במהלך תהליך טיפול פני השטח של 6063 פרופילי סגסוגת אלומיניום, לעיתים ניתן לראות כי ישנם כתמי קורוזיה בגווני אפור כהה מסודרים באופן לא סדיר בדרגות שונות על פני פרופילי האלומיניום. כתמי קורוזיה אלו שונים לחלוטין בצורתם מאלה הנגרמים על ידי יסודות אבץ ומופיעים לסירוגין במהלך ייצור פרופילי אלומיניום. יש אנשים המאמינים שהסיבות לכך הן שהמפעיל לא פעל על פי תהליך טיפול פני השטח הנכון, יש כמה יוני זיהומים מזיקים בתמיסת האמבט, או שאיכות החומר ירודה עם יותר מדי תכלילים. הניתוח שלנו הוא כדלקמן.
60631, ניתוח הגורמים לכתמי קורוזיה
בהתבסס על שנים רבות של ניסיון בייצור, בחינת פרמטרי תהליכים שונים בייצור פרופילי סגסוגת אלומיניום, ומעקב-חקירות של דבקות המפעילים בתהליכים, אנו מאמינים שהסיבות העיקריות להתרחשות של סוג זה של כתמי קורוזיה אפורים כהים הן כדלקמן:
(1) לפעמים, מסיבות מסוימות, הפרופורציות של מגנזיום וסיליקון שנוספו במהלך תהליך היציקה אינן מתאימות, מה שגורם ליחס ω(Mg)/ω(Si) להיות בטווח של 1.0-1.3, שהוא נמוך בהרבה מהיחס האופטימלי של 1.73 (נשלט בדרך כלל בטווח של 1.3-1.5). במקרה זה, למרות שתכולת המגנזיום והסיליקון נמצאים בטווח שצוין (ω(Mg)=0.45%–0.9%, ω(Si)=0.2%–0.6%), יש עודף סיליקון. עודף הסיליקון הזה, מלבד כמות קטנה הקיימת במצב חופשי, יוצר גם תרכובות טרינריות בתוך סגסוגת האלומיניום. כאשר ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), נוצר שלב נוסף (Al9Fe2Si), שהוא תרכובת שבירה עוד יותר -כמו מחט, וההשפעות המזיקות שלה גדולות יותר מאלו של הפאזה, ולעתים קרובות גורמות לסגסוגת להישבר לאורך דרכה. שלבי הטומאה הבלתי מסיסים הללו או שלבי הטומאה החופשיים בסגסוגת מצטברים לעתים קרובות בגבולות התבואה תוך החלשת החוזק והקשיחות של הגבולות [1-3], והופכים לנקודות החלשות ביותר עם עמידות הקורוזיה הגרועה ביותר, והקורוזיה מתחילה בדרך כלל מאזורים אלה.
(2) במהלך תהליך ההיתוך, למרות שהפרופורציות של מגנזיום וסיליקון שנוספו נמצאות בטווח הסטנדרטי שצוין, לעתים עקב ערבוב לא אחיד ולא מספיק, חלוקת הסיליקון בהמסה הופכת לא אחידה, וכתוצאה מכך אזורי העשרה ודלדול מקומיים. מכיוון שהמסיסות של סיליקון באלומיניום נמוכה מאוד-1.65% בטמפרטורה האוטקטית של 577 מעלות ורק 0.05% בטמפרטורת החדר - הדבר מוביל לאי-הומוגניות קומפוזיציית לאחר היציקה. זה משפיע ישירות על פרופילי אלומיניום תעשייתיים, כאשר כמות קטנה של סיליקון חופשי במטריצת האלומיניום לא רק מפחיתה את עמידות הסגסוגת בפני קורוזיה אלא גם מחסמת את גרגרי הסגסוגת [4].
(3) במהלך האקסטרוזיה, שליטה בפרמטרים של תהליך-כגון טמפרטורת חימום מוקדמת מוגזמת של בילט, קצב זרימה שגוי של שחול מתכת, חוזק קירור אוויר לקוי במהלך האקסטרוזיה, וטמפרטורת התיישנות וזמן החזקה לא נאותים-עלולה לגרום בקלות להפרדת סיליקון ולסיליקון חופשי, ולמנוע את התוצאה המלאה של מגנזיום וסיליקון החופשי של ה-M וסיליקון.
2. תופעות קורוזיה במהלך טיפול פני השטח
פרופילי סגסוגת אלומיניום 6003 עשירים בסיליקון מוגזמים וחופשיים מציגים את התופעות הבאות במהלך טיפול פני השטח: כאשר הפרופילים ממוקמים באמבט חומצי (15%-20% חומצה גופרתית), ניתן לראות בבירור בועות קטנות רבות על פני הפרופילים. ככל שהזמן מתקדם והטמפרטורה של האמבטיה עולה, קצב התגובה מואץ, מה שמעיד על כך שהתרחשה קורוזיה אלקטרוכימית גלוונית. כאשר מוציאים את הפרופילים מהאמבטיה ובודקים, ניתן לראות כתמים רבים בעלי צבעים שונים מהמשטח הרגיל. במהלך הטיפולים הבאים, כגון תחריט אלקליין, נטרול חומצי להבהרה ואילגון חומצה גופרתית, כתמי הקורוזיה האפורים הכהים הללו הופכים ברורים ומורגשים עוד יותר.
לקורוזיה הנגרמת על ידי אבץ ולקורוזיה הנגרמת על ידי סיליקון יש כמה הבדלים במראה. כתמי קורוזיה הנגרמים על ידי אבץ דומים לפתיתי שלג, מתפשטים החוצה לאורך גבולות התבואה ויוצרים בורות בעומק מסוים. לעומת זאת, כתמי קורוזיה הנגרמים על ידי סיליקון נראים כמו נקודות אפורות כהות מוטבעות. הם אינם מתפשטים החוצה לאורך גבולות התבואה, ולא ניתן לחוש עומק. יתרה מכך, ככל שזמן הטיפול עולה, מספר הכתמים עולה עד להשלמת התגובה ונפסקת. כתמים אפורים כהים אלה ניתנים להעלמה או הפחתה במידה רבה על ידי הארכת זמן הקורוזיה או על ידי טיפול -להסרת הסרט.
3. אמצעי מניעה
ניתן למנוע ולשלוט לחלוטין בקורוזיה של פרופילי סגסוגת אלומיניום 6063 הנגרמת על ידי סיליקון. זה חיוני לשלוט ביעילות על חומרי הגלם הנכנסים והרכב הסגסוגת, ולהבטיח שיחס המגנזיום-ל-סיליקון הוא בטווח של 1.3-1.7. בנוסף, יש לנהל בקפדנות את הפרמטרים של כל תהליך (כגון התכה, ערבוב, טמפרטורת מי קירור יציקה, טמפרטורת חימום מראש של בילט, כיבוי וקירור אוויר, טמפרטורת יישון וזמן וכו') כדי למנוע הפרדת סיליקון וסיליקון חופשי, וכדי למקסם את היווצרותם של פאזות Mg2Si מועילות מסיליקון ומגנזיום.
אם נצפו כתמי קורוזיה כאלה של סיליקון, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת במהלך טיפול פני השטח. במהלך הסרת שומנים והסרת שמן, יש להשתמש בתמיסות אמבט אלקליות חלשות במידת האפשר. אם זה לא אפשרי, יש למזער את זמן ההשריה בתמיסות הסרת שומנים חומציות (ניתן להשאיר פרופילי סגסוגת אלומיניום מוסמכים בתמיסות הסרת שומנים חומציות למשך 20-30 דקות ללא בעיות, בעוד שפרופילים מושפעים צריכים להיות בהם רק 1-3 דקות). יתר על כן, ה-pH של מי השטיפה לאחר מכן צריך להיות מעט גבוה יותר (pH > 4, עם תכולת Cl- מבוקרת). במהלך תחריט אלקליין, יש להאריך את זמן התחריט ככל האפשר; עבור תהליך הבהרת הנטרול, יש להשתמש בתמיסת הבהרת חומצה חנקתית. במהלך אילגון חומצה גופרתית, החמצון החשמלי צריך להתבצע באופן מיידי. באופן זה, כתמי הקורוזיה האפורים הכהים הנגרמים מסיליקון יהיו פחות בולטים והפרופילים יעמדו בדרישות השימוש.
4. מסקנה
למרות שסיליקון הוא מרכיב עיקרי הכרחי בפרופילי סגסוגת אלומיניום 6063, תוספת לא נכונה או אי יצירה מלאה של שלב החיזוק של Mg2Si עם מגנזיום עלולים להוביל להפרדת סיליקון ולסיליקון חופשי, וכתוצאה מכך לקורוזיה במהלך טיפול פני השטח. שליטה קפדנית על יסודות הסגסוגת העיקריים, הזיהומים ופרמטרי התהליך במהלך הייצור חיונית כדי למנוע תופעה זו.
