Au cours du processus de traitement de surface des profilés en alliage d'aluminium 6063, on observe parfois des taches de corrosion par piqûres gris foncé irrégulièrement disposées à des degrés divers sur la surface des profilés en aluminium. Ces taches de corrosion ont une forme complètement différente de celles provoquées par les éléments en zinc et apparaissent de manière intermittente lors de la production de profilés en aluminium. Certaines personnes pensent que les causes sont que l'opérateur n'a pas suivi le processus de traitement de surface correct, qu'il y a des ions d'impuretés nocives dans la solution du bain ou que la qualité du matériau est mauvaise avec trop d'inclusions. Notre analyse est la suivante.
60631, Analyse des causes des taches de corrosion
Sur la base de nombreuses années d'expérience en production, de l'examen de divers paramètres de processus dans la production de profilés en alliage d'aluminium et des-enquêtes de suivi sur le respect des processus par les opérateurs, nous pensons que les principales raisons de l'apparition de ce type de points de corrosion gris foncé sont les suivantes :
(1) Parfois, pour certaines raisons, les proportions de magnésium et de silicium ajoutées pendant le processus de coulée ne sont pas appropriées, ce qui fait que le rapport ω(Mg)/ω(Si) se situe dans la plage de 1,0 à 1,3, ce qui est bien inférieur au rapport optimal de 1,73 (généralement contrôlé dans la plage de 1,3 à 1,5). Dans ce cas, bien que les teneurs en magnésium et en silicium se situent dans la plage spécifiée (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), il existe un excès de silicium. Cet excès de silicium, outre une petite quantité existant à l'état libre, forme également des composés ternaires au sein de l'alliage d'aluminium. Quand ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), il se forme davantage de phase (Al9Fe2Si), qui est un composé semblable à une aiguille- encore plus cassant, et ses effets nocifs sont supérieurs à ceux de la phase, provoquant souvent la fracture de l'alliage le long de son trajet. Ces phases d'impuretés insolubles ou phases d'impuretés libres dans l'alliage s'accumulent souvent aux joints de grains tout en affaiblissant la résistance et la ténacité des joints [1–3], devenant ainsi les points les plus faibles avec la plus faible résistance à la corrosion, et la corrosion commence généralement à partir de ces zones.
(2) Au cours du processus de fusion, bien que les proportions de magnésium et de silicium ajoutées se situent dans la plage spécifiée par la norme, parfois en raison d'une agitation inégale et insuffisante, la répartition du silicium dans la masse fondue devient inégale, entraînant des zones locales d'enrichissement et d'épuisement. Étant donné que la solubilité du silicium dans l'aluminium est très faible - 1,65 % à la température eutectique de 577 degrés et seulement 0,05 % à température ambiante, cela conduit à une inhomogénéité de la composition après la coulée. Cela affecte directement les profilés en aluminium industriels, où une petite quantité de silicium libre dans la matrice en aluminium réduit non seulement la résistance à la corrosion de l'alliage mais grossit également les grains de l'alliage [4].
(3) Pendant l'extrusion, le contrôle des paramètres du processus-tels qu'une température de préchauffage excessive des billettes, un débit d'extrusion de métal incorrect, une force de refroidissement de l'air inadéquate pendant l'extrusion et une température de vieillissement et un temps de maintien inappropriés-peuvent facilement provoquer une ségrégation du silicium et du silicium libre, empêchant le magnésium et le silicium de former complètement la phase Mg2Si et entraînant la présence d'un peu de silicium libre.
2. Phénomènes de corrosion lors du traitement de surface
Les profilés en alliage d'aluminium 6003 riches en silicium-en excès et libres présentent les phénomènes suivants lors du traitement de surface : lorsque les profilés sont placés dans un bain acide (15 % à 20 % d'acide sulfurique), de nombreuses petites bulles peuvent être clairement observées à la surface des profilés. À mesure que le temps passe et que la température du bain augmente, la vitesse de réaction s'accélère, indiquant qu'une corrosion électrochimique galvanique s'est produite. Lorsque les profilés sont retirés du bain et inspectés, de nombreuses taches de couleurs différentes de la surface normale peuvent être observées. Lors des traitements ultérieurs, tels que l'attaque alcaline, la neutralisation acide pour l'éclaircissement et l'anodisation à l'acide sulfurique, ces taches de corrosion gris foncé deviennent encore plus apparentes et visibles.
La corrosion provoquée par le zinc et la corrosion provoquée par le silicium présentent quelques différences d'apparence. Les taches de corrosion causées par le zinc ressemblent à des flocons de neige, s'étendant vers l'extérieur le long des joints de grains et formant des creux d'une certaine profondeur. En revanche, les taches de corrosion causées par le silicium ressemblent à des points gris foncé incrustés. Ils ne s’étendent pas vers l’extérieur le long des joints de grains et aucune profondeur n’est perceptible. De plus, à mesure que la durée du traitement augmente, le nombre de spots augmente jusqu'à ce que la réaction soit complète et cesse. Ces taches gris foncé peuvent être largement éliminées ou atténuées en prolongeant le temps de corrosion ou par un traitement d'élimination du film-.
3. Mesures préventives
La corrosion des profilés en alliage d'aluminium 6063 provoquée par le silicium peut être entièrement évitée et contrôlée. Il est crucial de contrôler efficacement les matières premières entrantes et la composition de l'alliage, en garantissant que le rapport magnésium-sur-silicium se situe dans la plage de 1,3 à 1,7. De plus, les paramètres de chaque processus (tels que la fusion, l'agitation, la température de l'eau de refroidissement de la coulée, la température de préchauffage des billettes, la résistance à la trempe par extrusion et au refroidissement par air, la température et la durée de vieillissement, etc.) doivent être strictement gérés pour éviter la ségrégation du silicium et du silicium libre, et pour maximiser la formation de phases bénéfiques de renforcement du Mg2Si à partir du silicium et du magnésium.
Si de tels points de corrosion du silicium sont observés, une attention particulière doit être portée lors du traitement de surface. Lors du dégraissage et de l'élimination de l'huile, des solutions de bain faiblement alcalines doivent être utilisées autant que possible. Si cela n’est pas réalisable, le temps de trempage dans des solutions de dégraissage acides doit être minimisé (les profilés en alliage d’aluminium qualifiés peuvent être laissés dans des solutions de dégraissage acides pendant 20 à 30 minutes sans problème, alors que les profilés concernés ne doivent y rester que pendant 1 à 3 minutes). De plus, le pH de l'eau de rinçage ultérieur doit être légèrement plus élevé (pH > 4, avec une teneur contrôlée en Cl-). Lors d'une gravure alcaline, le temps de gravure doit être prolongé autant que possible ; pour le processus d’éclaircissement par neutralisation, une solution d’éclaircissement à l’acide nitrique doit être utilisée. Lors de l'anodisation à l'acide sulfurique, l'oxydation électrique doit être effectuée rapidement. De cette façon, les taches de corrosion gris foncé causées par le silicium seront moins visibles et les profilés répondront aux exigences d'utilisation.
4. Conclusion
Bien que le silicium soit un composant principal indispensable des profilés en alliage d'aluminium 6063, un ajout inapproprié ou l'incapacité de former complètement la phase de renforcement Mg2Si avec le magnésium peut entraîner une ségrégation du silicium et du silicium libre, entraînant une corrosion lors du traitement de surface. Un contrôle strict des principaux éléments de l’alliage, des impuretés et des paramètres du processus pendant la production est essentiel pour éviter ce phénomène.
