Aluminiumlegeringen: uitzonderlijke corrosiebestendigheid en prestaties

In metaalgietereien zijn aluminium en zijn legeringen onder de top gietmaterialen vanwege hun overweldigende voordelen ten opzichte van andere metalen. Aluminiumlegering heeft duktiliteit, hoge gietbaarheid, hoge sterkte, en vooral hoge corrosiebestendigheid in verschillende omgevingen en chemische agentia.

Aluminiums corrosiebestendigheid ontstaat door een inerte oxidefilm die zich vormt op een metaaloppervlak, wat een beschermende laag biedt die het aluminiumoppervlak beschermt tegen blootstelling aan de omgeving.

Een oxidefilm op het oppervlak ontstaat door de chemische reactie van het aluminiumoppervlak met zuurstof en water. Feitelijk is dit de eerste stap van metalcorrosie. Hoewel de oxidefilm slechts 5-10 nm dun is, voorkomt het metalen roest zodra het blootgesteld wordt aan een oxidiserende omgeving zoals water.

In de meeste omgevingen neemt de corrosiesnelheid van aluminiumlegeringen af over de tijd, deels omdat de stabiliteit van de oxidefilm de weerstand tegen corrosie bepaalt, wat afhangt van de pH-waarde van de omgeving.

Typisch zijn oxidefilms stabiel in het pH-bereik van ongeveer 4 tot 8. Als de pH onder 4 is, zullen zuren het oplossen, en als de pH boven 8 is, zullen basen het oplossen tot kristallijne vastestoffen, wat roest is.

In de gietindustrie, om de gieteienschappen van aluminium te verbeteren en aluminiumgietdefecten te verminderen, voegen gietereien vaak een hogere Si-gehalte toe aan de aluminiumlegering, wat gelokaliseerde corrosie waarschijnlijker maakt en anodiseren ontmoedigt, wat de corrosiebestendigheid van gegoten aluminium verlaagt.

Om de corrosiebestendigheid van gegoten aluminiumlegeringen te optimaliseren, is het noodzakelijk de relatie tussen het aluminiumlegeringsproductieproces en de microstructuur van aluminium te begrijpen. Daarom hebben we een uitgebreide evaluatie uitgevoerd van het onderzoek naar metalcorrosie in het algemeen en aluminiumlegeringen in het bijzonder volgens verschillende aluminiumgietmethoden, zoals zandgieten, lage druk gieten, etc.

Dit is het meest gedetailleerde, uitgebreide en duidelijke artikel dat u kunt vinden over aluminiumlegeringen's corrosie, die hoog reactief zijn en diverse uitstekende eigenschappen hebben.

Laten we er samen nader naar kijken – VIC gieterei!

Corrosieve aard van aluminiumlegeringen

Corrosie van aluminiumlegeringen in een substantiële omgeving is te wijten aan kathodische en anodische reacties die gelijktijdig met dezelfde snelheid op het metaaloppervlak plaatsvinden.

De kathodische reactie is het oxidatieproces van het metaal, en de anodische reactie is de reductie van de stof in de omgeving. Oxidatie en reductie gebeuren gelijktijdig, en elektronen worden tussen de twee reactanten overgedragen. Daarom leidt het metaal elektriciteit.

Oxidatiereactie: Al → Al³⁺ + 3e

Waterstof redox reactie: H⁺ + e → ½ H₂

Of zuurstof redox reactie: O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻

In essentie vinden deze reacties plaats in de microstructuur van de legering. De microstructuur van een aluminiumlegering wordt bepaald door de legeringselementen en de thermomechanische behandeling.

Met zuiver aluminiumlegering zonder toegevoegde metalen, zijn er geen metalen posities binnen de microstructuur. Als gevolg is de kathodische reactie onwaarschijnlijk, waardoor de corrosiemogelijkheid wordt geminimaliseerd.

Met betrekking tot heterogene aluminiumlegeringen gemengd met legeringscomponenten, worden intermetallische deeltjes gevormd die 1-300 nm in diameter precipitaten produceren. De precipitaten bestaan uit verschillende electrochemische kenmerken die de gebieden zijn die door corrosie worden aangevallen.

Corrosiegrens van aluminiumlegeringen

Aluminiums weerstand tegen corrosie neemt toe naarmate de zuiverheid toeneemt. Echter, door aluminiums hoge duktiliteit, hoe zuiverder de aluminiumlegering, hoe minder toepassingen het biedt.

Typisch worden metalen toegevoegd om aluminiums hardheid en gietbaarheid te verhogen, wat leidt tot een afname van de corrosiebestendigheid.

Hieronder volgen analyses van aluminiumlegeringen's corrosiebestendigheid.

1. De 1xx.x serie legering: Commercieel zuiver aluminium

De 1xx.x serie legering is de zuiverste legering, met ongeveer 99,93% zuiver aluminium, en heeft een zeer lage gemeten corrosiesnelheid, ongeveer 0,8 µA in 1 cm² tot 2,3 cm².

Vanwege de uitstekende corrosiebestendigheid wordt de 1xx.x serie niet breed toegepast in de dagelijkse praktijk vanwege de lage hardheid.

Enkele toepassingen omvatten 100 series legeringen in de folievalverpakkingsindustrie en als materiaal voor kookgerei. Het wordt ook gebruikt voor secundaire legeringsproductie of als coating voor andere series.

2. De 2xx.x serie legering: Aluminium – koper

2xx.x serie aluminiumlegering bevat een hoge hoeveelheid Cu, ongeveer 4-10%, dus het heeft hoge mechanische eigenschappen en wordt gebruikt in constructies, met name in de luchtvaartbouw.

Echter, de toevoeging van Cu aan de legering zal de duurzaamheid beïnvloeden. Hoewel de hardheid aanzienlijk wordt verbeterd (ongeveer 500 MPa), is het vatbaar voor corrosie in industriële omgevingen met vocht.

De 200 serie neigt tot het vormen van gietdefecten, dus ze zijn vaak beperkt tot de productie van eenvoudige gietpatronen.

Een electrochemische test met een 0,5M H₂SO₄ oplossing meet de corrosiesnelheid van ongeveer 0,45µA/cm², vergeleken met meting in 3% NaCl oplossing. Dit experiment werd uitgevoerd met drie Al-Cu legeringen met Cu verhoudingen van respectievelijk 5%, 10% en 15%, en het werd geconcludeerd dat de corrosiesnelheid van de 3 legeringen hetzelfde was.

Een ander experiment werd uitgevoerd met de richtingssolidificatiemethode, het onderzoeken van het effect van de afkoelsnelheid en de Cu-gehalte van Al-4,5%Cu legering.

Drie monsters werden genomen op drie verschillende posities van het metaal-koeleroppervlak. Microscopisch observeren toont een betere corrosiesnelheid wanneer de afkoelsnelheid hoger is.

3. De 3xx.x serie legering: Aluminium – Mangaan

De 3xx.x serie aluminiumlegering is meestal verkrijgbaar in dunne vellen. Het is een aluminiumlegering met de toevoeging van silicium en ongeveer 1% mangaancomponent om de corrosiebestendigheid in de vaste oplossing te verbeteren. De sterkte van deze legering is gemiddeld, ongeveer 110 MPa.

Als koudvervorming en annering worden uitgevoerd, zal de 3xxx serie uitstekende mechanische eigenschappen bereiken. Ze hebben ook hoge gieteienschappen, dus tot 90% van de wereldwijd gegoten aluminium behoort tot de 300 serie. Daarom wordt corrosieonderzoek met gegoten aluminiumlegeringen meestal uitgevoerd op serie 300.

Veel experimenten op 3xx.x serie legering corrosie zijn uitgevoerd, voornamelijk met zwaartekrachtgiettechniek en drukdieden gieten.

Aluminiumlegering gieten met zwaartekrachtgiettechniek

Een studie toonde aan dat de corrosiestroomdichtheid en de impedantieparameter van Al-8%Cu-3%Si een hogere corrosiebestendigheid induceren dan Al-6%Cu-1%Si.

Corrosietesten worden uitgevoerd op de gietdoorsnede positie, op 0, 10 en 20mm van het koude gietoppervlak.

Dit experiment toont aan dat Si en secundaire dendrietarmafstand (SDAS) inhoud van elkaar afhangen en de corrosiebestendigheid van Al-6%Cu-1%Si beïnvloeden.

In de α aluminiummatrix vormen gegoten aluminiumlegeringen gemakkelijk intermetallische verbindingen. De aanwezigheid van mangaan in de 300 serie compenseert voor Fe's kathodische effect in intermetallische verbindingen, wat ze minder corrosief maakt.

Onderzoekers voerden ook experimenten uit over de effecten van Sr op de corrosie van aluminiumlegeringen.

Microscopische waarnemingen toonden verder de verandering van siliciumeutecticum van grove en dunne morfologie naar verbindende vezelmorfologie.

a. geen Sr toegevoegd
b: Sr 120 ppm
c: Sr 170 ppm
d: Sr 250 ppm

Conclusie: De verbonden vezelmorfologie van eutectisch silicium verbetert de corrosiebestendigheid van aluminiumlegeringen. Gedetailleerde corrosiebestendigheidsniveaus worden weergegeven in de volgende tabel:

Sr toevoeging	Voor	Na
120 ppm	13,8 µA/cm2	0,42 µA/cm2
150 ppm	10,2 µA/cm2	1,47 µA/cm2

Aluminiumlegering gieten met HPDC technologie (hoge druk gieten)

Volgens de vastgelegde documenten, spoot dit experiment metaal bij drie verschillende temperaturen: 579°C, 643°C en 709°C met twee inspuitdrukken van 35 MPa en 70 MPa. Microstructuurobservatie toont aan dat bij lage temperatuur het dendriet van aluminium gefragmenteerd is, en bij hoge temperatuur is het dendriet verfijnder.

Dit experiment concludeert dat hoe hoger de porositeit, hoe lager de aluminiumlegerings corrosiebestendigheid. De porositeit neemt geleidelijk toe volgens de volgende experimentele resultaten:

a: 579°C / 35 MPa (3,15% porositeit)
b: 579°C / 70 MPa
c: 643°C / 35 MPa
d: 643°C / 70 MPa
e: 709°C / 35 MPa
f: 709°C / 70 MPa (4,91% porositeit)

Met HPDC technologie worden luchtbellen gecreëerd door hoge inspuitsnelheid, wat resulteert in hoge porositeit gieten en gasporositeitsdefecten veroorzaakt.

4. De 5xx.x serie legering: Aluminium – Magnesium

5xx.x serie bevat minder dan 6% Mg. Magnesium heeft een oplosbaarheid in aluminium die de legerings corrosiebestendigheid en hardheid verbetert. De hardheid van serie 500 is hoger dan 380 MPa.

500 serie kan corrosie weerstaan in zeewateromgeving, dus het wordt toegepast in de maritieme industrie.

Onderzoek naar corrosiebestendigheid van Al-3%Mg-1%Si legering door zwaartekrachtgieten en continu gieten vond ernstige corrosie op de precipitaten vrije zone.

De bovenstaande figuur toont de experimentele resultaten; met zwaartekrachtgiettechnologie wordt Al-3Mg-1Si legering op een hogere snelheid gecorrodeerd dan continu gieten. Feitelijk heeft continue giettechnologie een snellere afkoelsnelheid, wat leidt tot een hogere vaste oplossing verhouding.

De 500 Serie heeft ook een corrosieprobleem – een zware dichtheidsstoornis die schadelijke β-fase Mg₂Al₃ neerslag kan veroorzaken op legeringen met > 3% Mg, en lange blootstelling aan hoge temperaturen.

5. De 6xx.x serie legering: Aluminium – Magnesium – Silicium

Silicium-gebaseerde 6xx.x serie aluminiumlegering verhoogt de vloeibaarheid en verlaagt het smeltpunt.

Deze legering heeft een hardheidsterkte > 300 MPa, voornamelijk in geëxtrudeerde vorm en in vellen.

Silicium en Mg worden aan de legering toegevoegd, meer dan 1,4% zal de sterkte verhogen bij veroudering.

600 series verkrijgen goede corrosiebestendigheid, dus het wordt breed gebruikt in de mariene omgeving en trekmotorproductie.

6. De 7xx.x serie legering: Aluminium – Zink – Magnesium

7xx.x serie legering heeft duurzaamheid tot 580 MPa; zo'n hoge sterkte wordt bereikt door de η-fase (MgZn₂) neerslag. Daarom wordt het breed gebruikt in de luchtvaartindustrie.

De 700 series nadeel is de verminderde corrosiebestendigheid; ze zijn gevoelig voor omgevingserosie en spanningcorrosiekraken.

Om de corrosiebestendigheid te herstellen, werden complexe warmtebehandelingen uitgevoerd, zoals secundaire warmtebehandelingen.

7. De 8xx.x serie legering: Aluminium – Lithium

8xx.x serie aluminiumlegering is gemengd met Li element, met oplosbaarheid in aluminium tot 16%.

De 800 serie is zeer lichtgewicht en verkrijgt hoge rigiditeit; dus het heeft een hoog potentieel voor luchtvaarttoepassingen.

In het verleden hadden Li-bevattende aluminiumlegeringen de hoogste corrosiesnelheid onder alle aluminiumlegeringen; maar vandaag de dag hebben Al-Li legeringen met toegevoegde Cu deze beperking overwonnen.

8. De 9xx.x serie legering: Aluminium – Nikkel

9xx.x serie legering met Nikkel toegevoegd om hardheid te verhogen maar duktiliteit en corrosiebestendigheid te verminderen.

Een studie over Al-5%Ni legeringen: nam 1 monster van de legering op positie P1, 10mm van de rand van de vorm met een afkoelsnelheid van ongeveer 8°C/s, en 1 monster op 60mm van de vormrand met een afkoeling van 0,6°C/s.

Het resultaat was de corrosiesnelheid van positie P2 is 1,5 µA/cm², en in positie P1 is 3,5 µA/cm².

Meer informatie over aluminiumtypen: https://vietnamcastiron.com/types-aluminum/

Effect van legeringselementen op aluminiumlegering corrosie

1. Het effect van Mg

Mg wordt aan aluminiumlegering toegevoegd om mechanische eigenschappen te verbeteren. Mg verlaagt de reactiesnelheid van de kathodische reactie wanneer aanwezig in vaste oplossing (vanwege lage uitwisselingsstroomdichtheid van Mg) en verhoogt corrosiebestendigheid.

2. Het effect van Si

Si toegevoegd met Mg creëert een Mg₂Si neerslag die de aluminiumlegerings hardheid verbetert maar lokale corrosie veroorzaakt. Overmatige Si toevoeging zal spanningcorrosiekraken veroorzaken door Si op de grensvlakken te laten verschijnen en de kathodische reactie te versnellen.

3. Het effect van Cu

Vergelijkbaar met Mg, veroorzaakt de aanwezigheid van Cu een aluminiumlegering een gelokaliseerde kathodische reactie te vormen die corrosie veroorzaakt. Echter, 600 of 700 series legeringen's hoofddoel bij het toevoegen van Cu aan de samenstelling is voor versterking van hardheid, niet voor anticorrosiedoeleinden.

4. Het effect van Zn

Toevoeging van Zn aan de aluminiumlegering kan τ-fase Al-Mg-Zn vormen in plaats van β-fase Al₃Mg₂, wat spanningcorrosiekraken veroorzaakt. Legeringen gebruikt in de luchtvaartindustrie gebruiken nog steeds Zn om een hardheidsversterkende neerslag te vormen.

5. Het effect van Fe

In het productieproces mengt aluminiumlegering vaak Fe in de samenstelling. Het Fe-verwijderingsproces is zeer kostbaar. Fe is moeilijk op te lossen in de legering en behoudt een kathodische reactie, wat resulteert in verminderde corrosiebestendigheid. Fe gecombineerd met Mn of Cu in de legering is ook een factor die corrosiebestendigheid voorkomt.

6. Het effect van Mn

Het opnemen van Mangaan in de aluminiumlegering zal Fe-concentratie verlagen en corrosiebestendigheid verhogen. Echter, als de hoeveelheid Mn de oplosbaarheidsgrens overschrijdt (1,25% gewichtspercentage), zal dit leiden tot de vorming van Al₆Mn, wat de kathodische reactie verhoogt en corrosieproblemen veroorzaakt.

7. Het effect van Li

Lithium speelt de rol van het verhogen van aluminiumlegerings hardheid, dus Al-Li legering wordt breed gebruikt in de luchtvaart. Echter, Li verscheen langs de korngrenzen, wat een snelle toename van de corrosiesnelheid en lokale uitbreiding van corrosie veroorzaakte.

Typen aluminiumlegering corrosie

Uniforme corrosie

Uniforme corrosie is een veelvoorkomend corrosietype dat optreedt wanneer de pH te hoog of te laag is. Alle legeringsoppervlaktegebieden worden met dezelfde snelheid geërodeerd. De aluminiumoxidefilm kan het metaal niet beschermen, en het wordt geleidelijk geërodeerd.

Uniforme corrosie kan gemakkelijk geïdentificeerd en behandeld worden met verf of coatings op een acceptabel corrosieniveau.

Met aluminiumlegeringen kunnen inhibitoren zoals chroomzuur of kathodische bescherming worden gebruikt.

Galvanische corrosie

Galvanische corrosie treedt op wanneer een aluminiumlegering verbonden is met een geleidend materiaal, wat sterker reageert in een geleidende omgeving. Op het contactpunt tussen het overige aluminium en metaal zal een corrosieaanval ontstaan. Bijvoorbeeld, in metalassen, zal corrosie geconcentreerd zijn aan de minder edele metaalkant.

Galvanische corrosie treedt ook op met heterogene aluminiumlegeringen die intermetallische verbindingen bevatten. Bijvoorbeeld, in aluminiumlegeringen die koper bevatten, neemt corrosie aanzienlijk toe als gedompeld in water of harde omgevingen.

In het geval van aluminium en roestvrij staal die contact hebben met elkaar in een droge omgeving, zal het corrosieniveau slechts licht toenemen. Maar in een vochtige omgeving zal het merkbaar toenemen.

Om galvanische corrosie te voorkomen, is het noodzakelijk om de twee metalen van elkaar te scheiden door een isolerend materiaal zoals neopreen rubber in de contactpositie van de twee metalen te plaatsen of door herontwerp, zodat de twee metalen elkaar niet raken.

Kruipluchcorrosie (Crevice Corrosion)

Kruipluchcorrosie ontstaat uit gaten of verbindingen en verspreidt zich vervolgens naar oppervlaktegebieden in een vochtige omgeving.

Een typisch voorbeeld is de locatie waar de bout en het metaal waar het aan gebout is roest vormen, in de aanwezigheid van vocht of water dat in de kreet binnenkomt.

Putcorrosie (Pitting Corrosion)

Putcorrosie is een vorm van lokale corrosie die op een metaaloppervlak optreedt wanneer het gedompeld is in een vochtige omgeving.

Putcorrosie treedt meestal op wanneer het legeringsoppervlak bedekt is met een dunne oxidefilm, die vormt tijdens metalproductie of reactie met de omgeving.

Wat aluminiumlegering betreft, wordt de aluminiumoxidefilm heel snel gevormd, en de binding creëert een barrière tussen metaaloppervlakken. Echter, dit voorkomt nog steeds niet het contact tussen vocht en gaten op het metaaloppervlak.

Wanneer oppervlakteholtes verschijnen door de impact van een lokaal cel, zullen deze gaten, als ze zich niet mechanisch kunnen herstellen, gevuld worden met corrosieve producten die eruitzien als knopen.

Interkristallijne corrosie (Intergranular Corrosion)

Interkristallijne corrosie is een lokale corrosieaanval langs de korngrens of angrenzend aan de korngrens van het metaal, wat een corrosiepad creëert.

De korngrens is een concentratie van vreemde deeltjes, de afwijking hier zorgt ervoor dat het hoger actief is dan het binnenste gebied, dus de corrosiesnelheid is hier sneller.

Het corrosieniveau kan variëren afhankelijk van de microstructuur, die op zijn beurt afhangt van de warmtebehandeling. Warmtebehandeling produceert deeltjesneerslagen en kan de korngrens actiever maken en het materiaal snel vernietigen.

Exfoliatiecorrosie (Exfoliation Corrosion)

Exfoliatiecorrosie is corrosie die verschijnt langs korngrenzen die parallel lopen aan het metaaloppervlak. Vergeleken met het basismetaal, is het corrosieve product groter in gewicht, wat het metaal dwingt lagen te scheiden, waardoor het metaal opzwelt.

Exfoliatiecorrosie gebeurt meestal in Al-Mg-Cu en Al-Zn-Cu legeringen.

De mate van corrosie hangt voornamelijk af van de samenstelling en verdeling van de neerslag aan de korngrens.

Spanningcorrosiekraken (Stress Corrosion Cracking - SCC)

Spanningcorrosiekraken (SCC) is de verslechtering van een legerings mechanische eigenschappen onder invloed van spanning en een corrosieve omgeving. Initieel, door mechanische spanning, verschijnen kleine kraken, daarna ontwikkelen de kraken in de corrosieve omgeving zeer snel, wat leidt tot snelle vernietiging van het materiaal.

Van de 8 aluminiumlegeringen zijn 2xx.x, 5xx.x en 7xx.x series legeringen het meest vatbaar voor SCC.

De aanleiding van twee agenten: statische trekkracht en de specifieke omgeving induceert interkristallijne of transkristallijne kraken van het metaal. SCC kan onverwacht gebeuren en snel progresseren.

De specifieke omgeving is een essentiële factor in het veroorzaken van SCC. Alleen een zeer kleine concentratie van sommige hoog actieve chemicaliën kan een kraak creëren en geleidelijk leiden tot catastrofale vernietiging op de legering.

Corrosievermoeiding (Corrosion Fatigue)

Corrosievermoeiding is de mechanische degradatie van het materiaal onder de invloeden van spanning en cyclische corrosie.

Hoewel het aluminiumoppervlak een natuurlijk beschermende aluminiumoxidefilm heeft, kan deze afgebroken worden wanneer onderworpen aan cyclische corrosieve effecten.

De vermoeidheidssterkte van het materiaal neemt af door elke cyclus en hangt niet af van de metallurgische condities.

Experimenteren met de corrosiebestendigheid van aluminiumlegering in NaCl, is de vermoeidheidssterkte 10⁸ cycli en de corrosiebestendigheid ligt in het bereik van 25% tot 35%, vergeleken met die in de lucht.

Filiforme corrosie (Filiform Corrosion)

Filiforme corrosie is een speciaal geval van Kruipluchcorrosie, waarin fijne vezels verschijnen als fijne tunnels in willekeurige richtingen en zonder vertakkingen; deze fijne vezels bevatten corrosieve producten.

Filiforme corrosie kan optreden on een onbeschermd metaaloppervlak of onder de dunne metaal beschermende film, ongeveer 0,1mm dik. De film kan een coating zijn of bescherming tegen corrosie.

Wanneer het materiaal in contact komt met water en zuurstof, zorgt het ervoor dat corrosieve producten binnendringen in de ruimte tussen de coating en het metaaloppervlak, vooral door schrammen, waarbij ze geleidelijk uitbreiden tot corrosieve clusters.

Aluminium corrosiebestendigheid

Om effectief corrosie van aluminiumlegeringen te weerstaan, is het noodzakelijk om het metaaloppervlak volledig van de omgeving te isoleren. Om dit te bereiken, is een organische coating zoals verf nodig.

Echter, schilderen op aluminiumoppervlak is geen eenvoudig proces omdat aluminiums oppervlak geen porositeit heeft. Daarom is het nodig om een oxidefilm op het oppervlak te promoten door anodiseren of conversiecoating om de hechting van de verf te verbeteren.

1. Een coating op het aluminiumoppervlak creëren

1.1. Anodisatietechniek

De meest voorkomende methode om corrosie van aluminium en zijn legeringen te weerstaan is anodiseren. Dit is een methode om een relatief dikke oxidefilm buiten het aluminiumoppervlak te creëren om corrosie te weerstaan.

Inhibitoren kunnen aan de buitenlaag van de geanodiseerde laag worden toegevoegd terwijl deze laag vormt, of ook na vorming om het metallisch beschermingsniveau te verhogen.

Er zijn verschillende typen anodiseren:

• Dit is een populair en langdurig proces om electrochemie te ontwikkelen voor de beschermende oxidefilm op het oppervlak. Een oxidefilm wordt gevormd door de oppervlakteoxidatie van aluminium snel te controleren. De film is relatief dun, van 0,5μm tot 18μm, en geleidt geen elektriciteit.
• Deze methode is milieuvriendelijker dan Chroom Anodiseren. Het gebruikt gelijkstroom en elektrolytoplossing, namelijk zwavelzuur, om het aluminiumoppervlak te oxideren. De door het aluminiumoppervlak passende stroom zorgt voor zuurstofafgifte, wat een 1,8μm tot 25 μm oxidefilm vormt. Dit proces creëert een strakke laag schuim bovenaan en heeft verzegeling nodig om de poriën te sluiten.
• Deze methode gebruikt een aluminiumlegeringstuk als anode voor elektrolyse in een wateromgeving met zwavelzuur, en ten minste één verbinding geselecteerd uit de groep van Molybdaat, Wolfraam, Vanadaat en Manganaat. De maximum dikte van de oxidelag is 50μm.
• Deze methode is vrij vergelijkbaar met Zwavelzuur anodiseren, maar produceert een dikker oxidelag die de corrosiebestendigheid verhoogt. De oxidelagdikte is ongeveer 20 µm tot 100 µm en wordt strikt gecontroleerd om thermische vervorming te voorkomen.

1.2. Chemische conversiecoating

Chemische conversiecoating is ook bekend als een chemische film of chromaatschicht. Dit is het proces van het aanbrengen van chroom op het metaalsubstraat om een corrosiebestendig, duurzaam oppervlak te creëren met stabiele elektrische geleidbaarheid.

Deze conversiecoating is zowel een corrosie-inhibitor als een primer voor betere hechting aan de topcoat.

Om deze procedure uit te voeren, is het nodig om het metaalonderdeel in de chemie te dompelen met het chroomverbinding voor enkele minuten om een film van de juiste dikte te vormen. De chemische conversiecoating is de film die droogt en uithardt.

Dit proces wordt als volgt beschreven:

Redoxreactie tussen chroom en aluminium:

Cr⁶⁺ + Al⁰ → Cr³⁺ + Al³⁺

Daarna reageren met hydroxied in water om een alkalische oplossing te creëren:

Cr³⁺ + 3HO⁻ → Cr(OH)₃

Al³⁺ + 3HO⁻ → Al(OH)₃

De alkalische oplossing droogt en uithardt, vormende een droge coating, hoofdzakelijk Cr₂O₃, die ongeveer 0,2-0,3μm dik is.

Echter, deze Chroomcoating is tamelijk giftig, dus tegenwoordig gebruiken mensen alternatieve verwerkingsmethoden zoals zelf-samengestelde monolagen, sol-chemie, zeldzame aarden, kobalt, etc. Dit is bedoeld om te beschermen tegen metalcorrosie van oppervlakken die vooraf IM-deeltjes zijn ontdaan.

2. Organische coatings

Nadat het aluminiumonderdeel bedekt is met de anode of chemisch geconverteerd, is het oppervlak klaar om gecoat te worden met de organische coating. Het organische coatingsysteem bestaat uit een primer en een topcoat.

Primer is de hoofd beschermende laag die corrosie zal remmen wanneer het in contact komt met water of metaal. De topcoat zal het beschermingsniveau verhogen en ook voor esthetische doeleinden worden gebruikt.

Hoe aluminiumlegeringen te schilderen: https://vietnamcastiron.com/painting-cast-aluminum-process/

Conclusie

Uit de studies van aluminiumlegeringen op basis van chemische basis, microstructuur en omgeving, kunnen we de cruciale factoren in aluminiumlegeringselectie en -ontwikkeling begrijpen.

De microstructuur bepaalt de mechanische sterkte en de corrosieprestaties van de legering. Informatie verzamelen over corrosietypen alsook het analyseren van de corrosiebestendigheid van aluminiumlegeringen zal de studie van oppervlaktebehandeling verbeteren.

De corrosiebestendigheid verhogen terwijl een hogere legeringssterkte gewaarborgd blijft vereist meer intensief onderzoek en testen. De huidige methode van hardheidsverhoging, die simpelweg het uitkristalliseren van de kristallijne matrix is, is niet meer mogelijk.

Lees meer over de meest populaire aluminiumgietdefect: https://vietnamcastiron.com/aluminum-casting-shrinkage/

Dit document is samengesteld door Mr. Dinh Tien Vu van VIC, gebaseerd op de volgende bronnen:

• UK Aluminium industrie Fact Sheet 2: Aluminium en Corrosie van Alfed.
• Review Corrosie van Gegoten Aluminiumlegeringen van MDPI.
• Duurzaamheid en Corrosie van Aluminium en zijn Legeringen: Overzicht, Eigenschapsruimte, Technieken en Ontwikkelingen door N.L. Sukiman, X. Zhou, N. Birbilis, A.E. Hughes, J.M.C. Mol, S.J. Garcia, X.

Vermeld de bronnen als u de informatie in dit document wilt gebruiken.