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工業(yè)鋁型材堿浸蝕缺陷和對(duì)策
艾普斯 丨 2017.08.30 丨 6517
工業(yè)鋁型材所受堿浸蝕缺陷和對(duì)策:
(1)堿流痕。該缺陷是在堿浸蝕過(guò)程中產(chǎn)生的,其形貌具有明顯的流淌的痕跡,還有流動(dòng)的方向。如果堿浸蝕溫度較高,工業(yè)鋁型材的壁較厚,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,連續(xù)地極限堿浸蝕反應(yīng)放出大量的熱,導(dǎo)致堿浸蝕槽液的溫度很高,局部過(guò)熱引起鋁型材表面局部連續(xù)地加速浸蝕,則形成堿流痕。解決堿流痕的對(duì)策為降低堿浸蝕槽液的溫度。出現(xiàn)該缺陷時(shí),堿浸蝕槽液的溫度至少降低10℃是可取的。型材的裝料要均勻,間距適度。防止裝料過(guò)密,引起局部過(guò)熱,產(chǎn)生堿流痕。(2)指紋腐蝕。該缺陷的特征是具有手指紋形狀的點(diǎn)腐蝕。是由操作人員未帶干凈的手套,沒(méi)有進(jìn)行必要的防護(hù),直接搬運(yùn)工業(yè)鋁型材造成的。這是由人體汗液中氧化鈉、乳酸等物質(zhì)引起的。手指紋形狀的點(diǎn)腐蝕有時(shí)可能是很深的。指紋腐蝕很可能在鋁基材上出現(xiàn),鋁材經(jīng)過(guò)堿浸蝕后的活化表面遇到其產(chǎn)生的條件更容易出現(xiàn)指紋腐蝕。鋁型材產(chǎn)品上有了該缺陷后,沒(méi)有現(xiàn)成的方法恢復(fù)其本來(lái)的外觀。因此,重要的是預(yù)防,產(chǎn)品搬運(yùn)要帶干凈的手套,不干凈的手套也會(huì)出現(xiàn)類似的缺陷。出現(xiàn)輕微指紋腐蝕的鋁型材可以采用機(jī)械和人工研磨的方法除去,再進(jìn)行清洗,堿浸蝕等工藝,但要在生產(chǎn)中觀察其表面與相鄰表面的一致性。
(3)未脫盡陽(yáng)極氧化膜。該缺陷是在再次陽(yáng)極氧化的工業(yè)鋁型材表面上出現(xiàn)不均勻的粗糙斑痕,因上一次的陽(yáng)極氧化膜未脫盡所致。再次陽(yáng)極氧化時(shí),脫盡了陽(yáng)極氧化膜的局部表面形成新的陽(yáng)極氧化膜,而陽(yáng)極氧化膜未脫盡的部分表面,因其存在而不能形成新的氧化膜,由此造成陽(yáng)極氧化膜不均勻而形成粗糙的斑痕。如果需要進(jìn)行著色處理,未脫盡陽(yáng)極氧化膜的表面著不上顏色。解決該缺陷的對(duì)策是加強(qiáng)管理,提高操作水平,提高一次成品率。對(duì)于已完成封孔的工業(yè)鋁型材產(chǎn)品,則應(yīng)先到硝酸除灰槽中浸漬,解除封孔作用,確保氧化膜能均勻地脫盡。
(4)光亮花樣。該缺陷是鋁擠壓型材擇優(yōu)浸蝕很明顯的形式,在堿浸蝕中產(chǎn)生光亮的晶粒分散的梨皮狀花樣。隨著堿浸蝕槽液中的溶解鋅量的增加,會(huì)產(chǎn)生晶粒和晶粒取向上的溶解差異,變成閃爍的光亮花樣,這種現(xiàn)象伴隨著堿浸蝕的進(jìn)行而漸趨清晰。在堿浸蝕槽液中,該缺陷隨著鋅含量的增加而更加清晰,現(xiàn)已確定溶解的鋅含量為4μm/g時(shí)就會(huì)產(chǎn)生該缺陷。鋁型材中的鋅含量在0.05%以上時(shí)不容易發(fā)生該缺陷。此外還受晶粒尺寸、晶粒取向等的影響。解決問(wèn)題的對(duì)策:除去堿浸蝕槽液中的鋅含量,采取添加少量的硫化鈉(理論上輕微過(guò)剩)來(lái)沉淀的方法,該方法是較為成功的,與其在長(zhǎng)壽堿浸蝕添加劑中采用,還不如主要用于葡萄糖酸鈉體系的堿浸蝕槽液中,降低鋁合金中的鋅含量,采用高效的晶粒細(xì)化劑,加大鋁合金變形量,防止晶粒粗化。
(5)淺表腐蝕。鋁的基材在正常的情況下是不易發(fā)生腐蝕的,但有時(shí)可能發(fā)生輕微的淺表腐蝕。然而,鋁的基材存放在潮濕的污染大氣中,通常是酸霧中,如果水分在鋁材上冷凝結(jié)露,結(jié)露水分從相互疊合的鋁材邊緣向中心滲透,于是便發(fā)生大面積的顯而易見(jiàn)的淺表腐蝕,該腐蝕是上下兩個(gè)表面具有相同的對(duì)稱的腐蝕形貌。鋁材受到雨水,特別是酸雨的淋濕后,極易發(fā)生淺表腐蝕。目前還沒(méi)有滿意的方法除去淺表腐蝕,只有加強(qiáng)鋁基材的倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸條件,認(rèn)真管理干燥儲(chǔ)藏,避免淺表腐蝕的發(fā)生。應(yīng)采用以預(yù)防為主的對(duì)策,鋁基材生產(chǎn)后應(yīng)在3天內(nèi)進(jìn)行表面處理,若需要長(zhǎng)期保存?zhèn)H基材,傳統(tǒng)的辦法是采用防銹油涂裝保護(hù),在海運(yùn)中大多采用放有干燥劑的密封塑料包裝。通常存放在有干燥劑的倉(cāng)庫(kù)內(nèi),運(yùn)輸中應(yīng)防雨防潮,已經(jīng)發(fā)生淺表腐蝕的鋁基材可采用人工研磨或機(jī)械拋光的方法,也可采用機(jī)械刷光或噴砂的方法,除去淺表腐蝕。
(6)堿燒傷。該缺陷為殘留在鋁材表面的堿浸蝕槽液過(guò)度反應(yīng)引起的光澤不均勻。鋁材經(jīng)過(guò)堿浸蝕后轉(zhuǎn)移入水洗工序期間,鋁材表面殘留的槽液過(guò)度反應(yīng),部分變成干涸,使浸蝕表面不均勻,導(dǎo)致光澤不均勻。產(chǎn)生的原因是堿浸蝕槽液老化,氫氧化鈉含量失去控制,往往是偏高;槽液的溫度過(guò)高、氣溫高、轉(zhuǎn)移時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則更容易腐蝕堿燒傷。防止堿燒傷的對(duì)策是加強(qiáng)堿浸蝕槽液的分析、維護(hù),控制氫氧化鈉、溶鋁量在規(guī)定的范圍內(nèi);正確進(jìn)行堿浸蝕槽液的溫度控制;加強(qiáng)生產(chǎn)操作管理,正確掌握轉(zhuǎn)移操作時(shí)間,堿浸蝕后立即進(jìn)行水洗。
(7)過(guò)浸蝕。型材受到過(guò)度的堿浸蝕會(huì)變成粗糙的梨皮狀的表面,不僅降低光澤,而且過(guò)度浸蝕溶解了鋁型材,甚至影響其尺寸精度和力學(xué)性能。因堿浸蝕工藝因素的變化,如氫氧化鈉的含量、溫度、浸蝕時(shí)間、返工處理頻繁等不適當(dāng)?shù)牟僮鞴に囈蛩刈兓瑫?huì)產(chǎn)生過(guò)度的堿浸蝕。此外,合金成分、加工條件、添加劑的變化也可能引起過(guò)度的堿浸蝕。該缺陷嚴(yán)重時(shí),局部或全部的鋁材表面均形成粗糙的點(diǎn)腐蝕。鋁材出現(xiàn)過(guò)浸蝕,有可能與槽液分析控制不正確、不緊密配合生產(chǎn)或槽液長(zhǎng)期失去維護(hù)有關(guān)。發(fā)生嚴(yán)重粗糙的過(guò)浸蝕缺陷可能與堿浸蝕速度增加有很大的關(guān)系。這時(shí),工業(yè)鋁型材的浸蝕速度與正常的浸蝕速度相比要大到3倍以上。在這樣的浸蝕條件下,如果氫氧化物附著到鋁材表面上,產(chǎn)生嚴(yán)重的局部浸蝕,并使局部溫度升高,有時(shí)伴隨晶粒過(guò)界浸蝕。出現(xiàn)過(guò)浸蝕現(xiàn)象,直接的挽救措施是將槽液的溫度降低10-20℃,但要調(diào)整堿浸蝕槽液的含量到正確的范圍,應(yīng)使之盡快恢復(fù)正常的生產(chǎn)操作。應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膲A浸蝕槽液組成和工作條件(氫氧化鈉含量、溶鋁量、溫度等),控制堿浸蝕操作時(shí)間,并加強(qiáng)槽液的維護(hù)管理,減少鋁型材返工次數(shù)。
(8)電偶腐蝕。在水洗工序中有可能出現(xiàn)電偶腐蝕,它以點(diǎn)腐蝕的形貌出現(xiàn),有加重點(diǎn)腐蝕的可能性。在點(diǎn)腐蝕周圍有白色的腐蝕產(chǎn)物。電偶腐蝕的原因是兩種不同電位的金屬(如鋁材、鋼槽),浸入含有電解質(zhì)的水洗水中,相互導(dǎo)通連接,因?yàn)?span style="color:#003399;">工業(yè)鋁型材的電位比較負(fù),型材受到加速腐蝕形成點(diǎn)的腐蝕。解決電偶腐蝕的對(duì)策是導(dǎo)電梁不能直接放置在鋼制的槽子沿上,應(yīng)采取有效的電絕緣措施,并防止電絕緣件受到槽液和水的浸濕而導(dǎo)通;還需要認(rèn)真保護(hù)生產(chǎn)中的工藝槽子免受雜散電流的影響,鋼制的槽子應(yīng)該予以專有的接地,特別是鋼制的水洗槽。