6063 アルミニウム合金プロファイルの表面処理プロセス中に、アルミニウム プロファイルの表面にさまざまな程度の暗灰色の孔食スポットが不規則に配置されていることが観察されることがあります。これらの腐食スポットは、亜鉛元素によって引き起こされるものとは形状がまったく異なり、アルミニウム形材の製造中に断続的に発生します。原因としては、作業者が正しい表面処理プロセスに従わなかった、浴液中に有害な不純物イオンが存在した、または材料の品質が悪く、介在物が多すぎたことが原因であると考える人もいます。私たちの分析は次のとおりです。
60631、腐食スポットの原因分析
長年の製造経験、アルミニウム合金プロファイル製造におけるさまざまなプロセス パラメータの調査、およびオペレーターによるプロセス遵守の追跡調査に基づいて、このタイプの濃い灰色の腐食スポットが発生する主な理由は次のとおりであると考えています。{0}
(1) 場合によっては、特定の理由により、鋳造プロセス中に添加されるマグネシウムとシリコンの割合が適切ではなく、ω(Mg)/ω(Si) 比が 1.0 ～ 1.3 の範囲になり、最適な比である 1.73 (通常は 1.3 ～ 1.5 の範囲内に制御される) よりも大幅に低くなります。この場合、マグネシウムとシリコンの含有量は指定範囲内 (ω(Mg)=0.45%–0.9%、ω(Si)=0.2%–0.6%) ですが、いくらかの過剰なシリコンが存在します。この過剰なシリコンは、遊離状態で存在する少量とは別に、アルミニウム合金内で三元化合物を形成します。 ω(Si)のとき<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe) を使用すると、さらに脆い針状化合物である (Al9Fe2Si) 相が形成されます。-、その有害な影響はこの相よりも大きく、その経路に沿って合金が破壊されることがよくあります。合金中のこれらの不溶性不純物相または遊離不純物相は、粒界に蓄積することが多く、粒界の強度と靱性を弱め[1-3]、耐食性が最も劣る最も弱い点となり、通常、腐食はこれらの領域から始まります。
(2) 製錬プロセス中、添加されるマグネシウムとシリコンの割合は規格の範囲内にありますが、不均一で不十分な撹拌により、溶湯中のシリコンの分布が不均一になり、その結果、局所的に富化領域と欠乏領域が発生します。アルミニウム中のシリコンの溶解度は非常に低いため、-577 度の共晶温度では 1.65%、室温ではわずか 0.05% にすぎず、これが鋳造後の組成の不均一性につながります。これは工業用アルミニウムのプロファイルに直接影響を及ぼし、アルミニウムマトリックス中の少量の遊離シリコンは合金の耐食性を低下させるだけでなく、合金粒子を粗大化させます[4]。
(3) 押出成形中に、過度のビレット予熱温度、不適切な金属押出流量、押出中の不適切な空冷強度、不適切な時効温度と保持時間などのプロセス パラメータの制御-により、シリコンの偏析や遊離シリコンが容易に発生し、マグネシウムとシリコンが Mg2Si 相を完全に形成できなくなり、遊離シリコンがいくらか存在することになります。
2. 表面処理時の腐食現象
過剰で遊離したシリコン-が豊富な 6003 アルミニウム合金プロファイルは、表面処理中に次の現象を示します。プロファイルを酸性浴 (15%～20% 硫酸) に入れると、プロファイルの表面に多数の小さな気泡がはっきりと観察されます。時間が経過して浴の温度が上昇すると、反応速度が加速し、ガルバニック電気化学腐食が発生したことを示します。プロファイルを浴から取り出して検査すると、通常の表面とは異なる色の斑点が多数見られます。アルカリエッチング、光沢を出すための酸中和、硫酸陽極酸化などの後続の処理中に、これらの濃い灰色の腐食スポットはさらに顕著になり、目立つようになります。
亜鉛による腐食とシリコンによる腐食では、見た目に多少の違いがあります。亜鉛によって引き起こされる腐食スポットは雪の結晶に似ており、粒界に沿って外側に広がり、一定の深さのピットを形成します。対照的に、シリコンによって引き起こされる腐食スポットは、埋め込まれた濃い灰色の点のように見えます。結晶粒界に沿って外側に広がらず、奥行きが感じられません。さらに、処理時間が増加するにつれて、反応が完了して停止するまでスポットの数が増加します。これらの濃い灰色の斑点は、腐食時間を延長するか皮膜除去処理によって大幅に除去または軽減できます-。
3. 予防措置
シリコンによって引き起こされる 6063 アルミニウム合金プロファイルの腐食は、完全に防止および制御できます。入ってくる原材料と合金の組成を効果的に制御し、マグネシウム-対-の比率が 1.3～1.7 の範囲内になるようにすることが重要です。さらに、シリコンの偏析や遊離シリコンを回避し、シリコンとマグネシウムから有益な Mg2Si 強化相の形成を最大限に高めるために、各プロセスのパラメーター (溶解、撹拌、鋳造冷却水の温度、ビレットの予熱温度、押出急冷と空冷強度、時効温度と時間など) を厳密に管理する必要があります。
このようなシリコン腐食斑点が観察された場合、表面処理には特別な注意を払う必要があります。脱脂・油分除去の際は、可能な限り弱アルカリ性の浴液を使用してください。実行できない場合は、酸性脱脂溶液への浸漬時間を最小限に抑える必要があります (認定されたアルミニウム合金プロファイルは、酸性脱脂溶液に 20 ～ 30 分間放置しても問題ありませんが、影響を受けたプロファイルは 1 ～ 3 分間のみ放置する必要があります)。さらに、その後のすすぎ水の pH はわずかに高くする必要があります (pH > 4、Cl- 含有量を制御)。アルカリエッチングでは、エッチング時間をできるだけ長くする必要があります。中和光沢処理には硝酸光沢溶液を使用してください。硫酸陽極酸化処理中は速やかに電気酸化を行う必要があります。このようにして、シリコンによって引き起こされる濃い灰色の腐食スポットが目立ちにくくなり、プロファイルは使用要件を満たします。
4. 結論
シリコンは 6063 アルミニウム合金プロファイルに不可欠な主成分ですが、添加が不適切であったり、マグネシウムによる Mg2Si 強化相を完全に形成できなかったりすると、シリコンの偏析や遊離シリコンが発生し、表面処理中に腐食が発生する可能性があります。この現象を防ぐには、製造中の主要な合金元素、不純物、およびプロセスパラメータを厳密に制御することが不可欠です。
