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分类铝he金的腐蚀行为
铝he金种类很多,在附录中列chu了国na外常见铝he金的分类及主要衴ue芎陀猛尽T诼羑e金系中,除了纯铝、Al-Mg和Al-Mn外,还有A1-Cu-Mg, AI-Cu-Mn,A1-Mg-Si-Cu, AI-Zn-Mg Cu和Al-Cu-Mg-Fe-Ni等系列。纯铝和铝he金的腐蚀行为由于其zu织na有不同he金元素和金属相,而使不同牌hao的铝he金具有不同的耐腐蚀性和腐蚀行为。ben书所tao论的化xue纹理蚀刻则是利用铝he金ben身具有的某xie腐蚀行为,或通guo对腐蚀jie质祅an≡衿仁孤羑e金具有特定的腐蚀行为,而最终完成纹理蚀刻的guo程。所以有bi要对纯铝及铝he金的腐蚀行为作简要jie绍。
yi、纯铝的腐蚀行为
纯铝genju纯度you分为高纯铝和工ye纯铝。但cong整ti来讲,纯铝的机械强度都不高,但塑性好、耐腐蚀衴ue芎谩L乇鹗谴柯恋母呖伤苄院陀帕嫉哪褪葱yue茉诼林浦械玫搅斯惴河τ谩en书所jie绍的铝he金表mian纹理蚀刻技术中,纯铝的应用占了jiaodabi例,所以对纯铝腐蚀行为的tantao更为重要。
铝是yi种huo泼的liang性金属,既能簍ui醘a生穋ongou能簍u頵a生穋ongΓ乇鹗羌钚匀芤褐校捎贠Hyi的络he催化作用,使铝在磌ao钚匀芤褐谐示雀矗⑺鎝H值的升高或温高的升高腐蚀速度ye相应增da。ruo提高铝的纯度,在相同条件下其腐蚀速度相应减少。
纯铝的纯度对铝的腐蚀行为有显zhu影响,纯度越高均匀腐蚀的倾向越da,ye就越nan达到所xu要的纹理蚀刻效果。纯铝的主要詙ou适荈e和Si o Fe, Si詙ou屎扛呤保淠芴岣咔慷鹊档土怂苄浴iandaolv、抗蚀性并使氧化mo容易破坏。Fe在铝中的溶解度很小,在共晶温度(6550C)时只有。.052写,室蝜v蔽?.002%o Fe与铝形成ying而cui的针状化he物FeAl3 0 Si同铝不形成化he物,除溶解少量外,guo剩的詙ou蔛i均呈游离状态存在。由于Si和Fe同时存在于铝中,因此蔰ao蕇hang縮ha压e纯铝看成是Al-Fe-Si三元he金。在工ye纯铝中,除了SiFeA13詙ou释猓鼓苄纬蒷iang种三元化he物a.尹。当Fe的含量da于Si时形成富tie的a化he物(SiFe3 A12) ,呈gu架状或团kuai譪hu5盨i含量da于Fe时,则形成富Si的cuda针状的卢相(Si2 Fee A19 ),ta们对铝的塑性均不利,尤其是后者。Fe和Si在工ye纯铝中da都形成三元化he物,chu现FeA13化he物或游离Si的机会很少。为了获得晶粒细小、均匀、冲压衴ue芎玫墓e纯铝板材,应使詙ou蔉e的含量da于Si,以Fe/Si之bida于2-3为最好。同时,宜添加Al-Ti或AI-Ti-Bhe金作为晶粒细化剂。 总的来说,纯铝的纹理蚀刻衴ue芏糱ijiao好,不管是用单yi的酸性或者是碱性蚀刻液都能得到jiao好的纹理效果。对于xu要cucao度da的表mian效果,用酸yi碱二步法yi能得到很不错的效果。特别是1050和1010,经酸yi碱二步法蚀刻后纹理均匀性极好。在常用材料中,韩国材料纹理细;台湾材料纹理细且具有匀细的丝纹;日benzhu友公司的高guang纯铝,经蚀刻后表mian容易有明显的丝纹效果;国产材料质量不很稳定,如是质量好的国产铝材,纹理蚀刻效果很不错。国产铝以L6用得jiao多,纹理效果和jin口铝材相biye毫不逊色。再加shang国产材料占有jia格优势,在生产shang可做优先kao虑。
二、he金铝的腐蚀行为
I.防锈铝的腐蚀行为
(1) Al-Mn防锈铝he金的腐蚀Al-Mnhe金是变形铝he金中应用很广的yi种he金材料。ta的机械强度jiao纯铝高,塑性好,han接衴ue芎茫琈n对铝的dian极dianwei几乎没有影响,其抗蚀衴ue芙鯾i高纯铝lue低。
AI-Mnhe金的主要相为MnA16,ta的dianwei几乎和纯铝相当。Mnyifangmian是提高强度的元素,lingyifangmian是中和Fe有害作用的元素,可使yi部分FeAI:转变为(FeMn) A16,当针状的FeA13转变为片状的(FeMn) Alb以后就构成了yi个jiao弱的阴极相,便不易破坏表mian祅an趸痬o,这xie作用改善了he金的腐蚀行为。
AI-Mnhe金的腐蚀特点是容易产生点蚀,特别是he金中Mn/Febi减小蔮ei撞鷍iaoshen的点蚀(见tu2-13),这yi点对he金的纹理蚀刻有利。he金中随Mn元素含量增加,晶间腐蚀倾向增da,he金在cui火和tui火状态下,几乎无晶间腐蚀,但在加热缓冷条件下,则有晶间腐蚀倾向,这种he金腐蚀后易有晶纹再现,但这种he金没有应力腐蚀倾向。

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Al-Mn系he金,国产只有LF21yi种牌hao,对应美国铝协属于3003。这种he金经单yi碱性纹理蚀刻后表mian是“sha”和“丝”的双重效果,用于铭牌、mian板丝网印刷前的di层装饰处理时,有很好的装饰衴ue堋6杂诒韒iancucao度要qiujiao高的纹理,用酸yi碱二步法蚀刻后,yiban都是“sha”、“丝”双重效果,由于不同加工工艺的cha别,部分同类he金经酸yi碱二步法蚀刻处理后表mian只是“sha”的效果,而“丝”的
效果几乎没有。在生产中要注意选择同yihe金加工商所提gong的铝材,这对于保证表mian效果的yi致性很重要。
(2) Al-Mg防锈铝he金的腐蚀Mg在铝中的固溶度jiaoda,随zhouhe金中Mg含量增加,he金强度增加,塑性则有所降低,但其han接衴ue芎涂故葱yue苋春苡帕肌g降低了铝he金dianwei,Al-Mghe金氧化mo的密度,bi形成这种mo的金属da,因此所形成的mo很致密。尤其是当吸shoushui生成氢氧化物时,he金在盐shui和弱碱性溶液中的抗蚀衴ue躡i纯铝的抗蚀衴ue芑垢摺Ⅻbr /> 当Mg含量超guo3%yi5肠时,he金会chu现晶间腐蚀和应力腐蚀倾向。当Mg含量超guo7%时,对应力腐蚀的敏感性尤为显zhu。
热处理工艺对Al-Mghe金的腐蚀衴ue苡忻飨缘挠跋欤鐃u2-14所示。

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冷加工量对抗应力腐蚀衴ue苡跋靔iaoda,随冷加工量增da,破裂腐蚀shou命suoduan,如tu2-15所示。 Al-Mghe金的金属相化he物为Mgt A13,是yi个阳极相,当he金呈单相的guo饱和固溶ti时,其主要腐蚀形式是点蚀,无晶间腐蚀和应力腐蚀倾向。当时效处于聚集状态时,he金ye没有晶间腐蚀和应力腐蚀倾向,当时效相呈弥散连续状态时,he金对晶间腐蚀和应力腐蚀具有yi定的敏感性。
该系he金有多个牌hao,国产牌hao以LF2用得jiao多,对应美铝协50520这类he金经纹理蚀刻后其表mian效果和Al-Mnhe金相当。但通guo单yi碱性纹理蚀刻后,其表miancucao度jiaoAI-Mnhe金为低。
2.ying铝he金的腐蚀行为
向铝中添加Cu后,he金强度得到提高,化he物中Cu元素降低了铝的dian极dianwei,同时ye降低了抗蚀衴ue堋H缭贏l-Cuhe金中添加Mg,便构成了Al-Cu-Mghe金(如LY11, LY12等),yechen杜拉铝he金。在AI-Cuhe金中加renMn,便构成了AI-Cu-Mnhe金(如LY16, LY17等)。还有Al-Cu-Mg-Fe-Ni, AI-Cu-Li, Al-Cu-Mg-Si和A1-Zn-Mg-Cu等系列Al-Cuhe金。
在ge系Al-Cuhe金中,都有不同的金属间化he物。Al-Cu-Mg系he金中主要有CuAI2, CuMgAl:等。Al-Cu-Mn系he金中主要有CuAl2, CuMn2 Al:等。Al-Cu-Li系he金中主要有CuAI2, LiCuAI12, Lie Cub All:等。Al-Cu-Mg-Fe-Ni系he金主要有CuMgA12, FeNiAls等。A1-Mg-Si-Cu系he金中主要有CuA12, Mgt Si,Cu4 Mg5 S14 AI二等。在AI-Zn-Mg-Cu系he金中主要有MgZn2, Mg3 Zn3 Al:等。在这xie相中,除M$2 Si, MgZn2 , Mg3 Zn3 Al:等属于阳极相外,其余都是阴极相。

Al-Cu系he金都有共同的腐蚀行为,这yi系列的多元铝he金都有点蔯hu⒕Ъ涓chu⒂αΩ春蚥o蚀倾向,特别是晶间腐蚀敏感性最da。该系he金祄uЪ涓醇负跷薹ū苊猓benЪ鋢ichu相呈细小、连续的链状分布,构成yi条腐蚀通道时,he金晶间腐蚀倾向更为严重。该系he金的纹理蚀刻往往是以晶间腐蔯i鳎闶吹mu刃詊iaonan控制,特别是在使用酸yi碱二步法jin行jiao高cucao度蚀刻蔮ei飨浴Ⅻbr /> 该系he金中使用得jiao多的是LY12(美国铝协2024)。该he金ying状态牌hao(LY12-Y)经单yi碱性纹理蚀刻后其表miancucao度可达R。二1.5以shang,且guangliang度和均匀性都极佳。而lingyi自然时效牌hao(LY12-CZ)经单yi碱性纹理蚀刻处理后其表mian效果和Al-Mn系he金相当。
3.锻zao铝he金的腐蚀行为
(1) Al-Mg-Si系锻铝he金的腐蚀这种he金的国产牌haoLD31,对应美国铝协牌hao6063。该系he金具有中等强度、良好的塑性、优良的可han性和抗腐蚀衴ue堋Ⅻ/p>

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特别是6063具有极好的萺en苄裕杉庸こ山峁垢丛印⒈”凇⒅锌盏膅e种零件,并具有优良的han接衴ue埽椅抻αai裂腐蚀现象。这种he金经加工后表mian十分guang洁,易于jin行阳极氧化和zhou色。该系he金具有很好的纹理蚀刻性,经蚀刻后的he金表mian纹理均匀,cucao度易于调整,特别是在高cucao度时纹理效果很好。
(2) AI-Mg-Si-Cu系锻铝he金的腐蚀这种he金的国产牌haoLD30,对应美国铝协牌hao6061。该系he金是在6063的基chushang添加Cu强化而得,因此bi6063有更好的强度.纹理蚀刻衴ue芎?063相当,但氧化衴ue躭ue低于6063,超ying铝he金目yujiao少使用纹理蚀刻技术,这是由于其纹理蚀刻效果不是太理想,特别是cucao度要qiujiao高的情kuang下效果更cha,有待jinyi步yan究。
对于zhuzao铝he金,由于he金中含Si量jiaoda,经纹理蚀刻后的表mian为灰色,莥e荒苡贸S玫幕痻ue/dian化xue抛guangfang法jin行guang泽处理,所以不适用于装饰性纹理蚀刻。
但用于dian镀的di层及涂装di层对于提高结he力是很不错的前处理fang法。如果zhuzao铝he金中工件的Si含量不高,经纹理蚀刻后有jiao好的表mian效果。如要qiu高cucao度,用酸yi碱二步法蚀刻并增guang,其纹理效果ye不错。

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