1. Кіріспе
Алюминийден құйылған компоненттер (бірінші кезекте жоғары қысыммен өндірілетін Al-Si қорытпалары Кастинг өледі) автомобильдер үшін тамаша шығындарды қамтамасыз етеді, телеком, тұтынушылық және теңіз қолданбалары,
бірақ олардың нақты әлемдегі коррозияға қарсы өнімділігі таза нәтиже болып табылады легірленген химия, Микроқұрылым, құю процесі, бетті өңдеу және қызмет көрсету ортасы.
Сондықтан коррозияны тиімді бақылау бағдарламалық тәсілді қажет етеді:
(а) кремнийді тазарту үшін төмендетілген катодты қоспалар мен модификаторлары бар қорытпаларды таңдау немесе әзірлеу, (б) кеуектілікті азайту және жұқа SDAS/түйір құрылымын жасау үшін HPDC процесін басқарыңыз, жіне (б) ұсталған электролиттер мен әртүрлі металл гальваникалық жұптарды болдырмайтын бөлшектерді жобалау және құрастыру ережелері.
Соңғы шолулар мен тәжірибелік жұмыстар жабындарды көрсетеді (Де, оңтайландырылған анодтау, конверсиялық жабындар және көп қабатты бояу жүйелері) және микроқұрылымды бақылау агрессивті ортада қызмет ету мерзімін ұзартудың ең тиімді тетіктері болып табылады.
2. Алюминийден құйылған компоненттер үшін коррозия неге маңызды?
Алюминий жұқа түзеді, қорғаныс Al₂O₃ қабықшасы ауада өздігінен. Бұл пленка алюминийді салыстырмалы түрде коррозияға төзімді етеді, бірақ құйылған Al-Si қорытпалары микроқұрылымдық жағынан күрделі.:
ірі қоспасыз Si бөлшектері, Fe-ге бай интерметаллдар, Mg бар фазалар және локализацияланған кеуектілік пайда болады микро гальваникалық жасушалар және пассивті пленка механикалық немесе химиялық жолмен бұзылған жерлер.
Хлоридке бай, қышқылды немесе ластаушы заттармен толтырылған атмосферада бұл жергілікті әркелкіліктер ықпал етеді шоқы, жарықшақтардың коррозиясы және жеделдетілген жергілікті шабуыл,
механикалық тұтастығын бұзуы мүмкін, нығыздаушы беттерді бұзу, және пайдалану мерзімін қысқартады — егер қорғаныс шаралары жеткілікті деп есептелсе, көбінесе күтпеген жерден.
Өндірушілер мен OEMs қамқорлық жасайды, өйткені коррозия өнімнің сенімділігіне әсер етеді, кепілдік шығындары, қауіпсіздік, және қабылданатын сапа — дизайн және сатып алу кезіндегі дұрыс техникалық таңдаулар төменгі ағында дивидендтер төлейді.
3. Алюминий құю коррозиясының негізгі принциптері: механизмдері мен классификациясы
Алюминий құймаларының коррозиясы металл мен оны қоршаған орта локализацияланған анодтық және катодтық реакциялар арқылы заряд алмасатын электрохимиялық құбылыс..
Таза алюминийден айырмашылығы, коммерциялық құйма қорытпалар химиялық және құрылымдық жағынан гетерогенді (Al–Si негізіндегі Fe бар қорытпалар, Друг, Мг, М.на, т.б.), және оларда үнемі өндіріске байланысты ақаулар болады (кеуелік, оксидті қатпарлар, қосындылар және бөлінген интерметалдық фазалар).
Бұл гетерогенділіктер жер бетіндегі электрохимиялық потенциалдың кеңістіктік ауытқуларын тудырады және осылайша орнатады микро гальваникалық жасушалар бұл шабуылды дискретті сайттарға шоғырландырады.
Электрохимиялық коррозия механизмі
Алюминий термодинамикалық белсенді (стандартты электрод потенциалы ≈ −1,66 В стандартты сутегі электродына қарсы) бірақ өте жұқа құрайды, ауадағы қорғаныс оксиді.
Бұл табиғи глинозем/гидроксидті пленка (әдетте бірнеше нанометр тәртібінде, Атмосфералық жағдайларда ~5–10 нм) біркелкі ерітуді бәсеңдететін және көрінетін «пассивтілікке» мүмкіндік беретін бастапқы кедергіні қамтамасыз етеді.
Классикалық реттілік:
- Ауысу: ықшам Al₂O₃/Al түзілуі(О д)₃ жұмсақ жағдайларда зарядтың тасымалдануын және массаның жоғалуын шектейтін беткі қабат.
- Жергілікті фильмнің бұзылуы: агрессивті түрлер (әсіресе хлорид иондары), механикалық зақым, немесе химиялық әсер ету (Күшті қышқылдар, сілтілер немесе фторид иондары) оксид қабатын жергілікті түрде бұзады.
- Анодты еріту: фильм бұзылған кезде, ашық алюминий тотығады:
Al → Al³⁺ + 3е⁻
Анодты жерлерде босатылған электрондар оттегі немесе басқа тотықсыздандырылатын түрлер арқылы жақын орналасқан катодтық учаскелерде тұтынылады., мысалы:
₂ + 2H₂o + 4e→ 4OH⁻ - Микрогальваникалық муфта: металаралық бөлшектер (Fe-, Cu-ға бай фазалар, Mg₂Si, т.б.) немесе асыл ластаушы фазалар жергілікті катод ретінде әрекет етеді, қоршаған α-Al матрицасының анодтық еруін жеделдету.
Жергілікті потенциалдар айырмашылықтары және катодтық аймақтың анодтық аймаққа қатынасы шабуылдың ауырлығын бақылайды. - Жергілікті химия эволюциясы: шектеулі сайттарда (шұңқырлар, жарықтар) Al³⁺ гидролизі және агрессивті аниондардың жиналуы күшті қышқылдандырылған және хлоридпен байытылған микроортаны түзеді, ол жылдам әрекет етуді қамтамасыз етеді., автокаталитикалық еріту.
Хлорид иондары, сондай-ақ, анодтық аймақтарға еніп, тұрақтандырады, шұңқырдың нуклеациясын және өсуін ынталандыру.
Екі практикалық қорытынды: (мен) коррозияның әрекеті жергілікті электрохимиялық және микро масштабтағы тасымалдау процестеріне қарағанда көлемді термодинамикамен аз бақыланады.;
жіне (ii) микроқұрылымындағы шамалы өзгерістер, қоспа деңгейлері немесе бетінің үздіксіздігі локализацияланған коррозияға бейімділікте үлкен өзгерістер тудыруы мүмкін.
Алюминий құймаларындағы жиі кездесетін коррозия түрлері
Коррозияның бірнеше түрлері болуы мүмкін, құйылған бөлшектер үшін ең өзекті және зақымдаушы режимдер болып табылады:
Генерал (форма) коррозия:
ашық беттерде салыстырмалы түрде біркелкі металл жоғалуы.
Бұл режим бейтарап атмосферада алюминий үшін сирек кездеседі, бірақ қатты қышқыл немесе сілтілі ортада пайда болуы мүмкін.. Ол өлшемдерді болжамды түрде азайтады, бірақ локализацияланған пішіндерге қарағанда аз апатты.
Коррозия:
құйылған Al-Si қорытпалары үшін негізгі қауіп.
Шұңқырлар пассивті пленка ең әлсіз жерде — кеуектерге жақын жерде басталады, Оксидтің қосындылары, легирленбеген кремний бөлшектері немесе интерметаллдар - және хлоридтерге бай астында таралады, қышқылданған микроорта.
Шұңқырлар өте локализацияланған және ол терең енгенше жиі көрінбейді, оны кенеттен басты себепке айналдырады, жүк көтергіш тетіктердегі күтпеген ақаулар.
Кескінді коррозия (Изат):
легирлеуші элементтердің бөлінуінен немесе қатаю кезінде интерметаллдардың тұнбасынан туындайтын дән шекаралары бойынша шабуыл.
Құйма құймаларда, шекараны безендіру кезеңдері (мысалы, Ақысу- және Cu-ға бай қосылыстар, немесе Mg мен Si-ден түзілетін тұнбалар) дәннің ішкі бөліктеріне қатысты астық шекараларын анодты етіп көрсете алады, шекараның селективті еруіне және морттануына ықпал етеді.
Гальваникалық коррозия:
Алюминийдің неғұрлым асыл металға электрлік байланысы кезінде пайда болады (болат, мыс, жез) өткізгіш электролитте.
Потенциалды айырмашылық алюминий құрамдас бөлігінің анодты еруіне ықпал етеді; ауырлық ауданы арақатынасына байланысты, контакт конфигурациясы және электролит өткізгіштігі.
Бұл жинақтар мен бекітілген қосылыстарда жиі кездесетін мәселе.
Жарық коррозиясы:
электролит тоқырауға ұшыраған жерде дамиды (пломбалар астында, ішкі бұрандалы қосылымдар, жұптасатын беттер).
Жарық ішіндегі массаның шектелуі оттегінің азаюына және қышқылдануына әкеледі, іргелес беттердің бірлескен қорғанысының астында алюминийге шабуыл жасайтын агрессивті жергілікті химияны өндіру.
Кернеу-коррозиялық крекинг (Скр) және коррозия-шаршау:
бұл созылу кернеуі болатын синергетикалық құбылыстар (қалдық немесе қолданбалы) коррозиялық микроортамен және бұрыннан бар ақаумен әрекеттеседі (шұңқыр немесе металларалық ойық сияқты) жарықтарды ядролау және тарату үшін.
SCC тұрақты жүктемелерді көтеретін құрылымдық құйма бөлшектер үшін ерекше алаңдаушылық тудырады.
Бұл режимдердің әрқайсысы бірдей негізгі себептермен қозғалады немесе ауырлатады: Микротруктуралық гетерогендік, беткі қабықшаның үздіксіздігіндегі үзілістер (кеуелік, оксидті қатпарлар),
қызмет көрсету ортасындағы агрессивті түрлер (хлоридтер, қышқыл газдар), жəне жарықшақтардың немесе созылу кернеуінің пайда болуына ықпал ететін механикалық немесе жобалық жағдайлар.
, Сорт, жұмсарту стратегиялары екі электрохимиялық драйверлерге де қатысты болуы керек (қорытпа дизайны және бетті қорғау арқылы) және микроқұрылымдық/процесс драйверлері (құю басқару элементтері және кейінгі өңдеу арқылы).
4. Алюминий құймасының коррозияға төзімділігінің негізгі әсер ететін факторлары
Алюминий құймаларының коррозиялық өнімділігі бір басым параметрмен емес, өзара әрекеттесетін айнымалылар шоғырымен реттеледі..
Қорытпалар химиясы, Микроқұрылым, Кастинг тәжірибесі мен қызмет көрсету ортасы компоненттің пассивті болып қалатынын немесе жергілікті шабуылға ұшырайтынын анықтау үшін синергетикалық әрекет етеді.
Әрбір факторды және олардың өзара әрекеттесуін мұқият түсіну материалды таңдауда мақсатты араласуға мүмкіндік береді., процесті бақылау және коррозиядан қорғау.
Қорытпа құрамы: негізгі анықтаушы
Al-Si құйма қорытпалары (мысалы ADC12, A380, A383, A356) құйма құрамдас бөліктері үшін негізді құрайды; дегенмен, шағын және легирленген қоспалар электрохимиялық әрекетке пропорционалды емес әсер етеді.
Кремний (Жіне, Қалыпты құю қорытпаларында ~7–12 масс.%).
Si сұйықтықты жақсартады және қызып кетуді азайтады, бірақ ол әдетте алюминий матрицасына қатысты электрохимиялық инертті дискретті бөлшектер ретінде тұнбаға түседі..
Si морфологиясы және таралуы (E.Г., айыппұл, біркелкі дисперсті. дөрекі, кластерленген) жергілікті гальваникалық әрекеттесулерге әсер етеді және жабынның өнімділігіне әсер етеді (әсіресе анодтау).
Жұқа эвтектикалық құрылымы бар эвтектикаға жақын қорытпалар дөрекі Si сегрегациясы бар қорытпаларға қарағанда локализацияланған шабуылға азырақ сезімтал болады..
Мыс (Друг, әдетте 1–4 салмақ%).
Cu беріктігі мен термиялық өңдеуге қабілеттілігін арттырады, бірақ Cu-ға бай интерметаллдарды құрайды (E.Г., CuAl₂) α-Al қатысты катодты болып табылады.
Бұл катодтық учаскелер көршілес алюминийдің анодтық еруін жылдамдатады, шұңқырға ықпал ету және пассивті пленка тиімділігін төмендету.
Сондықтан коррозияға төзімділік дизайн мақсаты болған кезде Cu мазмұнын бақылау өте маңызды.
Магний (Мг, шамамен 0,1–0,6 масса%).
Mg тұнбаларды нығайтуға қатысады (Mg₂Si) жіне, көптеген Al-Si-Mg қорытпаларында, жалпы пассивтілікті күшейтетін тұрақты аралас оксидтің түзілуіне ықпал етеді.
Al-Si-Mg қорытпалары әдетте Al-Si-Cu қорытпаларымен салыстырғанда жақсы анодизациялық әрекетті және жалпы коррозияға төзімділікті көрсетеді..
Қоспалар және микроэлементтер (Ақысу, Негра, Салық, т.б.).
Көбінесе қайта өңдеу арқылы енгізілген қоспалардың қарапайым концентрациясы да коррозияға төзімділікті төмендетуі мүмкін.
Темір қатты түзіледі, жергілікті катодтық учаскелердің тығыздығын арттыратын катодтық интерметаллдар; типтік сипаттама шегінен жоғары Fe мәндері (мысалы > қорытпаға байланысты ~1,0–1,3 масс.%) шұңқырдың жоғарылауымен байланысты.
Сондай-ақ мырыш пен қалайы іздері пассивті пленканы тұрақсыздандыруы және шұңқырдың пайда болу сезімталдығын арттыруы мүмкін.
, Сорт, шикізатты бақылау және қоспаларға арналған спецификация шектері коррозияға сезімтал қолданбалар үшін өте маңызды.
Қысқасын айтқанда: қорытпаларды таңдау механикалық талаптар мен электрохимиялық тәуекел арасындағы сауда кеңістігі болып табылады; катодты легірлеу/қоспалар құрамын азайту және Si морфологиясын нақтылайтын модификаторларды пайдалану төзімділікті жақсарту үшін қорытпа деңгейіндегі тиімді стратегиялар болып табылады..
Микроқұрылымдық сипаттамалар: ішкі драйвер
Микроқұрылым композиция мен процесті электрохимиялық шындыққа айналдырады. Коррозияны бақылайтын негізгі микроқұрылымдық белгілер:
Астық мөлшері / SDAS (екінші дендриттің қол аралығы).
Ұсақ түйіршік құрылымдары және төмендетілген SDAS (әдетте жоғары салқындату жылдамдығы арқылы қол жеткізіледі) легирленген элементтер мен интерметаллдарды біркелкі таратуға және шұңқырдың басталуына төзімділікті арттыруға бейім..
Жоғары қысымды құю әдетте баяу қатаю процестеріне қарағанда жақсырақ SDAS шығарады, бұл коррозияға төзімділік үшін тиімді.
Металларалық фазаның морфологиясы және таралуы.
Дөрекі, кластерленген Fe- және Cu-ға бай фазалар немесе үлкен Mg₂Si агломераттары микро гальваникалық коррозияны қоздыратын локализацияланған катодты учаскелерді жасайды..
Ұсақ интерметаллдардың біркелкі дисперсиясы жергілікті гальваникалық қозғаушы күштерді азайтады.
Кеуектілік және оксидтік ақаулар.
Газ кеуектілігі, шөгу қуыстары және кірген оксидті қабықшалар жабынның үздіксіздігін және пассивті қабықшаларды бұзады., жарықтар орны ретінде әрекет етеді, және шұңқырлар үшін қорғалған ядроларды қамтамасыз етеді; олар сондай-ақ стрессті шоғырландырады.
Балқыманы газсыздандыру арқылы кеуектілікті азайту, дұрыс қақпақ, және процесті басқару ішкі және беткі шабуылға қарсы негізгі жұмсарту болып табылады.
Қалдық кернеулер және микрокрекинг.
Құйылған созылу қалдық кернеулері немесе қатайтудың шөгуінен болатын кернеу концентраторлары кернеулі коррозия крекингіне және коррозия-шаршауға төзімділікті төмендетеді.; өңдеуден кейінгі термиялық өңдеулер немесе кернеуді жою операциялары бұл әсерлерді азайта алады.
Микроқұрылымды бақылау металлургия мен өңдеуді электрохимиялық сезімталдықпен байланыстырады; микроқұрылымдық метриканың спецификациясы (SDAS, кеуектілік фракциясы, аралық өлшем/таралу) тиімді инженерлік тұтқа болып табылады.
Қалып құю процесі: процесс-бақылау факторы
Өндіріс жолы беттің күйін де, ішкі сапасын да анықтайды:
Балқымаларды өңдеу және тазалық.
Балқыманы дұрыс өңдеу, қосу және сутегі бақылауы кеуектілік пен оксидтің ұсталуын азайтады. Қайта өңделген мазмұн зиянды қоспаларды шектеу үшін басқарылуы керек.
HPDC процесінің параметрлері.
Инъекция жылдамдығы, түсірілім профилі, Қалыптың температурасы мен толтыру динамикасы салқындату жылдамдығына және оксидтің енуіне әсер етеді.
Толтырғыштық пен микроқұрылым арасындағы тепе-теңдікке қол жеткізу үшін қолданылатын әдеттегі практикалық терезелер ~640–680 °C аралығындағы құю температурасы және 200–250 °C шамасында қалыптау температурасы болып табылады.;
инъекция қысымдары әдетте 80-120 МПа диапазонында болады, ұстау уақыттары бірнеше секунд (E.Г., 5-10 S), бірақ оңтайлы параметрлер бөлік геометриясына және қорытпасына байланысты.
Жақсы реттелген қақпа, қажет болған жағдайда желдету және вакуумды пайдалану кеуектілікті азайтады және беттің тұтастығын жақсартады.
Бояудан кейінгі емдеу.
Термиялық өңдеулер (Т4, Т5, Т6) тұнбалардың таралуын өзгерту, кернеулерді жеңілдетеді және интерметаллдарды тазарта алады - олардың әрқайсысы түйіршік аралық шабуылға және SCC сезімталдығына әсер етеді.
Беттік өңдеу, ластаушы заттардың енуіне немесе қорғалмаған күйде қалған жаңа металдың пайда болуына жол бермеу үшін атқылауды немесе жаруды бақылау қажет..
Сондықтан процесті басқару коррозия өнімділігін жақсартудың тікелей құралы болып табылады: жақсы процесс → ұсақ микроқұрылым → аз ақаулар → пассивтілік пен жабынның адгезиясы жоғарылайды.
Қызмет көрсету ортасы: сыртқы триггер
Сайып келгенде, қоршаған орта қандай электрохимиялық механизмдердің белсенді болатынын белгілейді:
Теңіз орталары.
Хлоридтердің жоғары концентрациясы (теңіз суы ≈ 3.5 салмағы % NaCl), жоғары ылғалдылық және қайталанатын ылғалды/құрғақ циклдар пассивті пленкаларды агрессивті түрде тұрақсыздандырады және шұңқырдың пайда болуына ықпал етеді., жарықшақтардың коррозиясы және SCC.
Өндірістік атмосфера.
SO₂ және NOₓ сияқты ластаушы заттар аздап қышқылдық шөгінді тудырады және бөлшектермен қосылса жалпы және жергілікті коррозияны жеделдете алады..
Автокөлікке қызмет көрсету шарттары.
Жол тұздарының әсері, мұздан тазартатын химиялық заттар, шашырау және құбылмалы температура дененің сыртқы және астындағы бөліктерін мезгіл-мезгіл жоғары хлоридті әсерге және тұзды ерітінді концентрациясына ұшыратады, бұл шұңқырларды күшейтеді.
Қоршау және электроника орталары.
Салыстырмалы түрде тұрақты температуралары бар жоғары ылғалдылық біркелкі коррозияға ықпал етеді және, ластаушы заттардың қатысуымен, жақсы мүмкіндіктерге және контактілерге локализацияланған шабуыл.
Өйткені қоршаған ортаның ауырлығы әртүрлі, коррозиядан қорғау стратегиялары репрезентативті әсерге қарсы таңдалуы және расталуы керек; жеделдетілген сынақтар (тұз спрейі, циклдік коррозия сынақтары) және далалық сынақтар жоспарланған қызмет көрсету класына сәйкес келуі керек.
5. Алюминий құймалары үшін коррозияны болдырмау және бақылаудың практикалық технологиялары
Бұл бөлімде практикалық сұрақтар қарастырылады, алюминийден құйылған құрамдас бөліктердің коррозиясының алдын алу және бақылау үшін қолданылатын далада дәлелденген технологиялар.
Әрбір тәсіл үшін мен жұмыс принципін сипаттаймын, типтік өнімділік көрсеткіштері, практикалық артықшылықтар мен шектеулер, және спецификация және QA бойынша ұсыныстар.
Анодтық (II типті сәндік және III типті қатты анодтау)
Қағида. Алюминий бетін тосқауыл ретінде әрекет ететін және бояғыштарды немесе тығыздағыштарды қабылдайтын ықшам/кеуекті Al₂O₃ қабатына электрохимиялық түрлендіру.
Әдеттегі өнімділік / мәліметтер. Сәндік күкіртті анодтау (II түрі) әдетте 5–15 мкм оксидті қабаттарды шығарады және дұрыс жабылған кезде қорытпаға байланысты ASTM B117 тұзды бүрку сынақтарында 96–300 сағатқа дейін жеткізе алады., кеуектілік және тығыздау сапасы;
қатты анодизатор (III түрі) қалыңдатады, тығызырақ қабаттар (жиі 20–100+ мкм) тығыздау және процесті бақылау жеткілікті болған кезде агрессивті сынақтарда бірнеше жүз сағаттан асуы мүмкін.
Артықшылықтары. Жақсы тозуға және тозуға төзімділік (III түрі), эстетикалық әрлеу опциялары (II типті бояу), жақсы түсінілген өндірістік процесс, кейбір органикалық жабындар үшін тамаша адгезия.
Шектеулер & тұзақтар. Құйылған Al-Si қорытпалары екі ерекше қиындық тудырады: (1) дискретті Si бөлшектері анодталмайды, жұқа немесе үзіліссіз қабықша аймақтарын тудыруы мүмкін, жіне (2) субстраттағы кеуектілік немесе тартылған оксидтер жергілікті қабықша ақауларына және бақыланбайтын жағдайда коррозияның басталуына әкеледі..
Сондықтан анодтау легирленген химия кезінде ең тиімді, құйма кеуектілігі және алдын ала өңдеу спецификацияда қарастырылған.
Техникалық сипаттамалар. Анодтауды алдын ала тазалауды/оюды талап етеді, оксидтің ең аз қалыңдығын және тығыздау әдісін көрсетіңіз, және қабылдау сынақтарын қамтиды (E.Г., тұз спрейі, пиллинг/адгезия, кеуектілік картасын жасау).
Айырбастау жабындары (хромат және хроматты емес химия)
Қағида. Жұқа түзетін химиялық өңдеу, органикалық жабындар үшін құрбандық қорғанысын және жоғары адгезиялы праймерді қамтамасыз ету үшін алюминийге жабысатын конверсиялық қабат.
Әдеттегі өнімділік / мәліметтер. Қазіргі заманғы үш валентті түрлендіру жабындары көптеген автомобиль/электроника қолданбаларында боялған жүйелер үшін алдын ала өңдеу ретінде 200-300 сағат тұзды шашыратқышқа төзімділік жасай алады.; өнімділігі қорытпаға қатты байланысты, жабын класы және үстіңгі жабын жүйесі.
Артықшылықтары. Бояудың тамаша адгезиясы, жұқа пленка (өлшемдік өзгеріс жоқ), нормативтік сәйкестік (үш валентті немесе хромды емес опциялармен), үнемді және кеңінен қол жетімді.
Шектеулер. Конверсиялық жабындар агрессивті хлоридті орталарда жеке ұзақ мерзімді тосқауыл ретінде жұқа және жеткіліксіз.; олар көп қабатты жүйенің бөлігі ретінде жақсы қолданылады (түрлендіру → праймер → үстіңгі жабын).
Техникалық сипаттамалар. Конверсиялық өңдеу класын талап етеді (E.Г., үш валентті хромат класы), адгезия және тұз-спрей қабылдау, және бояу/ұнтақ жүйелерімен үйлесімділікті тексеру.
Плазмалық электролиттік тотығу (Де / микродоғалық тотығу)
Қағида. Сілтілік электролитте жоғары вольтты плазмалық разряд қалыңдап өседі, керамика тәрізді оксид (Al₂O₃/Al–Si оксидтері) субстратпен қатты байланысқан.
PEO жабындары әдетте кеуекті болады, бірақ тосқауыл қасиеттерін жақсарту үшін кейіннен тығыздалған немесе өңдеуден кейін өңделуі мүмкін.
Әдеттегі өнімділік / мәліметтер. Құйылған Al-Si қорытпалары бойынша сарапталған зерттеулер коррозия жылдамдығының айтарлықтай төмендеуін және PEO жабындарымен шұңқырға төзімділіктің күрт жақсарғанын хабарлайды.;
өнімділігі жабын қалыңдығымен жақсарады (мысалдар: ~20 мкм-ге дейінгі жабындар >100 мкм бірте-бірте жақсырақ электрохимиялық қарсылықты тудырды; кейбір зерттеулер жабыны жоқ сілтемеге қарағанда коррозия жылдамдығының 50-75%-ға төмендеуін хабарлайды).
Артықшылықтары. Коррозия мен тозуға төзімділіктің ерекше үйлесімі, Жоғары қаттылық, күшті адгезия, және жақсы жоғары температура тұрақтылығы.
Біріктірілген трибологиялық және коррозияға қарсы қасиеттер қажет болған жағдайда тартымды.
Шектеулер. Жоғары процесс құны, жабдықтың күрделілігі, өте үлкен немесе күрделі бөлшектер үшін шектеулі өткізу қабілеті, және жабын микроқұрылымының субстрат Si таралуына және Fe қоспаларына сезімталдығы (гетерогенді жабынның өсуін тудыруы мүмкін).
Кейінгі емдеу (герметизация, полимерлі сіңдіру) бетінің кеуектілігін жабу және коррозияға қарсы бөгет қасиеттерін оңтайландыру үшін жиі қажет.
Техникалық сипаттамалар. Электролиттер тобын көрсетіңіз, мақсатты жабын қалыңдығы және кеуектілік көрсеткіштері, талап етілетін герметизация/кейінгі өңдеу, және электрохимиялық қабылдау сынақтары (EIS, потенциодинамикалық сканерлеу 3.5% Торң у).
Электроплицей (Cu/Ni/Cr стектері және баламалары)
Қағида. Сәндік және қорғаныш металл қабаттарын салу үшін электрохимиялық қалпына келтіру арқылы металды тұндыру (әдетте Cu астыңғы тақтасы → Ni → сәндік/хром).
Артықшылықтары. Орнықты, дұрыс қолданған кезде болжамды тозуы және коррозияға төзімділігі бар сәндік әрлеу; қажет болған жағдайда электрлік үздіксіздікті немесе EMI экрандауды қамтамасыз ете алады.
Шектеулер & тұзақтар. Қабаттың адгезиясы мен тұтастығы субстраттың кеуектілігіне және алдын ала өңдеуге байланысты; жабылған кеуектілік қабық асты коррозиясын тудыруы мүмкін.
Морттануды болдырмау үшін қаптау кезінде сутегінің сіңірілуін бақылау керек. Құйылған алюминийді қаптау көбінесе алдын ала өңдеуді қажет етеді (мырыштау немесе қос цинкат циклдары) адгезиясын қамтамасыз ету.
Техникалық сипаттамалар. Бақыланатын цинкат циклін талап етеді, астыңғы тақта қалыңдығы, кеуектілікке/ағып кетуге сынау және қажет болған жағдайда сутегі рельефі/ пісіру.
Органикалық жабындар: электронды пальто, праймерлер, ұнтақ пальто және тосқауыл жүйелері
Қағида. Көпқабатты органикалық жүйелер (түрлендіру жабыны → электрондық жабын/праймер → праймер/үстіңгі жабын немесе конверсия → ұнтақ жабыны) қалыңдығын қамтамасыз етеді, Кедергі қорғанысы, және УК/ауа райына төзімділік.
Әдеттегі өнімділік / мәліметтер. Мақұлданған алдын ала өңдеулерде қолданылатын жоғары сапалы ұнтақ және сұйық үстіңгі жабындар әдетте тұзды шашыратқышпен сынауда жүздеген сағатты қамтамасыз етеді. (жақсы тұжырымдалған жүйелер үшін әдеттегі диапазондар 200–400 сағат), дала өнімділігі экспозиция циклдары мен механикалық зақымға байланысты.
Артықшылықтары. Күрделі геометрия үшін тамаша қамту, түсті/көріністі басқару, Жөндеу, және жоғары көлемді бөлшектер үшін экономикалық тиімділік.
Шектеулер. Алдын ала өңдеу немесе жабынның үздіксіздігі бұзылса, қабық асты коррозиясына бейім; зақымдану немесе қажалу локализацияланған анодты жерлерді жасайды.
Қаптауды таңдау термиялық кеңеюдің сәйкессіздігін және конверсия/анодтық қабатқа адгезияны ескеруі керек.
Техникалық сипаттамалар. Түрлендіруді немесе анодтауды алдын ала өңдеуді талап етеді, құрғақ пленканың минималды қалыңдығы (DFT), көлденең кесу/пилинг адгезиясы сынақтары, және қоршаған ортаға әсер етуді қабылдау (КАЖ, B117, ылғалдылық сынақтары).
Катодтық қорғаныс, коррозия ингибиторлары және құрбандық тәсілдер
Катодтық қорғаныс. Қалыпты құйма компоненттері үшін сирек кездеседі, бірақ теңіз суына батырылған құрылымдар немесе үлкен жинақтар үшін қолданылады;
құрбандық анодтары немесе әсерлі ток жүйелері тек нақты мағынада болады, әдетте ауқымды немесе тұрақты қондырғылар.
Коррозия ингибиторлары. Ұшқыш коррозия ингибиторлары (VCI) немесе уақытша коррозия ингибиторы пленкалар сақтау және тасымалдау кезінде бөлшектерді қорғай алады; олар қызметте ұзақ мерзімді қорғаныс жабындарын алмастырмайды.
Құрбандық жабындары. Мырыш немесе магний құрбандық қабаттары тиісті түрде жасалған кезде алюминийді қорғай алады, бірақ гальваникалық қосылыс және сыртқы түрдегі мәселелер оларды құйылған көптеген тұтынушы бөлшектері үшін пайдалануды шектейді.
Біріктірілген / гибридті стратегиялар
Өнеркәсіп пен әдебиет тәжірибесі мұны көрсетеді көп қабатты жүйелер ең сенімді өріс өнімділігін қамтамасыз етеді,
Мысалдарға түрлендіру жабыны жатады + электронды пальто + боялған қоршауларға арналған үстіңгі жабын, немесе оңтайландырылған анодтау + тығыздағыш + сәндік әрлеуге арналған үстіңгі жабын, немесе PEO + полимерлі сіңдіру + тозу/коррозия бөліктеріне арналған үстіңгі жабын.
Гибридті тәсілдер пайдалану синергия: адгезияға арналған конверсиялық қабаттар, тосқауыл мен тозуға арналған қалың керамикалық/анодты қабаттар, қоршаған ортаны нығыздау және сыртқы түрі үшін органикалық жабындар.
6. Жобалау, Өңдеу, және QA тұтқалары
Соңғы пайдаланудағы коррозия қаупін азайту үшін, төмендегілерге басымдық беріңіз (типтік ROI бойынша реттелген):
- Қорытпа және химия таңдау: орындауға мүмкіндік беретін жерде, төмен Cu бар қорытпаларды таңдаңыз, Fe катодтылығын өтеу үшін Fe және Mn теңгерімі бақыланады.
Жақсартылған коррозияға төзімді жаңадан жасалған Al-Si құйма қорытпаларын зерттеңіз (зертханалық деректер кейбір сынақтарда A360/A380-ге қарағанда кейбір жағдайларда 20–45% жақсартуды көрсетеді). - Микроқұрылымды бақылау: салқындату жылдамдығын арттыру үшін HPDC параметрлерін оңтайландырыңыз (SDAS нақтылау), модификаторларды қолданыңыз (Ср, аралас металл) эвтектикалық Si морфологиясын өзгерту, және кірген оксидті қабықшаларды азайту үшін балқыту процедураларын қолданыңыз.
- Кеуелік & дизайн өледі: шөгу мен газ саңылауларын азайту үшін қақпаны және желдетуді қарап шығыңыз; ыстық нүктелерді ұстау үшін ағынның модельдеуін және нақты кеуектілік картасын пайдаланыңыз.
- Беттік өңдеуді ертерек таңдау: жобалау кезеңінде беттік жүйені таңдаңыз (соңында емес).
Анодтау үшін құйма қорытпаларына бейімделген процестерді пайдаланыңыз (қажет болған жағдайда меншікті анодтау немесе CastGuard типті жүйелер); теңіз/қатал орталар үшін, PEO немесе көп деңгейлі жүйелерді қарастырыңыз (түрлендіру + опа). - Жиналыс & тәжірибелерді біріктіру: электролиттерді ұстамаңыз (ағызу, көлбеу беттер), бір-біріне ұқсамайтын металдарды оқшаулағыш тығыздағыштармен немесе жабындармен оқшаулаңыз, және теңіз жүйелерінде қажет болған жағдайда құрбандық анодтарын немесе катодтық қорғанысты көрсетіңіз.
- Сапаны бақылау & Қабылдау критерийлері: EIS біріктіру, питинг потенциалы, тұз спрейі (ASTM B117) сонымен қатар циклдік коррозия сынақтары мен микроқұрылымды тексеру (SDAS, кеуектілік фракциясы) жеткізуші QA жоспарларына.
7. Өнеркәсіптік тәжірибелер & кейс зерттеулері
- Анодтауды оңтайландыру. Құйылған микроқұрылымдарға бейімделген коммерциялық анодтау процестері стандартты анодизациямен салыстырғанда тұзды шашырату өнімділігін айтарлықтай жақсартты.,
анодталған толқын пішінін басқару арқылы, кремниймен байланысты жұқа дақтарды азайту үшін ваннаның химиясы және алдын ала өңдеу.
Көптеген OEM компаниялары анодталған сыртқы түрі мен беріктігі қажет болған кезде автомобильдің сыртқы әрлеуі үшін осы меншікті өңдеулерді пайдаланады.. - Көп қабатты өнеркәсіптік әрлеу. Құюды жеткізушілер жиі әрлеу мәзірін ұсынады (Айырбастау жабындары, хроматтар, ұнтақ және сұйық жабындар, желник) коррозия класының талаптарына сәйкес таңдалған.
- Жоғары сапалы бөлшектерге арналған PEO. Тозуға және коррозияға төзімділікті талап ететін құрамдас бөліктерге PEO қабылдаудың артуы байқалады, әсіресе шағын көлемде, жоғары құнды қолданбалар (теңіз, кез келген жерден жүре беретін).
Жарияланған әдебиеттер жалаң құйылған субстраттармен салыстырғанда коррозияға қарсы күшті жақсартуларды сипаттайды. - Көп қабатты өнеркәсіптік әрлеу: Негізгі құйма жеткізушілері конверсиялық жабындарды біріктіретін өнім портфолиосын ұсынады, праймер/ұнтақ жабындары, және соңғы пайдалану сыныбына бейімделген қаптау опциялары (ашық жерде, электронды қоршау, Сәндік кесу).
8. Тұжырымдар
Құйылған алюминийдің коррозияға төзімділігі бір пәндік мәселе емес.
Ең тиімді стратегиялар қорытпаларды оңтайландыруды біріктіреді (төмендетілген Cu, модификаторларды қолдану), Процесті басқару (жылдам қатаю, Керемет қарқынды), және беткейлік инженерия (құйма микроқұрылымына бейімделген анодтау нұсқалары, Айырбастау жабындары, Де, және көпқабатты органикалық жүйелер).
Соңғы шолулар микроқұрылым-коррозия байланыстарын қорытындылайды және жабындар мен процесті тиімді жұмсарту жолдары ретінде көрсетеді.; PEO және оңтайландырылған анодтау агрессивті орталарда ерекше перспективалы нәтижелерді көрсетеді.
Дегенмен, олқылықтар стандартталған күйде қалады, ұзақ мерзімді атмосфералық экспозицияны зерттеу және микроқұрылымдық көрсеткіштерді байланыстыратын кең қолданылатын болжамды модельдерде (кеуектілік фракциясы, SDAS, металаралық таралу) өрістің өмір сүру ұзақтығын болжау үшін.
Қорытпа әзірлеушілер арасындағы үздіксіз ынтымақтастық, жер үсті мамандары мен OEM бұл олқылықтарды жояды.
ЖҚС
Мен кез келген құйылған алюминий бөлігін анодтай аламын ба және ұзақ өмір сүре аламын ба??
Қысқа жауап: сенімді емес. Қалыпты құю қорытпаларындағы Si бөлшектері мен кеуектілігі стандартты анодтауды сәйкес келмейтін етеді.
Қажет болса, құймаға арналған арнайы анодтау рецепттерін пайдаланыңыз немесе тығыздағышпен және үйлесімді үстіңгі жабынмен жұптаңыз..
Қандай қорытпалар тобы HPDC бөлшектері үшін коррозияға ең жақсы төзімділік береді?
Al–Si қорытпалары төмен Cu мазмұны және бақыланатын Fe, плюс модификаторлар (Sr/аралас металл), жақсырақ орындау.
Al-Mg сериялары жақсы анодталған пленка түзілуін қамтамасыз ете алады, бірақ әртүрлі механикалық айырбастарға ие - механикалық және коррозияға қарсы қажеттіліктерге негізделген таңдау.
Микроқұрылым қаншалықты маңызды?
Көп. Жақсырақ SDAS, біркелкі металаралық дисперсия және төмен кеуектілік (процестерді басқару арқылы қол жеткізіледі) шұңқырға төзімділікті арттыру және шұңқырлық потенциалды жоғарылату.
HPDC жоғары салқындату жылдамдығы көптеген қорытпалар үшін баяу құймалармен салыстырғанда артықшылық болып табылады.
PEO әрқашан ең жақсы нұсқа ма??
PEO ерекше кедергі береді + киіңіз, бірақ қымбатырақ және үлкен/күрделі геометрияға немесе қатаң косметикалық талаптарға сәйкес келмеуі мүмкін.. Оны біріктірілген тозуға/коррозияға төзімділік құнын ақтайтын жерде пайдаланыңыз.
