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铝合金变色的深层探求

  金属钙加工铝制品的时候,我们会常见几个问题:

  

  ① 加工过的铝件,为什么隔几个小时就出现的变色,尤其是在接触部位。

  

  ② 加工铝件的槽液怎么用了一段时间上面漂浮了一层黑乎乎的东西

  

  ③ 长期放置的铝怎么会长白毛。

  

  今天和大家一起分析下,相关的原因。既然谈到合金,那么必然需要提及除了铝意外的其他元素,因为纯铝的抗腐蚀性很好,出现以上问题是因为合金中引入其他元素。

  

  SI硅,硅的引入主要考虑到铝的铸造性,加入了硅的铝合金,具有非常好的流动性适合铸件和压铸。

  

  MG镁,镁主要起到的抗拉强度,并增加抗腐蚀性能。当镁与硅同时加入时,会形成MgSi强化相,大大的提升了合金强度。镁硅比一般为1.73:1,过量的硅以游离的形式存在,这就造成的变色的隐患。

  

  ph对铝的腐蚀的影响

  

  常温时,铝在pH值>8.5的碱性溶液中腐蚀得很快。那么按照通常的理解,碱性的影响,只是将铝转化为氢氧化铝或是氧化铝的白色腐蚀,那么为什么会出现发黑发暗呢。这里我们就要谈到异种元素了。

  

  1、游离硅或硅偏析

  

  我们知道,铸铝是用变色腐蚀或长白毛的铝合金,除了其结构易出现应力腐蚀和晶间腐蚀外(这部分不做重点讨论),其中较多的杂元素也构成其主要原因。上面我们提到过硅是铸造铝的主要合金元素,而国内制造水品有限,往往不能很好的形成镁硅强化相,那么游离的硅,甚至是硅偏析就是造成黑色腐蚀一个主要因素。

  

金属钙


  当氢氧根逐渐腐蚀掉铝以后,表面会逐渐显现出剩余的硅颗粒,到硅颗粒显露到一定程度时,就造成了我们见到的变色现象。当加工的铝屑铝粉没有得到及时回收时,溶出的硅颗粒就会逐渐漂浮到槽液上层,久而久之,就出现了问题二中的现象。

  

  2、铁、铜等离子的影响

  

  一方面,从活泼程度上看,铁、铜可以置换出铝,吸附在基材表面,异种金属的吸附造成了折射影响,表面变暗。

  

  二方面,直接看反应式吧

  

  2Al+2OH-+2H2O→2AlO-2+3H2↑

  

  3[(AlO2)-]+(Fe3+)+6H2O==Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓

  

  这也会造成氢析现象,但不会有镁那样明显。氢氧化铁的吸附,也是变色的因素之一。

  

  那么,我们如何解决这样的问题呢?我之前也说过很多次。

  

  1、增大乳化颗粒,让水分第一时间干燥破乳,油相成分吸附在表面,杜绝水分接触。

  

  2、尽量降低无机盐的使用,尽量使用软水,降低溶液电导率,延缓腐蚀速率。

  

  3、醋酸钙(该名称将在公众号上体现)的添加,一般是认为为了人为增加钙离子,增加钙皂的形成,形成极性强吸附,并消泡。个人认为,X醋酸根的存在可以一定程度上保证了铝的光洁性。

  

  4、铝用缓蚀剂的添加。

  

  5、增加槽液沉降性,铝粉及时回收。

  

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