管型母線 系列產(chǎn)品：6063G（6063）鋁鎂合金管母線，LF21（3A21）鋁錳合金管母線，LDRE（6R05）鋁鎂硅合金管母線，6Z63（6063-Zr）耐熱鋁合金管母線 ，6063鋁鎂合金管管形母線、臺灣同城6063G鋁鎂合金管形母線、臺灣同城LF-21鋁錳合金管形母線、臺灣同城3A12鋁錳合金管形母線、臺灣同城LDRE鋁鎂硅合金管形母線、臺灣同城6R05鋁鎂硅合金管形母線、臺灣同城6Z63耐熱鋁合金管形母線腐蝕及6000系鋁合金的晶間腐蝕- 來源： 互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布人: rlc666 大中小摘要： 鋁及鋁合金的腐蝕主要有點蝕、臺灣同城晶間腐蝕、臺灣同城應(yīng)力腐蝕開裂、臺灣同城層狀腐蝕等。鋁雖具有相當(dāng)高的抗腐蝕性能，但不管什么金屬材料，也不管它有多高的抗蝕性，在使用中總會或多或少地產(chǎn)生腐蝕損耗。每年鋁的腐蝕損耗約為當(dāng)年鋁產(chǎn)量的0.5％。6000系合金在變形鋁合金中是產(chǎn)量 的，它的抗腐蝕性能雖不如1000系、臺灣同城3000系、臺灣同城5000系鋁合金，但卻比2000系及7000系鋁合金大得多。6000系合金的晶間傾向也比較大，對重要結(jié)構(gòu)用的6000系鋁合金材料應(yīng)進行晶間腐蝕敏感性評估。鋁及鋁合金的腐蝕主要有點蝕、臺灣同城晶間腐蝕、臺灣同城應(yīng)力腐蝕開裂、臺灣同城層狀腐蝕等。鋁雖具有相當(dāng)高的抗腐蝕性能，但不管什么金屬材料，也不管它有多高的抗蝕性，在使用中總會或多或少地產(chǎn)生腐蝕損耗。每年鋁的腐蝕損耗約為當(dāng)年鋁產(chǎn)量的0.5％。6000系合金在變形鋁合金中是產(chǎn)量 的，它的抗腐蝕性能雖不如1000系、臺灣同城3000系、臺灣同城5000系鋁合金，但卻比2000系及7000系鋁合金大得多。6000系合金的晶間傾向也比較大，對重要結(jié)構(gòu)用的6000系鋁合金材料應(yīng)進行晶間腐蝕敏感性評估。根據(jù)慣用的估算方法，每年中國因腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失約占GDP（國民生產(chǎn)總值）的3％，因腐蝕消耗的鋼材為年產(chǎn)量的1/3左右，其中約占總產(chǎn)量的1/10是不可回收利用的。鋁及鋁合金的抗腐蝕性能比鋼高得多，腐蝕損耗也比鋼小得多。2020年，中國原鋁產(chǎn)量3730萬噸，照此估算，鋁的腐蝕損耗約18.65萬噸。鋁腐蝕的分類從腐蝕的形貌看，鋁的腐蝕可分為腐蝕和局部腐蝕，前者又稱均勻腐蝕，也稱整體腐蝕，是指與環(huán)境相接觸的材料表面均勻腐蝕而受到損耗。鋁在堿性溶液中的腐蝕就是典型的均勻腐蝕，如堿洗，腐蝕結(jié)果是鋁表面以近似相同的速率變薄，質(zhì)量減輕。但應(yīng)當(dāng)指出， 的均勻腐蝕是不存在的，厚度的減薄各處不盡相同。局部腐蝕是指腐蝕的發(fā)生局限在結(jié)構(gòu)的特定區(qū)域或部位上，又可分為如下幾類：1.點蝕點蝕發(fā)生在金屬表面極為局部的區(qū)域內(nèi)或部位上，造成洞穴或坑點并向內(nèi)部擴展，甚至造成穿孔。若坑口直徑小于點穴深度時，稱為點蝕；若坑口直徑大于坑的深度時，可稱為坑蝕。實際上，點蝕與坑蝕并無嚴(yán)格界限。鋁在含氯化物的水溶液中所發(fā)生的為典型的點腐蝕。在鋁的腐蝕中，點腐蝕常見，是由于鋁的某一區(qū)域的電位與基體電位不同引起的，或由電位與鋁基體電位不同的雜質(zhì)存在引起的。2.晶間腐蝕此種腐蝕是在晶粒或晶體本身未受到明顯侵蝕情況下，發(fā)生在金屬或合金晶界處的一種選擇性腐蝕，會使材料力學(xué)性能劇降，以致造成結(jié)構(gòu)損壞或事故。晶間腐蝕原因是在某些條件下晶界很活潑，如晶界處有雜質(zhì)，或晶界處某一合金元素增多或減少，也就是說晶界上必須有一層薄薄的對鋁的其余部分呈電負性的區(qū)域，它優(yōu)先腐蝕。高純鋁在鹽酸中及高溫水中可發(fā)生這類腐蝕，AI-Cu、臺灣同城AI-Mg-Si、臺灣同城Al-Mg、臺灣同城Al-Zn-Mg 合金都對晶間腐蝕敏感。3.電偶腐蝕電偶腐蝕也是鋁的一種特征性腐蝕形態(tài)。當(dāng)一種不太活潑的金屬和一種比較活潑的金屬如鋁（陽極）在同一環(huán)境中相接觸時或有導(dǎo)體相聯(lián)時，形成電偶并引起電流的流動，從而造成電偶腐蝕。電偶腐蝕又稱雙金屬腐蝕或接觸腐蝕。鋁的自然電位很負，當(dāng)鋁與其它金屬接觸時，鋁總是呈陽極，腐蝕加速，幾乎所有鋁及鋁合金都無法避免電偶腐蝕。相接觸的兩種金屬的電位差愈大，電偶腐蝕也愈嚴(yán)重。應(yīng)特別注意的是，在電偶腐蝕中，面積因素極為重要，大陰極和小陽極是不利的搭配。4.縫隙腐蝕同種或異種金屬相接觸，或金屬與非金屬相接觸，就會形成縫隙，就會在縫隙處或其鄰近處產(chǎn)生腐蝕，縫隙外沒有腐蝕，是由于縫隙內(nèi)氧的缺乏引起的，因為此時形成濃差電池。縫隙腐蝕與合金種類幾乎無關(guān)，即使非常耐蝕的合金也會發(fā)生。縫隙頂端酸性環(huán)境是腐蝕原動力，是沉積物（垢）下腐蝕的一種，6063合金建筑鋁型材表面灰漿下腐蝕是一種極為普通的垢下縫隙腐蝕。法蘭連接面、臺灣同城螺母緊固面、臺灣同城搭接面、臺灣同城焊縫氣孔、臺灣同城銹層下與沉層在金屬表面的淤泥、臺灣同城積垢、臺灣同城雜質(zhì)等都會引發(fā)縫隙腐蝕。5.應(yīng)力腐蝕開裂應(yīng)力腐蝕開裂是拉應(yīng)力和特定腐蝕介質(zhì)共存時引起的腐蝕開裂。應(yīng)力可以是外加的，也可以是金屬內(nèi)部的殘余應(yīng)力，后者可能產(chǎn)生于加工制造時的形變，也可以產(chǎn)生于淬火時的劇烈溫度變化，還可能是內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變引起體積變化造成的。鉚接、臺灣同城螺栓緊固、臺灣同城壓入配合、臺灣同城冷縮配合造成的應(yīng)力也是殘余應(yīng)力，當(dāng)金屬表面的拉應(yīng)力達到屈服強度Rpo.2時就會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，2000系及7000系鋁合金厚板在淬火時都會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)在時效處理前通過預(yù)拉伸，以免加工航空器零件時產(chǎn)生變形或甚至帶到零件中去。6.層狀腐蝕該腐蝕又稱剝層、臺灣同城剝落、臺灣同城成層腐蝕，可簡稱剝蝕，是2000系、臺灣同城5000系、臺灣同城6000系及7000系合金的一種特殊的腐蝕形態(tài)，多見于擠壓材，一旦發(fā)生可像云母一樣一層一層地往下剝離。7.絲狀腐蝕這是一種可在鋁材漆膜或其他涂層下呈蠕蟲狀發(fā)展的腐蝕，但未發(fā)現(xiàn)陽極氧化膜下的這種腐蝕，一般發(fā)生于航空器鋁結(jié)構(gòu)件與建筑或結(jié)構(gòu)鋁件涂層之下。絲狀腐蝕與材料成分、臺灣同城涂覆前預(yù)處理和環(huán)境因素有關(guān)。環(huán)境因素是指溫度、臺灣同城濕度、臺灣同城氯化物等。6000系合金的晶間腐蝕在當(dāng)今應(yīng)用的變形鋁合金中，應(yīng)用廣的是熱處理可強化的6000系合金，它們是一類Al-Mg-Si系與Al-Mg-Si-Cu系合金。2018年在美國鋁業(yè)協(xié)會（TheAluminum Association，Inc.）公司注冊的常用及非常用合金共706個，其中6000系合金多，有126個，占18％，在建筑工業(yè)、臺灣同城結(jié)構(gòu)領(lǐng)域與交通運輸裝備方面獲得了廣泛的應(yīng)用，因為它們有良好的成形加工性能、臺灣同城適中的強度與的抗腐蝕性能。可是如果合金成分配比不恰如其分，或熱處理參數(shù)選擇不當(dāng)，或加工成形欠妥，那么在含氯的環(huán)境中就會出現(xiàn)晶間腐蝕（IGC）。在多數(shù)情況下，晶間腐蝕出現(xiàn)于含少量銅和Si/Mg 高的合金中，通常大多數(shù)含銅合金的銅含量都不大于0.4％，只有6013、臺灣同城6113、臺灣同城6056、臺灣同城6156等4個合金的銅含量高達1.1％，向Al-Mg-Si合金加銅是為提高合金的力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)，凡是有晶間腐蝕敏感性的合金，用高分辨率掃描透射電鏡觀察時，往往發(fā)現(xiàn)有富銅的偏析層和陰極性Q相沉淀物。Q相是一種四元金屬間相，分子式為Cu2Mg8 Si5Al4，沿著晶界析出，使鄰近的固溶體發(fā)生陽極溶解，形成無析出物帶（precipitate free zone）。晶間腐蝕敏感性檢驗在確定鋁合金的晶間腐蝕敏感性時，常用檢驗方法有兩種：現(xiàn)場（野外）試驗（fieldtest）與加速沉浸試驗。在加速試驗時，為了加快腐蝕進行，往往采用含有鹽酸的氯化鉀溶液（ISO 11846MethodB）或加有過氧化氫的氯化鉀溶液（ASTMG110）。試驗后對試樣橫截面進行金相觀察或測定其力學(xué)性能損失。ISO11846加速試驗結(jié)果與海洋氣氛現(xiàn)場試驗結(jié)果有著高度的一致性，可是晶間腐蝕敏感性鋁材在加速試驗時，在靠近試樣表面的幾乎所有晶界都發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕（均勻晶間腐蝕），而現(xiàn)場試驗試樣表面僅在有限的地區(qū)發(fā)生腐蝕（局部腐蝕）。盡管如此，加速試驗仍是能準(zhǔn)確地判斷材料是否有晶界腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)方法。汽車工業(yè)常常按ISO 11846 Method B標(biāo)準(zhǔn)判斷6000系鋁合金是否有晶間腐蝕。按此標(biāo)準(zhǔn)試驗時，首先將小試樣（表面積＜20cm2）全浸于室溫酸性氯化鈉溶液（pH＝1）中24h，然后進行金相檢驗，以確定腐蝕類型，點蝕還是晶間腐蝕，還待確定：腐蝕破壞表面百分?jǐn)?shù)和 腐蝕深度。近的研究顯示，允許對試驗條件做一些較大的變動，不會對試驗結(jié)果再現(xiàn)性有大的影響。特別是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電解質(zhì)體積對試樣表面積之比不得小于5ml/cm2，否則對晶間腐蝕速度的影響甚大。試樣表面發(fā)生腐蝕的條件是必須存在陰極反應(yīng)（析出氫，氧減少），試驗溶液的pH值隨著時間延長而上升，使電解質(zhì)腐蝕下降。在8系列變形鋁合金中，6000系合金是一類Al-Mg-Si（Cu，Zn）系合金，易發(fā)生晶間腐蝕的合金之一，也就是說該系合金有相當(dāng)強的晶間腐蝕敏感性。為了檢驗6000系合金晶間腐蝕傾向，一個有效的方法是在ISO 11846標(biāo)準(zhǔn)試驗后進行堿液浸蝕再進行除污處理，除污處理用濃硝酸液。不過在溫度50℃-60℃、臺灣同城濃度（5-10）wt％的NaOH溶液中浸蝕2min-5min，對試驗結(jié)果會有所影響。一種有效的替代堿浸蝕的工藝是用硝酸/ 溶液，能有效地表面上富鐵原生質(zhì)點上的鋁。大家知道，鋁質(zhì)點能加速鋁合金在氯化物溶液的腐蝕，因為它們是局部的顯微陰極，同時這些質(zhì)點還是晶間腐蝕（IGC）的發(fā)源地。與在堿液中的腐蝕相比，合金在硝酸/氟化物液中的腐蝕緩慢一些。6000系合金既是一類應(yīng)用廣、臺灣同城產(chǎn)量 、臺灣同城品種（牌號）多的變形鋁合金，也是晶間腐蝕敏感性大的變形合金之一，但是只要生產(chǎn)中嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范特別是熱處理工藝，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，制作精良，這種腐蝕完全可以避免。6000系合金結(jié)構(gòu)、臺灣同城零部件的晶間腐蝕敏感性還與其工作環(huán)境密切相關(guān)，在設(shè)計結(jié)構(gòu)時，宜給予充分注意。

　脫脂時間的延長與脫脂溫度的升高對6063G鋁鎂合金管 管母線具有相類似的影響規(guī)律,即脫脂時間越長,合金表面出現(xiàn)斑點、臺灣附近斑塊腐蝕的可能性越大,斑點、臺灣附近斑塊腐蝕的影響程度也越來越深。一般脫脂時間應(yīng)為3min(對200g/L的H2SO4而言),脫脂時間過短或過長都會使型材表面出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,為后續(xù)的陽極氧化處理留下隱患。關(guān)于脫脂時間的影響作用可從以下兩方面介釋:(1)脫脂液中的Cl-有擴大斑點和斑塊腐蝕的趨勢,而且其濃度越高,影響越甚,這種情況下,如果脫脂時間超過正常值,負面作用就更為嚴(yán)重；(2)隨著脫脂時間的延長,合金中的微量元素會部分溶解,致使型材表面出現(xiàn)凹凸不平的腐蝕缺陷。2堿洗堿洗是預(yù)處理工藝中關(guān)鍵的步驟,堿洗劑以及添加劑,反應(yīng)溫度、臺灣附近時間等不同程度地影響著鋁型材的表面質(zhì)量。當(dāng)堿洗劑和添加劑選定之后,影響堿洗效果的因素是堿洗溫度和堿洗時間。2.1溫度的影響堿洗時的反應(yīng)活化能約46kJ/mol,這個數(shù)值一般不隨蝕洗條件的變化而改變,但反應(yīng)速度卻會因溫度升高而加快(溫度每升高10℃,速度就增加一倍)。文獻研究表明:堿洗時反應(yīng)溫度過高會使鋁型材表面產(chǎn)生“干涸斑點”缺陷。當(dāng)堿洗溫度較高時(高于70℃),堿液反應(yīng)速度非常快,型材從堿洗槽移出時,會有大量的堿液附集在其表面,由于此時型材表面仍然保持較高溫度,所以蝕洗速度仍然很高,殘留有堿液的區(qū)域迅速干涸后出現(xiàn)Al2O3斑點,而且這些斑點在后續(xù)處理中很難。另外,由于堿洗溫度高,反應(yīng)速度快,溶解下來的Zn2＋、臺灣附近Fe3＋亦能在較短時間內(nèi)以溶解2再沉積方式進一步加劇局部腐蝕。一般堿洗溫度保持在50℃左右較為合適,既能保證堿洗質(zhì)量,又能防止腐蝕斑點塊的發(fā)生。2.2時間的影響堿洗時間的長短對處理效果有著至關(guān)重要的作用,對于在50℃,用NaOH(50g/L)作為堿洗劑的條件下,時間一般取2min為宜。堿洗時間太短,達不到除氧化膜及活化表面的效果；時間過長,不僅增加鋁的損耗量,而且有可能將潛在的缺陷擴大,造成產(chǎn)品報廢。3水洗水洗的質(zhì)量對合金的陽極氧化效果有很大影響,由酸槽、臺灣附近堿槽帶入的大量雜質(zhì)離子以及較低或較高的pH值都會產(chǎn)生點蝕,特別是對點蝕敏感的氯離子,因其自催化作用很容易在不完整的鈍化膜上產(chǎn)生腐蝕斑點。所以,應(yīng)注意預(yù)處理過程中的水洗質(zhì)量,在保證充分水洗的情況下,還要適當(dāng)控制水洗液中的氯離子含量。3.1時間的影響隨著水洗時間的延長,鋁型材表面斑塊腐蝕大大加劇,腐蝕面積也有所增大。顯微鏡下觀察水洗試樣,發(fā)現(xiàn)斑點腐蝕隨水洗時間的變化沒有明顯的規(guī)律性,但斑塊腐蝕受水洗時間的影響顯著,即水洗時間超過正常值越多,斑塊腐蝕的面積越大,顏色也更深。關(guān)于水洗時間的確定隨處理工序的不同而略有差別,一般脫脂與中和工序后的水洗時間比堿洗后的稍長,但均以不超過2min為宜,以免型材表面出現(xiàn)斑塊缺陷。另外,若水洗方式改為沖洗,便能有效地防止表面斑塊腐蝕。3.2氯離子的影響研究發(fā)現(xiàn),水洗液中的Cl-有誘發(fā)斑塊腐蝕的作用。當(dāng)水洗液中無Cl-存在時,型材表面幾乎沒有出現(xiàn)斑塊腐蝕,只有零星的少量斑點腐蝕；當(dāng)水洗液中加入0.1g/L的Cl-后,型材表面出現(xiàn)了明顯的斑塊腐蝕區(qū)域,但面積不大,腐蝕程度較淺；當(dāng)Cl-達到0.3g/L時,型材表面出現(xiàn)了大量的斑塊腐蝕,且呈片狀連續(xù)分布。4中和堿洗過程溶解鋁,但合金中許多第二相組分不能溶解,這些物質(zhì)堿洗后殘留于金屬表面。另外,一些合金元素如Zn、臺灣附近Si等雖溶于堿,但蝕洗時會重新積存于合金表面,所以在陽極氧化前必須進行中和,以表面殘留的雜質(zhì)。要想獲得良好的中和效果,下面兩點很重要:一是適當(dāng)控制中和溫度,避免因溫度過高或過低出現(xiàn)表面缺陷；二是嚴(yán)格控制中和液中的Fe3＋濃度,減少因Fe3＋的氧化性引起的斑點腐蝕。4.1溫度的影響溫度是中和過程的重要因素,它直接影響中和反應(yīng)的速度。溫度過低,反應(yīng)不徹底,金屬表面的殘留雜質(zhì)很難干凈,尤其在冬季作業(yè),更應(yīng)注意溫差的影響；溫度過高,鋁的溶解速度較快,為斑點腐蝕的擴展準(zhǔn)備了條件。一般反應(yīng)溫度控制在20℃較為理想,對于新配制的酸液(特別是H2SO4),應(yīng)冷卻到需要溫度再進行中和反應(yīng)。4.2 Fe3＋的影響實驗結(jié)果表明,硫酸中和液中Fe3＋的存在,它在一定程度上加速了斑點腐蝕,同時還能誘發(fā)、臺灣附近加劇斑塊腐蝕的發(fā)展。當(dāng)H2SO4中Fe3＋很少時,金屬表面的斑點、臺灣附近斑塊腐蝕很少,反應(yīng)較均勻；當(dāng)H2SO4中Fe3＋的濃度達到0.1g/L時,金屬表面開始出現(xiàn)斑點腐蝕,并且有散亂的斑塊腐蝕分布；當(dāng)Fe3＋的濃度提高到0.3g/L時,斑點腐蝕的數(shù)目和斑塊腐蝕的面積均明顯增加,型材表面質(zhì)量很差。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)Fe3＋濃度很高時,H2SO4中和液的氧化性就很強(因Fe3＋的氧化性很強),致使中和過程中鋁的溶解速度加劇,鋁型材的表面質(zhì)量較差。5結(jié)束語預(yù)處理工藝雖然是陽極氧化處理前的輔助工序,但對鋁型材的表面質(zhì)量有著不可低估的作用。各廠家應(yīng)從自身的情況出發(fā),制定出切實可行的預(yù)處理工藝參數(shù),以提高鋁型材的表面處理質(zhì)量。 [轉(zhuǎn)載需保留出處 –