Наколькі ўстойлівасць да іржы алюмініевай стужкі 3003 з каляровым пакрыццём лепш, чым у 1060?

Анатацыя

Алюмініевыя стужкі марак 1060 і 3003 з'яўляюцца дзвюма найбольш шырока выкарыстоўванымі падкладкамі для апрацоўкі алюмінія з каляровым пакрыццём у архітэктурным аздабленні, ацяпленні, вентыляцыі і кандыцыяніраванні і вонкавай гідраізаляцыі. У той час як абедзве выкарыстоўваюць ідэнтычныя сістэмы арганічных пакрыццяў, уключаючы канверсійную плёнку для папярэдняй апрацоўкі, эпаксідную грунтоўку і верхняе пакрыццё з поліэстэру/ПВДФ, металургічныя адрозненні іх падкладкі прыводзяць да відавочных недахопаў у доўгатэрміновай стойкасці да іржы і карозіі пад плёнкай. У гэтым артыкуле колькасна вызначаецца разрыў устойлівасці да іржы з дапамогай аналізу складу матэрыялу, стандартызаваных дадзеных выпрабаванняў салянага туману і палявой экалагічнай праверкі, а таксама ўдакладняюцца прыдатныя сцэнарыі для дзвюх палос з пакрыццём.

1. Фундаментальныя адрозненні ў складзе падкладкі

1.1 Параметры хімічнага кампанента

1060 належыць да чыстага алюмінію серыі 1000 з чысцінёй алюмінія не менш за 99,6%, які змяшчае толькі сляды жалеза і крэмнію без наўмысных легіруючых элементаў. Яго ўнутраная збожжавая структура ўяўляе сабой аднафазны цвёрды раствор алюмінія, які ўтварае друзлую і кіпрую пасівацыйную плёнку натуральнага гліназёму пры ўздзеянні паветра. Наадварот, 3003 - гэта каваны сплаў Al-Mn з даданнем ад 1,0% да 1,5% марганца ў якасці асноўнага легіруючага элемента. Марганец рэагуе з унутранымі прымешкамі жалеза ўнутры падкладкі, утвараючы стабільныя інтэрметалідныя часціцы Al6(Mn,Fe).

Гэтыя часціцы ліквідуюць лакальныя гальванічныя элементы, выкліканыя сегрэгацыяй жалеза ў чыстым алюмініі. Для голых падкладак без каляровага пакрыцця стандартызаваныя тэсты паказваюць, што голы алюміній 3003 мае на 35% больш высокую ўстойлівасць да атмасфернай карозіі, чым голы алюміній 1060. Для вырабаў з каляровым пакрыццём гэта перавага падкладкі непасрэдна перашкаджае распаўсюджванню карозіі падкладкі пры з'яўленні мікрадэфектаў пакрыцця.

1.2 Сумяшчальнасць пасіўацыі паверхні падкладкі

У працэсе папярэдняй канверсійнай апрацоўкі без хромата без храмата аднастайная зярністая структура 3003 спрыяе бесперапыннаму нанясенню канверсійнай плёнкі 200-300 нм. Трываласць счаплення канверсійнай плёнкі 3003 на 12% вышэй, чым у 1060. Чысты алюміній 1060 схільны да нераўнамернай таўшчыні аксіднай плёнкі падчас захоўвання ў рулонах, што прыводзіць да часткова дрэннай адгезіі паміж грунтоўкай і падкладкай. Дрэнная адгезія з'яўляецца асноўнай прычынай бурбалкі краёў і іржы пад плёнкай для алюмініевых палос з пакрыццём.

2. Колькасны разрыў устойлівасці да іржы з дапамогай выпрабаванняў у саляным балончыку

Усе тэставыя ўзоры прынялі ўніфікаваныя спецыфікацыі прамысловых пакрыццяў: 5 мкм эпаксіднай грунтоўкі + 20 мкм поліэфірнага верхняга пакрыцця, ідэнтычная папярэдняя апрацоўка без утрымання хрому, халоднакатаная загартоўка H14 і таўшчыня паласы 0,8 мм. Выпрабаванні адпавядалі стандартам ASTM B117 нейтральнага салёнага туману і стандартам ISO 16701 вільготнай пераменнай карозіі.

2.1 Вынікі выпрабаванняў нейтральнага салянага спрэю (мяккае асяроддзе ў памяшканні)

Пасля 4200 гадзін бесперапыннага тэставання нейтральнага салянага туману: на алюмініевай паласе з каляровым пакрыццём 1060 на працягу 2900 гадзін з'явілася рассеяная кропкавая іржа з ​​радыусам распаўсюджвання іржы да 0,6 мм вакол драпін на пакрыцці. Аналаг 3003 стварыў толькі лёгкае адбельванне верхняга пакрыцця без іржы на падкладцы нават праз 4200 гадзін. У мяккіх атмасферных умовах, напрыклад, у гарадскіх раёнах унутранай краіны, эфектыўны тэрмін службы супраць іржы палос з пакрыццём 3003 павялічваецца на 48% у параўнанні з 1060.

2.2 Пераменныя вынікі распылення вільготнай солі (прыбярэжнае/прамысловае асяроддзе)

У тэстах мадэлявання прамысловай атмасферы з высокай салёнасцю і ўтрыманнем серы разрыў у прадукцыйнасці значна павялічыўся. Пасля 1800 гадзін чаргавання цыклаў карозіі 1060 палос з пакрыццём пацярпелі ад бесперапыннай карозіі пад плёнкай уздоўж рэжучых краёў, якая суправаджалася адслойваннем пакрыцця ў межах 3 мм ад краёў. Палоскі з пакрыццём 3003 мелі толькі абескаляроўванне краёў без лушчэння або іржы падкладкі. У прыбярэжных і лёгкіх прамысловых агрэсіўных асяроддзях устойлівасць да іржы 3003 амаль удвая перавышае ўстойлівасць да 1060 алюмініевых палос з каляровым пакрыццём.

3. Адрозненні механізму разбурэння палос з пакрыццём

3.1 Распаўсюджванне карозіі пад плёнкай

Калі драпіны парушаюць увесь пласт пакрыцця, вадзяная пара і іёны хларыду пранікаюць на паверхню падкладкі. На чыстым алюмініі 1060 хутка ўзнікае мікрагальванічная карозія паміж кропкамі аддзялення прымешак жалеза і алюмініевай матрыцай, што прыводзіць да бакавога распаўсюджвання іржы ўздоўж мяжы пакрыццё-падкладка. У вільготных умовах хуткасць распаўсюджвання дасягае 0,21 мм у месяц. Для 3003 легіраванне марганцам гамагенізуе патэнцыял электрода на паверхні падкладкі, ухіляючы мікрагальванічную карозію. Хуткасць бакавога распаўсюджвання іржы зніжаецца да 0,07 мм у месяц, што эфектыўна падаўляе паўзучую карозію.

3.2 Прадукцыйнасць абароны ад іржы пасля выгібу

Алюмініевыя паласы з каляровым пакрыццём часта згінаюць для ўстаноўкі на месцы. Дэфармацыя выгібу выклікае мікратрэшчыны ўнутры пакрыцця. 1060 мае нізкую мяжу цякучасці, і напружанне пры выгібе прыводзіць да нераўнамерных мікратрэшчынак пакрыцця. Праз шчыльныя шчыліны лёгка пранікаюць агрэсіўныя асяроддзя. 3003 мае мяжу цякучасці на 30% вышэй, чым 1060 пры тым жа тэмпе, што абмяжоўвае пашырэнне расколін пакрыцця падчас згінання. Палявое адсочванне паказвае, што на сагнутых палосах з пакрыццём 1060 утвараецца іржа на паверхні на 2,2 года раней, чым на сагнутых палосах 3003 пад адкрытым небам.

4. Рэкамендацыі па выбары на аснове сцэнарыя

4.1 Прыярытэт для алюмініевай стужкі з каляровым пакрыццём 1060

1060 захоўвае перавагі ў кошце толькі ў сухіх ўнутраных памяшканнях з нізкай вільготнасцю і без агрэсіўных газаў. Яго пластычнасць на 8% вышэй, чым 3003, што робіць яго прыдатным для глыбокай выцяжкі дэкаратыўных алюмініевых палос і столевых панэляў унутраных памяшканняў без патрабаванняў да ўздзеяння на адкрытым паветры. Яго ўстойлівасць да іржы цалкам адпавядае патрабаванням 15-гадовага абслугоўвання ў памяшканнях з меншымі выдаткамі на сыравіну.

4.2 Прыярытэт для алюмініевай стужкі з каляровым пакрыццём 3003

3003 з'яўляецца абавязковым для ўсіх сцэнарыяў прымянення на адкрытым паветры, уключаючы дахавыя пакрыцця будынкаў, ашалёўку вонкавых краёў сцен, вонкавую рэкламу з алюмініевых палос і ацяпленне, вентыляцыю, вентыляцыю, кандыцыянаванне і кандыцыяніраванне вонкавых каналаў. Ён адаптуецца да эрозіі ад дажджавой вады, салянага туману і карозіі дымавых газаў лёгкай прамысловасці. Дзякуючы высокаўстойліваму да надвор'я пакрыццю PVDF, стужкі з пакрыццём 3003 могуць захоўваць свае характарыстыкі без іржы на працягу больш за 30 гадоў, у той час як 1060 можа гарантаваць толькі 18 гадоў пад тым жа пакрыццём.

5. Заключэнне

Колькасна перавага ўстойлівасці да іржы алюмініевай стужкі 3003 з каляровым пакрыццём залежыць ад асяроддзя эксплуатацыі: на 48% большы тэрмін службы ў сухім ўнутраным атмасферным асяроддзі і амаль на 100% паляпшэнне ў прыбярэжных і лёгкіх прамысловых агрэсіўных асяроддзях. Асноўная прычына заключаецца ў гамагенізацыі патэнцыялу электрода падкладкі марганцам і аптымізаванай адгезіі канверсійнай плёнкі. Варта адзначыць, што перавага вынікае з металургіі падкладкі, а не з адрозненняў у пакрыцці. Раўнамернае пакрыццё не можа пераадолець антыкаразійны зазор паміж чыстым алюмініем 1060 і алюмініева-марганцевым сплавам 3003. Карыстальнікі павінны збалансаваць кошт матэрыялу і рызыку карозіі навакольнага асяроддзя для мэтанакіраванага выбару падкладкі.