni safnast oft fyrir við kornamörk á meðan þeir veikja styrk og hörku mörkanna [1–3], verða veikastu punktarnir með lélegasta tæringarþolið og tæring byrjar venjulega frá þessum svæðum.
(2) Á meðan á bræðslu stendur, þó að hlutföll magnesíums og kísils sem bætt er við séu innan tilgreindra staðlaða marka, stundum vegna ójafnrar og ófullnægjandi hræringar, verður dreifing kísils í bræðslunni ójöfn, sem leiðir til staðbundinna auðgunar- og eyðingarsvæða. Þar sem leysni kísils í áli er mjög lágt-1,65% við eutectic hitastig 577 gráður og aðeins 0,05% við stofuhita - leiðir þetta til ójafnvægis í samsetningu eftir steypu. Þetta hefur bein áhrif á iðnaðar álprófíla, þar sem lítið magn af frjálsu sílikoni í álgrunninu dregur ekki aðeins úr tæringarþol málmblöndunnar heldur grófir það einnig álkornin [4].
(3) Meðan á útpressun stendur, getur stjórn á ferlibreytum-eins og of háum forhitunarhita, rangt málmútpressunarstreymishraði, ófullnægjandi loftkælingarstyrkur við útpressun, og óviðeigandi öldrunarhitastig og geymslutími- auðveldlega valdið kísilskilnaði og lausu kísli, sem kemur í veg fyrir að magnesíum og kísill myndi að fullu magnesíum og kísilfasa í Mg2Si fasanum.
2. Tæringarfyrirbæri við yfirborðsmeðferð
Óhófleg og laus kísil-rík 6003 álprófíl sýna eftirfarandi fyrirbæri við yfirborðsmeðferð: þegar sniðin eru sett í súrt bað (15%–20% brennisteinssýra) má greinilega sjá fjölmargar litlar loftbólur á yfirborði sniðanna. Eftir því sem tíminn líður og hitastig baðsins eykst hraðar hvarfhraðinn, sem gefur til kynna að galvanísk rafefnafræðileg tæring hafi átt sér stað. Þegar sniðin eru tekin úr baðinu og skoðuð sjást margir blettir með öðrum litum en venjulegt yfirborð. Við síðari meðferðir, eins og basískt ætingu, sýruhlutleysingu til að bjartari, og brennisteinssýru anodizing, verða þessir dökkgráu tæringarblettir enn áberandi og áberandi.
Tæringin af völdum sinks og tæringin af völdum kísils hefur nokkurn mun á útliti. Tæringarblettir af völdum sinks líkjast snjókornum, sem dreifast út á við meðfram kornamörkum og mynda gryfjur af ákveðinni dýpt. Aftur á móti líta tæringarblettir af völdum sílikons út eins og innfelldir dökkgráir punktar. Þeir dreifast ekki út á við meðfram kornmörkunum og engin dýpi finnst. Þar að auki, eftir því sem meðferðartíminn eykst, fjölgar blettum þar til viðbrögðum er lokið og hættir. Þessa dökkgráu bletti má að mestu útrýma eða draga úr með því að lengja tæringartímann eða með því að fjarlægja filmu-.
3. Fyrirbyggjandi aðgerðir
Hægt er að koma í veg fyrir og stjórna tæringu 6063 álprófíla af völdum sílikons. Það er mikilvægt að stjórna innfluttu hráefni og álblöndu á áhrifaríkan hátt og tryggja að magnesíum-til-kísilhlutfallið sé á bilinu 1,3–1,7. Að auki ætti að stýra breytum hvers ferlis (svo sem bráðnun, hræring, steypa kælivatnshitastig, forhitunarhitastig, útblástursslökkvi og loftkælingarstyrkur, öldrunarhitastig og tími osfrv.) stranglega stjórnað til að forðast aðskilnað kísils og frítt kísil og til að hámarka myndun gagnlegra Mg2Si fasa úr kísilstyrkjandi fasa og magnesíum.
Ef slíkir kísiltæringarblettir sjást skal gæta sérstakrar athygli við yfirborðsmeðferð. Við fituhreinsun og olíuhreinsun skal nota veik basískar baðlausnir þegar mögulegt er. Ef það er ekki framkvæmanlegt, ætti að lágmarka bleytitímann í súrum fituhreinsunarlausnum (hægt álprófíla má skilja eftir í súrum fituhreinsunarlausnum í 20–30 mínútur án vandkvæða, en viðkomandi prófílar ættu aðeins að vera í þeim í 1–3 mínútur). Ennfremur ætti sýrustig skolvatns í kjölfarið að vera aðeins hærra (pH > 4, með stýrðu Cl- innihaldi). Við basískt ætingu skal lengja ætingartímann eins mikið og mögulegt er; fyrir hlutleysandi bjartunarferlið ætti að nota saltpéturssýrubjartandi lausn. Við anodizing brennisteinssýru skal rafoxunin fara fram tafarlaust. Þannig verða dökkgráir tæringarblettir af völdum sílikons minna áberandi og sniðin uppfylla notkunarkröfur.
4. Niðurstaða
Þrátt fyrir að kísill sé ómissandi aðalhluti 6063 álprófíla, getur óviðeigandi viðbót eða bilun á að mynda Mg2Si styrkingarfasann að fullu með magnesíum leitt til aðskilnaðar kísils og frís sílikons, sem leiðir til tæringar við yfirborðsmeðferð. Strangt eftirlit með helstu málmblöndurþáttum, óhreinindum og ferlibreytum meðan á framleiðslu stendur er nauðsynlegt til að koma í veg fyrir þetta fyrirbæri.
