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鋁型材涂裝產(chǎn)品中為何發(fā)生絲狀腐蝕
鋁型材表面有涂層時(shí),腐蝕后型材表面會(huì)殘留蚯蚓狀的痕跡,形成絲狀腐蝕;
絲狀腐蝕發(fā)展時(shí),具有難以橫向擴(kuò)張的特征;絲狀腐蝕從涂層鋁型材切斷部位的端面或折彎加工部位開(kāi)始生長(zhǎng),最長(zhǎng)可能形成25~30mm的涂層腫脹;
1:絲狀腐蝕的現(xiàn)象
從涂層的截面部位,腐蝕沿著鋁型材的表面呈絲狀生長(zhǎng)的特征現(xiàn)象,涂層的損傷位置、鈍化膜被破壞的陽(yáng)極點(diǎn)作為起點(diǎn),腐蝕呈線狀自由交錯(cuò)進(jìn)行,同時(shí)在涂層下推進(jìn)生長(zhǎng);
線狀尖端的活性頭部存在pH值為1的酸性液體,腐蝕產(chǎn)物堆積時(shí)常顯示堿性;腐蝕產(chǎn)物是白色的氫氧化物,頭部明顯產(chǎn)生氫氣;
Al^3+ +3H2O→Al(OH)3+3H^+
生成的氫氧化鋁在頭部周?chē)闹行詤^(qū)域沉淀,抑制向頭部的擴(kuò)散,形成缺氧狀態(tài);頭部?jī)?nèi)外就形成了一種氧濃差電池,腐蝕得以繼續(xù)進(jìn)行;
2:絲狀腐蝕產(chǎn)生的原因和對(duì)策
①在絲狀腐蝕部位檢測(cè)出較多的Cl離子,這種Cl離子促進(jìn)絲狀腐蝕;
②暴露在含有Cl離子的環(huán)境中,涂層下的鋁型材基體被腐蝕,涂層膨脹凸起;
③在適合的濕度和Cl離子濃度等條件下,由涂層的破壞露出活性面,進(jìn)而發(fā)生絲狀腐蝕;污染位置的可溶或不溶的鹽類被濃縮附著在表面,通過(guò)涂層下的水分引起涂層的浮起;日本的氣候在6~8月的高溫多濕的時(shí)期最容易發(fā)生;
④降低涂層的內(nèi)應(yīng)力,能夠緩解絲狀腐蝕尖端部位的應(yīng)力,抑制絲狀腐蝕的進(jìn)行;初期附著強(qiáng)度較高,外部諸多條件引起附著強(qiáng)度降低的涂層,能夠抑制絲狀腐蝕生長(zhǎng);
⑤涂層透水性越小,同時(shí)膜厚越厚,絲狀腐蝕越容易發(fā)生;
⑥在涂裝的鋁型材基體,使用化學(xué)轉(zhuǎn)化膜能看到絲狀腐蝕,鉻酸鹽處理比磷鉻酸鹽處理絲狀腐蝕少;用0.4~0.6g/㎡的鉻酸鹽鉻化處理是有效的;
⑦在陽(yáng)極氧化預(yù)處理的涂層中沒(méi)有發(fā)生絲狀腐蝕的實(shí)例,陽(yáng)極氧化預(yù)處理具有抑制絲狀腐蝕的效果;即使是1μm厚的薄陽(yáng)極氧化膜也能起到防止絲狀腐蝕的作用;
3:絲狀腐蝕的產(chǎn)生及生長(zhǎng)機(jī)理
絲狀腐蝕是在1944年被C.sharman發(fā)現(xiàn)的,其后眾多研究人員進(jìn)行了理論研究;絲狀腐蝕的特征是在濕度為90%~95%的環(huán)境下生長(zhǎng)最快,在100%的濕度下僅產(chǎn)生水泡,不發(fā)生絲狀腐蝕;絲狀腐蝕的頭部形成高濃度鋁鹽溶解的狀態(tài);
絲狀腐蝕是一種由氧濃差電池引起的電化學(xué)腐蝕,生成的堿浮在鋁型材涂層上,尖端部位通常溶出金屬鋁并向前推進(jìn),干的部分形成腐蝕產(chǎn)物殘留下來(lái);
氧和水從尾部浸入形成陰極,頭部形成陽(yáng)極;陽(yáng)極生成的金屬離子向后擴(kuò)散,陰極由于氧的還原生成氫氧化物離子向前擴(kuò)散,在邊界生成金屬氫氧化物的沉淀;從尾部浸入的氯離子向前方擴(kuò)散,影響陽(yáng)極位置的酸性;
這種腐蝕必須從涂層的缺陷處開(kāi)始,沒(méi)有異常的地方也沒(méi)有發(fā)生絲狀腐蝕的可能;
4:鋁型材品種對(duì)絲狀腐蝕的影響
隨著鋁型材Cu含量的增加,在同一電位下的陰極電流密度變大,型材基體耐蝕性變差;銅含量0.05%以上時(shí)發(fā)生全面晶界腐蝕,含Cu的Mg2Si在晶界優(yōu)先析出,晶粒內(nèi)產(chǎn)生電位差,容易引起晶界腐蝕;
鋁型材析出了Mg2Si和Cu,晶界和晶內(nèi)沒(méi)有電位差,難以發(fā)生晶界腐蝕;銅含量相同時(shí),析出處理鋁型材比T4處理鋁型材的耐絲狀腐蝕性能更好;
再者,6000系通過(guò)制備化學(xué)轉(zhuǎn)化膜抑制絲狀腐蝕的效果稍差;
在絲狀腐蝕的位置析出較多的金屬間化合物Mg2Si;Fe、Si及含這些的金屬間化合物和鋁型材比較,電化學(xué)電位高,在這些濃度較高的區(qū)域,在絲狀腐蝕的前端位置促進(jìn)了陰極反應(yīng);其結(jié)果是,容易形成絲狀腐蝕產(chǎn)生的起點(diǎn),在結(jié)晶析出附近促進(jìn)了絲狀腐蝕的進(jìn)行;
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