Kui palju parem on 3003 värviga kaetud alumiiniumriba roostekindlus kui 1060?

Abstraktne

Alumiiniumribad 1060 ja 3003 on kaks kõige laialdasemalt kasutatavat aluspinda värvikattega alumiiniumi töötlemisel arhitektuurse dekoratsiooni, HVAC ja välistingimustes kasutatavate hüdroisolatsioonitööstuses. Kuigi mõlemad kasutavad identseid orgaanilisi kattesüsteeme, sealhulgas eeltöötluse konversioonikile, epoksükrunt ja polüester/PVDF pealiskiht, põhjustavad nende substraadi metallurgilised erinevused ilmseid lünki pikaajalises rooste- ja kilealuses korrosioonikindluses. Selles artiklis kvantifitseeritakse roostekindluse lõhe materjali koostise analüüsi, soolapihustustesti standardsete andmete ja kohapealse keskkonnakontrolli abil ning selgitatakse kahe kaetud riba puhul kohaldatavaid stsenaariume.

1. Põhilised substraadi koostise erinevused

1.1 Keemilise komponendi parameetrid

1060 kuulub 1000-seeria puhtale alumiiniumile, mille alumiiniumi puhtusaste on vähemalt 99,6%, mis sisaldab ainult raua ja räni lisandeid ilma tahtlike legeerivate elementideta. Selle sisemine teraline struktuur on ühefaasiline alumiiniumi tahke lahus, mis moodustab õhuga kokkupuutel lahtise ja poorse loodusliku alumiiniumoksiidi passiveerimiskile. Seevastu 3003 on sepistatud Al-Mn sulam, millele on südamiku legeeriva elemendina lisatud 1,0–1,5% mangaani. Mangaan reageerib substraadi sees olevate sisemiste raualisanditega, moodustades stabiilsed Al6(Mn,Fe) intermetallilised osakesed.

Need osakesed kõrvaldavad kohalikud galvaanilised elemendid, mis on põhjustatud raua segregatsioonist puhtas alumiiniumis. Värvkatteta paljaste aluspindade puhul näitavad standardsed testid, et 3003 paljas alumiiniumil on 35% kõrgem atmosfäärikorrosioonikindlus kui 1060 tühjal alumiiniumil. Värvkattega toodete puhul pärsib see substraadi eelis otseselt substraadi korrosiooni difusiooni pärast katte mikrodefektide ilmnemist.

1.2 Substraadi pinna passiveerimise ühilduvus

Eelkatmise ajal kromaadivaba muundamise eeltöötlusprotsessi ajal soodustab 3003 ühtlane teraline struktuur 200–300 nm konversioonikile pidevat sadestumist. Konversioonikile sidumistugevus 3003 on 12% kõrgem kui 1060. 1060 puhas alumiinium on valtsimisel ladustamise ajal kalduvus ebaühtlasele oksiidkile paksusele, mis põhjustab krundi ja aluspinna vahelist osalist halba nakkumist. Kaetud alumiiniumribade halb haardumine põhjustab esmalt servade mullitamist ja kilealuse rooste tekkimist.

2. Kvantifitseeritud roostekindluse lõhe soolapihustustestide abil

Kõik katseproovid võtsid kasutusele ühtsed tööstusliku katte spetsifikatsioonid: 5 μm epoksükrunt + 20 μm polüesterkattekiht, identne kroomivaba eeltöötlus, H14 külmvaltsitud karastus ja 0,8 mm paksune riba. Katsed järgisid ASTM B117 neutraalse soolapihustusstandardeid ja ISO 16701 niiske vahelduva korrosiooni standardeid.

2.1 Neutraalse soolapihustustesti tulemused (mahe sisekeskkond)

Pärast 4200 tundi kestnud pidevat neutraalse soolapihustustesti: 1060 värviga kaetud alumiiniumribal ilmnes 2900 tunni jooksul hajutatud punktrooste, kusjuures rooste leviku raadius laienes katte kriimustuste ümber 0,6 mm-ni. 3003 vaste tekitas pealiskihi ainult kerge valgendamise ilma aluspinna roosteta isegi 4200 tunni pärast. Pehme atmosfääriga keskkondades, näiteks sisemaa linnapiirkondades, pikeneb 3003 kaetud riba efektiivne roostevastane kasutusiga 48% võrreldes 1060-ga.

2.2 Vahelduvad niiske soola pihustamise tulemused (ranniku/tööstuskeskkond)

Kõrge soolsusega ja väävlit sisaldavate tööstuslike atmosfääri simulatsioonikatsete puhul suurenes jõudluse erinevus märkimisväärselt. Pärast 1800 tundi kestnud vahelduvaid korrosioonitsükleid koges 1060 kaetud riba pidevat kilealust korrosiooni piki lõikeservi, millega kaasnes katte koorumine 3 mm kaugusel servadest. 3003-ga kaetud ribadel oli ainult servade oksüdatsioonivärvi muutus ilma koorumiseta või aluspinna roosteta. Ranniku- ja kergetööstuse söövitavas keskkonnas on 3003 roostekindlus peaaegu kaks korda suurem kui 1060 värviga kaetud alumiiniumribadel.

3. Kaetud ribade rikkemehhanismi erinevused

3.1 Kilealune korrosiooni levik

Kui kriimustused purustavad kogu kattekihi, tungivad veeaur ja kloriidiioonid aluspinna pinnale. 1060 puhtal alumiiniumil tekib raua lisandite eralduspunktide ja alumiiniummaatriksi vahel kiiresti mikrogalvaaniline korrosioon, mis viib külgsuunalise rooste levimiseni piki katte ja põhimiku liidest. Niisketes tingimustes ulatub puistekiirus 0,21 mm-ni kuus. 3003 puhul homogeniseerib mangaani legeerimine elektroodi potentsiaali kogu substraadi pinnal, välistades mikrogalvaanilise korrosiooni. Külgmise rooste leviku kiirus langeb 0,07 mm-ni kuus, tõrjudes tõhusalt roomavat korrosiooni.

3.2 Painutusjärgne roostevastane jõudlus

Värviga kaetud alumiiniumribad on kohapeal paigaldamiseks sageli painutatud. Paindedeformatsioon tekitab katte sees mikropragusid. 1060 voolavuspiir on madal ja paindepinge põhjustab ebakorrapäraseid katte mikropragusid. Söövitavad ained tungivad kergesti läbi tihedate pragude. 3003 voolavuspiir on 30% kõrgem kui 1060 sama temperamendi korral, mis piirab katte pragude laienemist painutamise ajal. Välisjälgimine näitab, et painutatud 1060 kattega ribadel tekib välistingimustes pind rooste 2,2 aastat varem kui painutatud 3003 ribadel.

4. Stsenaariumipõhise valiku juhised

4.1 Prioriteet 1060 värviga kaetud alumiiniumriba jaoks

1060 säilitab kulueelised ainult kuivas sisemaa sisekeskkonnas, kus on madal õhuniiskus ja korrodeeriva gaasi puudumine. Selle elastsus on 8% kõrgem kui 3003, mistõttu sobib see dekoratiivsete alumiiniumribade ja siseruumide laepaneelide sügavtõmbamiseks ilma välistingimusteta. Selle roostekindlus vastab täielikult 15-aastasele sisehoolduse nõudmistele madalamate toorainekuludega.

4.2 Prioriteet 3003 värviga kaetud alumiiniumribale

3003 on kohustuslik kõikide välitingimustes kasutatavate stsenaariumide puhul, sealhulgas hoonete katusekate, välisseina servade mähkimine, välireklaami alumiiniumribad ja HVAC väliskanalite mähised. See kohandub vihmavee erosiooni, soolaudu ja kergetööstuse suitsugaaside korrosiooniga. PVDF-i kõrge ilmastikukindla kattekihiga võivad 3003-ga kaetud ribad säilitada roostevaba töö rohkem kui 30 aastat, samas kui 1060-l on sama katte all ainult 18-aastane garantii.

5. Järeldus

Kvantitatiivselt varieerub 3003 värviga kaetud alumiiniumriba roostekindluse eelis olenevalt kasutuskeskkonnast: 48% pikem kasutusiga kuivas sisemaa atmosfääris ja peaaegu 100% parem ranniku- ja kergetööstuse söövitavas keskkonnas. Peamine põhjus seisneb substraadi elektroodi potentsiaali mangaani homogeniseerimises ja optimeeritud konversioonikile adhesioonis. Tuleb märkida, et eelis tuleneb pigem substraadi metallurgiast kui katmise erinevustest. Ühtlane kate ei suuda ületada korrosioonivastast lõhet 1060 puhta alumiiniumi ja 3003 alumiiniumi-mangaani sulami vahel. Kasutajad peaksid sihipärase substraadi valimisel tasakaalustama materjalikulu ja keskkonna korrosiooniriske.