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發布時間：2021-08-02 16:10
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技術丨鋁型材6063氧化外觀不良表面斑點陰陽色怎么改善？
生活水平的提高，鋁合金門窗、鋁合金幕墻的使用越來越普及，然而不少的鋁合金在使用一段時間以后，表面出現形態各異的腐蝕缺陷，其中斑點腐蝕較為常見，嚴重影響鋁型材的使用性能及裝飾效果。
為了合理改善鋁型材的表面質量，達到控制表面斑點腐蝕的目的，很有必要對斑點缺陷做深入細致的分析。本文以6063鋁型材經陽極氧化后表面出現的斑點腐蝕為研究對象，分析斑點腐蝕的本質、成因及生成機理，探討產生斑點腐蝕的關鍵因素。
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斑點腐蝕的本質分析
由所使用的6063鋁型材成分可知，為了確保Mg元素充分形成強化相Mg2Si，一般在配制合金成分時人為的使Si元素適量過剩。因為隨著Si含量的增加，合金的晶粒變細，熱處理效果較好。但另一方面，Si的過剩也有面作用，使合金的塑性降低，耐蝕性變壞。
研究表明：過剩Si不僅能形成游離態的Si相，還會與基體形成α相（Al12Fe2Si）和β相（Al9Fe3Si2），這樣在鋁合金中存在游離態的Si相、α相（Al12Fe2Si）、β相（Al9Fe3Si2）等陰極相粒子和陽極相Mg2Si粒子。α相和β相對合金的腐蝕性能影響很大，尤其是β相能顯著降低合金的腐蝕性能。
斑點處殘留物的成分主要是游離Si相和AlFeSi相，同時發現氯元素在殘留物處也發生了吸附，這說明Cl-參與了腐蝕過程。腐蝕區中鋅元素含量較基體高得多，說明合金中的雜質元素鋅也參與了腐蝕過程。
陽極氧化工序中，陽極相Mg2Si是合金的點蝕源。在陽極氧化堿洗時，Mg2Si粒子優先溶解而形成蝕坑，其中鎂溶解在溶液中而硅在鋁合金上殘留下來，當蝕坑聚集在晶粒上就會使該晶粒顏色發暗。在硫酸中和工序中硅不易除去，故斑點腐蝕蝕坑底部硅含量較其他區域高。
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斑點腐蝕的成因分析
影響斑點腐蝕的主要因素有預處理過程中的堿洗溫度、堿洗時間以及合金成分中的Zn、Fe、Si元素含量與合金的擠壓狀態等。在諸多因素中，擠壓狀態起著關鍵性的作用，它關系到對腐蝕性能有較大影響的Zn、Fe、Si等元素的分布，以及金屬鍵間化合物等粒子的析出位置。
在較粗的擠壓條紋區中，斑點腐蝕分布具有明顯的方向性，因為這個區域擠壓時阻力較大，應力多在此集中，該處金屬的晶格發生嚴重畸變，成為局部高自由能區，在隨后的再結晶過程中優先形核，為了降低界面能和處于穩定態，此處晶粒不僅異常長大，而且Mg2Si陽極相、游離Si、FeSiAl、FeAl3等陰極相優先析出，為后續的斑點腐蝕創造了條件。
由于上述原因，在析出游離Si、FeSiAl、FeAl3等金屬問化合物的晶界附近出現硅鐵元素的貧乏區，此區近乎為純鋁，電位為負是陽極，它與金屬間化合物（是陰極）構成了微電池，在腐蝕介質的作用下，微電池中陰極相（如游離Si、FeSiAl、FeAl3）周圍的Si、Fe貧乏區（是陽極相）優先溶解，而Mg2Si也發生溶解，結果陽極相周圍Al的溶解形成了帶有殘留物的腐蝕坑，陽極相溶解則形成沒有殘留物的腐蝕坑。
當腐蝕條件繼續惡化（如溫度上升、堿洗時間長等）的情況下，基體Al繼續溶解，腐蝕坑向深的方向發展，于是表面形貌就表現為部分帶有殘留物的腐蝕坑和部分無殘留物的腐蝕坑，由二者構成了前面所述的斑點腐蝕。
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斑點腐蝕生成機理分析
6063是Al-Mg-Si系合金，Mg2Si的時效強化相。為提高合金強度，生產中常使Si元素含量過剩，由過剩Si便形成了游離Si、FeSiAl相粒子。這些粒子在擠壓工藝不當及熱處理不規范的情況下，可能導致與FeAl3、Mg2Si粒子一起在晶界處偏聚（或偏析），這就構成了點蝕源。
根據腐蝕學理論，陰極質點周圍的陽極鋁會優先腐蝕，生成的Al3 向陰極擴散，而溶液中的OH-向陽極擴散，終在陰陽極的界面沉淀出白色絮狀的Al（OH）3，干涸后在鋁材的表面構成白點。即所謂的斑點腐蝕。相應的化學方程式如下：
Al→Al3 3e（陽極）
Al3 3OH-→Al（OH）3↓（陰極）
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活性元素的影響
4.1
Zn元素的加速作用
固溶在鋁合金中的鋅以“溶解-再沉積”的方式加速晶粒腐蝕，合金表面上沉積的鋅或鐵以及高電位脫溶物FeSiAl和游離硅等陰極性粒子能起到有效的陰極作用，加快溶解氧的還原過程，促進腐蝕不斷擴展、加深。
Zn元素堿洗時隨Al的溶解而以Zn（OH）42-和Zn（OH）-3的形式溶于堿液中。又因為Zn的電位（-0.76V）較Al的電位（-1.67V）正，當堿液中Zn離子的濃度增至一定數值時，Zn就會選擇性地沉積在腐蝕坑中的殘留物上，所以會出現Zn元素偏高的異常現象。另一方面，由于Zn、Al二者的電位差較大，導致微電池中的腐蝕電流很大，陰極性粒子Fe、Si貧乏區（基本為純鋁）溶解較快，這種腐蝕終表現為斑點腐蝕。
4.2
Cl-的活化作用
作為外部因素的Cl-對斑點腐蝕非常敏感，具有誘發、加重點蝕的作用。研究結果發現，脫脂酸中的Cl-會在鈍化膜缺陷處吸附，并穿透鈍化膜吸附于基體上。
此處的鋁元素由于被活化而迅速溶解，于是鈍化膜被破壞，形成電偶電池結構，在酸性介質的作用下，局部腐蝕電流較大，此時Cl-與溶解的A13 發生如下絡合反應：Al3 Cl- H2O→AlOHCl H ，使溶液的酸性進一步加強，腐蝕條件更加惡化。
當Cl-濃度時，絡合反應向右進行，鈍化膜上的活性點會大大增加，在隨后的堿洗過程中優先溶解，從而出現較為嚴重的斑點腐蝕。
4.3
pH值的促進作用
水洗水中的pH值小于2或者大于4時，很少發生斑點腐蝕。顏色發暗時的晶粒由灰色向黑色轉變過程中，水洗槽中的pH值起到了一定的促進作用。
當水洗水中pH＞4時，鋁型材表面形成的鈍化膜比較完整、致密，H 、Cl-的吸附、活化、破壞作用大大減弱，故型材很少甚至沒有腐蝕發生；當pH＜2時，鋁型材表面處于活性溶解狀態，無鈍化膜形成，所以也不會出現斑點腐蝕。
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結論
6063鋁型材斑點腐蝕是因鋁合金中陽極相Mg2Si的偏析、粗化引起的，而合金中雜質元素Zn及溶液中Cl-和pH值加速了斑點腐蝕的發生與發展。
應適當調整合金中的鎂硅元素質量比，不宜使硅元素含量過高，并合理安排時效制度以防止Mg2Si粒子的偏聚，以免影響鋁型材的腐蝕性能。
控制合金中微量元素Zn以及處理過程中溶液的Cl-濃度和pH值，減輕活性元素的面影響。
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鋁型材氧化著色加工需要注意的問題
近年來有關導電氧化膜層易于吸附有機涂料，結合力良好的認識得到進一步的提高。鋁型材在前處理工序中需要注意一些問題，鋁型材加工件并非所有表面都經過機械加工，工件轉入熱處理或焊接工序之前需經溶劑清洗，除凈表面油污。
但目般做不到這一點，表面形成一層油污燒結的焦化物，這層焦化物在溶劑中是難以除凈的，若浸泡在硬質氧化著色會引起局部腐蝕，產生麻點或造成凹凸不平，嚴重影響產品質量。筆者用浸泡的方法來泡缺衡層焦化物，待焦化物松軟后再在堿液中稍加清洗即能徹底除凈。工業鋁型材緊固件有哪些
常見的緊固件品種大致分為12大類,分別為：螺栓、螺柱、螺母、螺釘、自攻螺釘、木螺釘、墊圈、擋圈、銷、鉚釘、焊釘、組合件和鏈接副等。在工業鋁型材出產運用范圍中，工業龍須菜配件緊固件又有些不同。
工業鋁型材配件緊固件分為：鋁型材角件角碼、鋁型材銜接件、鋁型材螺栓螺母、鋁型材裝配件、鋁型材裝修件、鋁型材支撐件及腳輪等六類。
1、鋁型材角件角碼多用于來銜接兩根鋁材，作用是添加兩根型材銜接點的支撐力度，也是型材需求移動的銜接方法之一。選用角件角碼銜接方法時運用的螺栓螺母都需另外裝備。
2、鋁型材銜接件有許多不同的品種，處理大部分客戶的不同需求。如鋁型材活動鉸鏈是用于兩根型材間的活動銜接，可旋轉180度，且它有多種不同的銜接方法。
3、鋁型材螺栓螺母往往需求配套運用。且不同的螺栓螺母其運用效果也不同。如t型槽螺母的特點是在裝置過程中，可以主動定位鎖緊，節省時間提升效率。半圓頭螺栓在銜接前需先在型材上打空攻螺紋孔。是工業鋁型材結構常見的內銜接方法。
4、鋁型材裝配件/裝修件是主動化設備職業中運用較多的一些裝修配件，如合頁、視點調理板、把手、表里銜接板、端面銜接板、鋁型材槽條、鋁型材端蓋等，特點是裝置方便，不影響漂亮。
5、鋁型材支撐件及腳輪是工業鋁型材支架、機架、小推車、物料架通用的配件。具有支撐防震、裝置精細、靜音防塵、可移動等優點。
重慶固爾美科技有限公司批發零售工業鋁型材及鋁型材配件緊固件，定做各類非標鋁型材結構、機架、設備防護圍欄/安全圍欄等。
工業鋁型材是怎樣界說的
工業鋁型材使用廣泛，是修建的首要耗材之一。下面就來看一下工業鋁型材是怎樣界說的。
工業鋁型材意義 英文名，Aluminium Profile System ，別號：工業鋁擠材引、工業鋁合金型材，是一種以鋁為首要成份的合金資料，鋁棒通過熱熔，揉捏然后得到不同截面形狀的鋁資料，但增加的合金的份額不同，出產出來的工業鋁型材的機械性能和使用范疇也不同。履行規范按GB/T5237.1-2004。使用的范疇 一般來講，工業鋁型材是指除修建門窗、幕墻、室表里裝修及修建結構用鋁型材以外的所有鋁型材。
近幾年來，我國鋁加工業緊密結合商場和科學開展的需求，使傳統鋁加工材已經逐漸完成了向現代化鋁加工材的改變，因而我國鋁加工材種類已發生了巨大變化。我國鋁加工材的重要特點是向、、節能、環保方向開展，許多產品已成為國表里品牌，在國表里商場上享有盛譽；產品質量穩步提高，產品規范水平已處于世界先進行列，各首要鋁材出產廠家除按國家規范出產外，均能直接承受按世界先進國家規范要求的訂購。這表明我國鋁加工材出產已進一步世界化，而且為滿意國民經濟和科學技術對鋁材的多方面需求，各首要鋁加工企業還相應擬定了許多內部供貨技術規范。
我國鋁加工材約有300種合金、1500個種類，是世界上產種類類豐富的國家之一。在很多的鋁加工材種類中，涌現出一大批世界先進產品和國家品牌產品，代表著我國現代鋁加工技術開展和使用的干流方向。
我們作為鋁材廠家，整個出產流程有著嚴厲的監管，然后保證了產品的質量。
