Durante o processo de tratamento de superfície de perfis de liga de alumínio 6063, às vezes é observado que há pontos de corrosão cinza escuro dispostos irregularmente em vários graus na superfície dos perfis de alumínio. Esses pontos de corrosão têm formato completamente diferente daqueles causados pelos elementos de zinco e aparecem de forma intermitente durante a produção de perfis de alumínio. Algumas pessoas acreditam que as causas são que o operador não seguiu o processo correto de tratamento de superfície, que existem alguns íons de impureza prejudiciais na solução do banho ou que a qualidade do material é ruim com muitas inclusões. Nossa análise é a seguinte.
60631, Análise das Causas de Pontos de Corrosão
Com base em muitos anos de experiência em produção, no exame de vários parâmetros de processo na produção de perfis de liga de alumínio e em investigações-de acompanhamento da adesão dos operadores aos processos, acreditamos que os principais motivos para a ocorrência desse tipo de manchas de corrosão cinza escuro são os seguintes:
(1) Às vezes, devido a certas razões, as proporções de magnésio e silício adicionadas durante o processo de fundição não são adequadas, fazendo com que a relação ω(Mg)/ω(Si) fique na faixa de 1,0–1,3, que é muito inferior à proporção ideal de 1,73 (normalmente controlada dentro da faixa de 1,3–1,5). Neste caso, embora os teores de magnésio e silício estejam dentro da faixa especificada (ω(Mg)=0.45%–0,9%, ω(Si)=0.2%–0,6%), há algum excesso de silício presente. Esse excesso de silício, além de uma pequena quantidade existente no estado livre, também forma compostos ternários dentro da liga de alumínio. Quando ω(Si)<ω(fe), more="" α(al12fe3si)="" phase="" is="" formed,="" which="" is="" a="" brittle="" compound.="" when="" ω(si)="">ω(Fe), mais fase (Al9Fe2Si) é formada, que é um composto semelhante a uma agulha ainda mais frágil, e seus efeitos nocivos são maiores que os da fase, muitas vezes causando a fratura da liga ao longo de seu caminho. Estas fases de impureza insolúveis ou fases de impureza livres na liga muitas vezes se acumulam nos limites dos grãos enquanto enfraquecem a resistência e a tenacidade dos limites [1–3], tornando-se os pontos mais fracos com a menor resistência à corrosão, e a corrosão geralmente começa nessas áreas.
(2) Durante o processo de fundição, embora as proporções de magnésio e silício adicionados estejam dentro da faixa padrão especificada, às vezes devido à agitação irregular e insuficiente, a distribuição do silício no fundido torna-se irregular, resultando em zonas locais de enriquecimento e esgotamento. Como a solubilidade do silício no alumínio é muito baixa -1,65% na temperatura eutética de 577 graus e apenas 0,05% na temperatura ambiente - isso leva à falta de homogeneidade da composição após a fundição. Isto afeta diretamente os perfis industriais de alumínio, onde uma pequena quantidade de silício livre na matriz de alumínio não apenas reduz a resistência à corrosão da liga, mas também torna os grãos da liga mais grossos [4].
(3) Durante a extrusão, o controle dos parâmetros do processo-como temperatura excessiva de pré-aquecimento do tarugo, taxa de fluxo de extrusão de metal incorreta, resistência de resfriamento de ar inadequada durante a extrusão e temperatura de envelhecimento e tempo de retenção inadequados-pode facilmente causar segregação de silício e silício livre, impedindo que o magnésio e o silício formem completamente a fase Mg2Si e resultando na presença de algum silício livre.
2. Fenômenos de corrosão durante o tratamento de superfície
Perfis de liga de alumínio 6003 ricos em silício livre e excessivo- exibem os seguintes fenômenos durante o tratamento de superfície: quando os perfis são colocados em um banho ácido (15% a 20% de ácido sulfúrico), numerosas pequenas bolhas podem ser claramente observadas na superfície dos perfis. À medida que o tempo passa e a temperatura do banho aumenta, a taxa de reação acelera, indicando que ocorreu corrosão eletroquímica galvânica. Quando os perfis são retirados do banho e inspecionados, podem ser visualizadas muitas manchas com cores diferentes da superfície normal. Durante os tratamentos subsequentes, como ataque alcalino, neutralização ácida para clareamento e anodização com ácido sulfúrico, esses pontos de corrosão cinza escuro tornam-se ainda mais aparentes e perceptíveis.
A corrosão causada pelo zinco e a corrosão causada pelo silício apresentam algumas diferenças na aparência. Os pontos de corrosão causados pelo zinco assemelham-se a flocos de neve, espalhando-se ao longo dos limites dos grãos e formando buracos de certa profundidade. Em contraste, os pontos de corrosão causados pelo silício parecem pontos cinza escuro incorporados. Eles não se espalham ao longo dos limites dos grãos e nenhuma profundidade pode ser sentida. Além disso, à medida que o tempo de tratamento aumenta, o número de manchas aumenta até que a reação se complete e cesse. Essas manchas cinza-escuras podem ser amplamente eliminadas ou atenuadas pelo prolongamento do tempo de corrosão ou pelo tratamento-de remoção de filme.
3. Medidas Preventivas
A corrosão dos perfis de liga de alumínio 6063 causada pelo silício pode ser totalmente evitada e controlada. É crucial controlar efetivamente as matérias-primas recebidas e a composição da liga, garantindo que a proporção de magnésio-para{3}}silício esteja na faixa de 1,3 a 1,7. Além disso, os parâmetros de cada processo (como fusão, agitação, temperatura da água de resfriamento de fundição, temperatura de pré-aquecimento do tarugo, têmpera de extrusão e resistência ao resfriamento do ar, temperatura e tempo de envelhecimento, etc.) devem ser rigorosamente gerenciados para evitar a segregação de silício e silício livre, e para maximizar a formação de fases benéficas de fortalecimento de Mg2Si a partir de silício e magnésio.
Se tais pontos de corrosão do silício forem observados, atenção especial deverá ser dada durante o tratamento de superfície. Durante o desengorduramento e remoção de óleo, soluções de banho fracamente alcalinas devem ser utilizadas sempre que possível. Se não for viável, o tempo de imersão em soluções desengordurantes ácidas deve ser minimizado (perfis de liga de alumínio qualificados podem ser deixados em soluções desengordurantes ácidas durante 20 a 30 minutos sem problemas, enquanto os perfis afetados só devem permanecer nelas durante 1 a 3 minutos). Além disso, o pH da água de enxaguamento subsequente deve ser ligeiramente superior (pH > 4, com teor controlado de Cl-). Durante o ataque alcalino, o tempo de ataque deve ser prolongado tanto quanto possível; para o processo de clareamento de neutralização, deve-se utilizar solução clareadora de ácido nítrico. Durante a anodização com ácido sulfúrico, a oxidação elétrica deve ser realizada prontamente. Desta forma, os pontos de corrosão cinza escuro causados pelo silício serão menos perceptíveis e os perfis atenderão aos requisitos de uso.
4. Conclusão
Embora o silício seja um componente principal indispensável dos perfis de liga de alumínio 6063, a adição inadequada ou a falha na formação completa da fase de reforço Mg2Si com magnésio pode levar à segregação do silício e ao silício livre, resultando em corrosão durante o tratamento de superfície. O controle rigoroso dos principais elementos da liga, impurezas e parâmetros do processo durante a produção é essencial para prevenir esse fenômeno.
