Bei der Oberflächenbehandlung von 6063-Aluminiumprofilen können manchmal kleine, unregelmäßig verstreute dunkelgraue Korrosionsflecken auf der Aluminiumoberfläche auftreten. Diese Flecken sehen völlig anders aus als die durch Zink verursachten und treten bei der Herstellung von Aluminiumprofilen nur sporadisch auf. Einige Leute vermuten, dass die Ursache möglicherweise darin liegt, dass der Bediener nicht das korrekte Verfahren zur Oberflächenbehandlung befolgt hat, dass sich schädliche Verunreinigungsionen im Bad befinden oder dass die Materialqualität schlecht ist und zu viele Einschlüsse aufweist.
1. Analyse der Ursachen von Korrosionsflecken
Basierend auf jahrelanger Produktionserfahrung und der Untersuchung verschiedener Prozessparameter bei der Herstellung von Aluminiumlegierungsprofilen sowie der Verfolgung, wie Bediener die Verfahren befolgen, glauben wir, dass die Hauptgründe für das Auftreten dieser dunkelgrauen Korrosionsflecken folgende sind:
(1) Manchmal werden aus bestimmten Gründen die Zugabeverhältnisse von Magnesium und Silizium während des Gießprozesses nicht richtig angepasst, was dazu führt, dass das ω(Mg)/ω(Si)-Verhältnis innerhalb von 1,0–1,3 liegt, was viel niedriger ist als das optimale Verhältnis von 1,73 (im Allgemeinen innerhalb von 1,3–1,5 kontrolliert). Obwohl die Magnesium- und Siliziumgehalte innerhalb der angegebenen Bereiche liegen (ω(Mg)=0.45 %–0,9 %, ω(Si)=0.2 %–0,6 %), liegt dennoch ein gewisser Siliziumüberschuss vor. Abgesehen von einer geringen Menge, die in freier Form vorliegt, bildet dieser überschüssige Silizium auch ternäre Verbindungen in der Aluminiumlegierung. Wenn ω(Si) < ω(Fe), bildet sich mehr (Al12Fe3Si)-Phase, was eine spröde Verbindung ist. Wenn ω(Si) > ω(Fe), bildet sich mehr (Al9Fe2Si2)-Phase, was eine noch sprödere nadelartige Verbindung darstellt. Seine schädliche Wirkung ist größer als die der Phase und macht die Legierung häufig anfällig für Risse entlang dieser Phase. Diese unlöslichen Verunreinigungsphasen oder freien Verunreinigungsphasen neigen dazu, sich an Korngrenzen anzusammeln, wodurch die Festigkeit und Zähigkeit der Grenzen geschwächt wird [1-3] und zum schwächsten Punkt mit der schlechtesten Korrosionsbeständigkeit wird, wo die Korrosion zuerst beginnt.
(2) Während des Schmelzens wird die Siliziumverteilung in der Schmelze ungleichmäßig, selbst wenn das Zugabeverhältnis von Magnesium und Silizium im Standardbereich liegt, was manchmal auf ungleichmäßiges oder unzureichendes Rühren zurückzuführen ist, wodurch örtlich reiche und arme Zonen entstehen. Da Silizium in Aluminium eine sehr geringe Löslichkeit aufweist (1,65 % bei der eutektischen Temperatur von 577 Grad und nur 0,05 % bei Raumtemperatur), wird die Zusammensetzung nach dem Gießen ungleichmäßig. Dies betrifft direkt industrielle Aluminiumprofile. Wenn in der Aluminiummatrix eine kleine Menge freies Silizium vorhanden ist, verringert dies nicht nur die Korrosionsbeständigkeit der Legierung, sondern vergröbert auch die Legierungskörner [4].
(3) Während der Extrusion kann die Steuerung verschiedener Prozessparameter, wie z. B. eine zu hohe Vorwärmtemperatur des Knüppels, die Geschwindigkeit der Metallextrusion, die Luftkühlungsfestigkeit während der Extrusion und eine falsche Alterungstemperatur oder Haltezeit, leicht zu einer Entmischung von Silizium und freiem Silizium führen, wodurch Magnesium und Silizium daran gehindert werden, die Mg2Si-Phase vollständig zu bilden, und etwas freies Silizium zurückbleibt.
2. Korrosion während des Oberflächenbehandlungsprozesses
Bei der Oberflächenbehandlung von 6003-Aluminiumlegierungsprofilen mit viel freiem und überschüssigem Silizium können folgende Phänomene beobachtet werden: Wenn die Profile in ein Säurebad (15–20 % Schwefelsäure) gelegt werden, sind viele kleine Blasen auf der Oberfläche deutlich zu erkennen. Mit zunehmender Zeit und steigender Badtemperatur beschleunigt sich die Reaktion, was darauf hindeutet, dass die galvanische elektrochemische Korrosion begonnen hat. Wenn Sie an diesem Punkt die Profile aus dem Bad nehmen und sie untersuchen, werden Sie viele Flecken auf der Oberfläche bemerken, die eine andere Farbe als die normale Oberfläche haben. Bei nachfolgenden Behandlungen wie alkalischem Beizen, saurem Neutralisationspolieren und Schwefeleloxieren werden diese dunkelgrauen Korrosionsflecken noch deutlicher sichtbar.
Die durch Zink verursachte Korrosion sieht anders aus als die durch Silizium verursachte. Durch Zink verursachte Korrosionsflecken sehen aus wie Schneeflocken, breiten sich entlang der Korngrenzen nach außen aus und bilden Vertiefungen mit einer bestimmten Tiefe. Im Gegensatz dazu erscheinen durch Silizium verursachte Korrosionsflecken als dunkelgraue Einschlüsse, breiten sich nicht entlang der Korngrenzen nach außen aus und fühlen sich nicht tief an. Mit fortschreitender Behandlung treten immer mehr dieser Flecken auf, bis die Reaktion vollständig abgeklungen ist. Diese dunkelgrauen Flecken können grundsätzlich durch eine Verlängerung der Korrosionszeit oder durch eine Filmentfernungsbehandlung entfernt oder reduziert werden.
3. Vorbeugende Maßnahmen
Die durch Silizium verursachte Korrosion von 6063-Aluminiumlegierungsprofilen kann vollständig verhindert und kontrolliert werden. Solange die eingehenden Rohstoffe und die Legierungszusammensetzung wirksam überwacht werden, um sicherzustellen, dass das Verhältnis von Magnesium- zu -Silizium zwischen 1,3 und 1,7 liegt und die Parameter jedes Prozesses (wie Schmelzen, Rühren, Gießkühlwassertemperatur, Vorwärmtemperatur des Knüppels, Extrusionsabschreckung und Luftkühlungsfestigkeit, Alterungstemperatur und -zeit usw.) streng kontrolliert werden, können Siliziumsegregation und freies Silizium vermieden werden und Silizium und Magnesium können nützliches Mg2Si bilden Kräftigungsphasen soweit wie möglich.
Wenn Sie solche Siliziumkorrosionsflecken bemerken, müssen Sie bei der Oberflächenbehandlung besonders vorsichtig sein. Versuchen Sie beim Entfetten, eine schwach alkalische Lösung zu verwenden. Wenn dies nicht möglich ist, halten Sie die Einweichzeit in einer sauren Entfettungslösung so kurz wie möglich (Profile aus hochwertiger Aluminiumlegierung halten 20–30 Minuten in einer sauren Entfettungslösung aus, problematische Profile sollten jedoch nur 1–3 Minuten belassen werden). Außerdem sollte das Spülwasser danach einen höheren pH-Wert haben (pH > 4 und den Cl--Gehalt kontrollieren). Versuchen Sie bei alkalischer Korrosion, die Korrosionszeit zu verlängern. Verwenden Sie zum Neutralisieren und Aufhellen eine Salpetersäure-Aufhellungslösung. Beginnen Sie beim Anodisieren mit Schwefelsäure so schnell wie möglich mit der Elektrolyse. Dadurch fallen die durch Silizium verursachten dunkelgrauen Korrosionsflecken kaum auf und können den Nutzungsanforderungen gerecht werden.
