एल्युमीनियम एक्सट्रूज़न पर सतह के क्षरण के कारण और विश्लेषण

6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्रोफाइल की सतह उपचार प्रक्रिया के दौरान, कभी-कभी यह देखा जाता है कि एल्यूमीनियम प्रोफाइल की सतह पर अलग-अलग डिग्री के अनियमित रूप से व्यवस्थित गहरे भूरे रंग के जंग के धब्बे होते हैं। ये संक्षारण धब्बे जस्ता के कारण होने वाले धब्बों से बिल्कुल अलग दिखते हैं, और वे एल्यूमीनियम प्रोफाइल के उत्पादन के दौरान रुक-रुक कर दिखाई देते हैं। कुछ लोग सोचते हैं कि इसका कारण यह हो सकता है कि ऑपरेटर ने सही सतह उपचार प्रक्रिया का पालन नहीं किया, कि समाधान में कुछ हानिकारक अशुद्धता आयन हैं, या यह कि सामग्री बहुत अधिक समावेशन के कारण खराब है। यहां स्थिति का हमारा विश्लेषण है।

1. संक्षारण बिंदुओं के कारणों का विश्लेषण

वर्षों के उत्पादन अनुभव, एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्रोफ़ाइल निर्माण में विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों की जांच, और ऑपरेटरों की प्रक्रिया निष्पादन की अनुवर्ती जांच के आधार पर, हमारा मानना ​​है कि इस प्रकार के गहरे भूरे संक्षारण धब्बों के मुख्य कारण इस प्रकार हैं:

(1) कभी-कभी, कुछ कारणों से, कास्टिंग प्रक्रिया के दौरान जोड़े गए मैग्नीशियम और सिलिकॉन का अनुपात आदर्श नहीं होता है, जिससे ω(Mg)/ω(Si) अनुपात 1.0 और 1.3 के बीच गिर जाता है, जो 1.73 के इष्टतम अनुपात से बहुत कम है (आमतौर पर 1.3 और 1.5 के बीच नियंत्रित होता है)। हालाँकि मैग्नीशियम और सिलिकॉन की सामग्री निर्दिष्ट सीमा (ω(Mg)=0.45%–0.9%, ω(Si)=0.2%–0.6%) के भीतर है, फिर भी कुछ अतिरिक्त सिलिकॉन है। यह अतिरिक्त सिलिकॉन, मुक्त अवस्था में मौजूद थोड़ी मात्रा के अलावा, एल्यूमीनियम मिश्र धातु में टर्नरी यौगिक भी बनाता है। जब ω(Si) < ω(Fe), अधिक (Al12Fe3Si) चरण बनता है, जो एक भंगुर यौगिक है। जब ω(Si) > ω(Fe), अधिक (Al9Fe2Si12) चरण बनता है, तो एक अधिक भंगुर सुई जैसा यौगिक जिसका हानिकारक प्रभाव चरण की तुलना में अधिक होता है, जिससे अक्सर मिश्र धातु इसके साथ टूट जाती है। मिश्र धातु में ये अघुलनशील अशुद्धता चरण या मुक्त अशुद्धता चरण अनाज की सीमाओं पर इकट्ठा होते हैं, जिससे उनकी ताकत और कठोरता कमजोर हो जाती है, संक्षारण प्रतिरोध में सबसे कमजोर कड़ी बन जाती है, संक्षारण आमतौर पर इन बिंदुओं पर शुरू होता है।

(2) गलाने की प्रक्रिया के दौरान, भले ही मैग्नीशियम और सिलिकॉन का अतिरिक्त अनुपात मानक सीमा के भीतर हो, कभी-कभी असमान या अपर्याप्त सरगर्मी के कारण, पिघल में सिलिकॉन वितरण असमान हो जाता है, जिससे सिलिकॉन में समृद्ध या गरीब क्षेत्र बन जाते हैं। चूंकि सिलिकॉन की एल्युमीनियम में घुलनशीलता बहुत कम होती है, 577 डिग्री के यूटेक्टिक तापमान पर 1.65% और कमरे के तापमान पर केवल 0.05% - सिल्लियां डालने के बाद, ध्यान देने योग्य संरचना असमानता होती है। यह सीधे औद्योगिक एल्यूमीनियम प्रोफाइल को प्रभावित करता है: जब एल्यूमीनियम मैट्रिक्स में थोड़ी मात्रा में मुक्त सिलिकॉन मौजूद होता है, तो यह न केवल मिश्र धातु के संक्षारण प्रतिरोध को कम करता है बल्कि मिश्र धातु के दानों को भी मोटा कर देता है।

(3) एक्सट्रूज़न के दौरान, प्रक्रिया मापदंडों को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है। यदि बिलेट को पहले से बहुत अधिक गर्म किया जाता है, या यदि एक्सट्रूज़न प्रवाह दर, वायु शीतलन तीव्रता, उम्र बढ़ने का तापमान और होल्डिंग समय को ठीक से नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो सिलिकॉन पृथक्करण और मुक्त सिलिकॉन हो सकता है। इसका मतलब है कि मैग्नीशियम और सिलिकॉन पूरी तरह से Mg2Si चरण नहीं बनाते हैं, कुछ मुक्त सिलिकॉन छोड़ देते हैं।

2. सतह के उपचार के दौरान संक्षारण घटनाएँ

प्रचुर मात्रा में और मुक्त सिलिकॉन के साथ 6003 एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्रोफाइल सतह के उपचार के दौरान निम्नलिखित घटनाएं प्रदर्शित करते हैं: जब प्रोफ़ाइल को अम्लीय स्नान (सल्फ्यूरिक एसिड 15% ~ 20%) में रखा जाता है, तो प्रोफ़ाइल की सतह पर कई छोटे बुलबुले स्पष्ट रूप से देखे जा सकते हैं। जैसे-जैसे समय बढ़ता है और स्नान का तापमान बढ़ता है, प्रतिक्रिया दर तेज हो जाती है, यह दर्शाता है कि गैल्वेनिक सेल का विद्युत रासायनिक क्षरण पहले ही हो चुका है [5]। इस बिंदु पर, जब प्रोफ़ाइल को अवलोकन के लिए स्नान से बाहर निकाला जाता है, तो प्रोफ़ाइल सतह पर कई धब्बे मिलेंगे जो सामान्य सतह के रंग से भिन्न होंगे। बाद के उपचार जैसे क्षार संक्षारण, अम्लीय तटस्थीकरण और प्रकाश उत्पादन, और सल्फ्यूरिक एसिड एनोडाइजिंग इन गहरे भूरे संक्षारण धब्बों को और अधिक दृश्यमान और दृश्यमान बना देंगे।

जिंक और सिलिकॉन के कारण होने वाले क्षरण की उपस्थिति और रूप में कुछ अंतर होते हैं। जस्ता के कारण होने वाले संक्षारण बिंदु बर्फ के टुकड़ों के समान होते हैं, जो अनाज की सीमाओं के साथ बाहर की ओर फैलते हैं, और एक निश्चित गहराई के साथ गड्ढे बनाते हैं। इसके विपरीत, सिलिकॉन के कारण होने वाले संक्षारण बिंदु मिश्रित गहरे भूरे धब्बों के रूप में दिखाई देते हैं, जो क्रिस्टल इंटरफ़ेस के साथ बाहर की ओर नहीं फैलते हैं और गहराई में नहीं देखे जा सकते हैं। और जैसे-जैसे प्रसंस्करण का समय बढ़ता गया, मात्रा बढ़ती गई, केवल पूर्ण प्रतिक्रिया के बाद ही रुकी। इन गहरे भूरे धब्बों को मूल रूप से संक्षारण समय को बढ़ाकर या फिल्म को हटाकर समाप्त या कम किया जा सकता है।

3. निवारक उपाय

सिलिकॉन के कारण होने वाले 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्रोफाइल के क्षरण को पूरी तरह से रोका और नियंत्रित किया जा सकता है। जब तक कच्चे माल को प्रभावी ढंग से प्रबंधित किया जाता है और मिश्र धातु संरचना को नियंत्रित किया जाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि मैग्नीशियम और सिलिकॉन का अनुपात 1.3-1.7 के भीतर है, और प्रत्येक प्रक्रिया के मापदंडों को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है (जैसे कि पिघलना, हिलाना, कास्टिंग ठंडा पानी का तापमान, बिलेट प्रीहीटिंग तापमान, एक्सट्रूज़न शमन वायु शीतलन शक्ति, और उम्र बढ़ने का तापमान और समय), सिलिकॉन अलगाव और मुक्त सिलिकॉन से बचा जा सकता है, मैग्नीशियम के साथ लाभकारी Mg2Si मजबूत करने वाले चरण के गठन को अधिकतम किया जा सकता है।

यदि ऐसे सिलिकॉन संक्षारण धब्बे पाए जाते हैं, तो सतह के उपचार के दौरान अतिरिक्त ध्यान दिया जाना चाहिए। डीग्रीजिंग के दौरान, कमजोर क्षारीय घोल का उपयोग करने का प्रयास करें। यदि यह संभव नहीं है, तो अम्लीय डीग्रीजिंग समाधान में भिगोने का समय कम से कम किया जाना चाहिए (योग्य एल्यूमीनियम प्रोफाइल अम्लीय डीग्रीजिंग समाधान में बिना किसी समस्या के 20-30 मिनट तक रह सकते हैं, जबकि समस्याग्रस्त प्रोफाइल केवल 1-3 मिनट तक ही रह सकते हैं)। इसके अतिरिक्त, कुल्ला करने वाले पानी का पीएच थोड़ा अधिक होना चाहिए (पीएच > 4, सीएल सामग्री को नियंत्रित करते हुए)। क्षारीय संक्षारण के दौरान, संक्षारण समय को यथासंभव बढ़ाया जाना चाहिए। न्यूट्रलाइज़िंग और ब्राइटनिंग करते समय, नाइट्रिक एसिड ब्राइटनिंग सॉल्यूशन का उपयोग किया जाना चाहिए। सल्फ्यूरिक एसिड एनोडाइजेशन के दौरान, ऑक्सीकरण जल्द से जल्द किया जाना चाहिए। इस तरह, सिलिकॉन के कारण होने वाले गहरे भूरे रंग के जंग के धब्बे स्पष्ट नहीं होते हैं और उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।