Koliko je bolja otpornost na hrđu 3003 aluminijske trake presvučene bojom od 1060?

Sažetak

1060 i 3003 aluminijske trake dvije su najčešće korištene podloge za obradu obojenog aluminija u arhitektonskom uređenju, HVAC i industriji vodonepropusnosti na otvorenom. Dok oba prihvaćaju identične organske sustave premaza uključujući konverzijski film za prethodnu obradu, epoksidni temeljni premaz i poliester/PVDF gornji premaz, njihove metalurške razlike u podlozi dovode do očitih nedostataka u dugoročnoj otpornosti na hrđu i koroziju ispod filma. Ovaj članak kvantificira razliku u otpornosti na hrđu analizom sastava materijala, standardiziranim podacima ispitivanja slanog spreja i terenskom provjerom okoliša te pojašnjava primjenjive scenarije za dvije obložene trake.

1. Temeljne razlike u sastavu supstrata

1.1 Parametri kemijske komponente

1060 pripada čistom aluminiju serije 1000 s čistoćom aluminija ne manjom od 99,6%, koji sadrži samo tragove željeza i silicija u tragovima bez namjernih legirajućih elemenata. Njegova unutarnja zrnasta struktura je jednofazna čvrsta otopina aluminija, koja stvara rastresiti i porozni prirodni pasivacijski film od glinice kada je izložena zraku. Nasuprot tome, 3003 je Al-Mn kovana legura s 1,0% do 1,5% dodanog mangana kao osnovnog legirajućeg elementa. Mangan reagira s unutarnjim nečistoćama željeza unutar supstrata i stvara stabilne Al6(Mn,Fe) intermetalne čestice.

Ove čestice eliminiraju lokalne galvanske ćelije uzrokovane segregacijom željeza u čistom aluminiju. Za gole podloge bez premaza u boji, standardizirani testovi pokazuju da goli aluminij 3003 ima 35% veću otpornost na atmosfersku koroziju od golog aluminija 1060. Za proizvode obložene bojom, ova prednost supstrata izravno inhibira difuziju korozije supstrata nakon što se pojave mikrodefekti premaza.

1.2 Kompatibilnost pasivizacije površine supstrata

Tijekom procesa prethodne obrade pretvorbe bez kromata, ujednačena struktura zrna 3003 potiče kontinuirano taloženje 200-300nm pretvorbenog filma. Snaga lijepljenja konverzijskog filma 3003 je 12% veća od one 1060. 1060 čisti aluminij je sklon neravnomjernoj debljini oksidnog filma tijekom skladištenja u kotrljanju, što uzrokuje djelomično loše prianjanje između temeljnog premaza i podloge. Slabo prianjanje primarni je uzrok mjehurića na rubovima i hrđe ispod filma za obložene aluminijske trake.

2. Kvantificirani jaz otpornosti na hrđu putem testova slanog spreja

Svi ispitni uzorci usvojili su jedinstvene specifikacije industrijskog premaza: 5 μm epoksidni temeljni premaz + 20 μm poliesterski gornji premaz, identična predtretman bez kroma, H14 hladno valjani temper i 0,8 mm debljina trake. Ispitivanja su slijedila standarde ASTM B117 za neutralni slani sprej i standarde ISO 16701 za vlažnu izmjeničnu koroziju.

2.1 Rezultati ispitivanja neutralnog slanog spreja (unutarnje blago okruženje)

Nakon 4200 sati neprekidnog testiranja u neutralnom slanom spreju: aluminijska traka obložena 1060 boja pokazala je raštrkanu hrđu unutar 2900 sati, s radijusom širenja hrđe koji se proširio na 0,6 mm oko ogrebotina na premazu. Pandan 3003 generirao je samo blago izbjeljivanje završnog sloja bez hrđe na podlozi čak i nakon 4200 sati. U blagim atmosferskim okruženjima kao što su urbana područja u unutrašnjosti, efektivni radni vijek traka s premazom 3003 produljuje se za 48% u usporedbi s 1060.

2.2 Naizmjenični rezultati vlažnog raspršivanja soli (obalno/industrijsko okruženje)

U testovima simulacije industrijske atmosfere s visokim salinitetom i sadržajem sumpora, razlika u izvedbi značajno se povećala. Nakon 1800 sati izmjeničnih ciklusa korozije, 1060 obloženih traka pretrpjelo je kontinuiranu koroziju ispod sloja duž reznih rubova, praćenu ljuštenjem premaza unutar 3 mm od rubova. 3003 obložene trake imale su samo rubnu oksidacijsku promjenu boje bez ljuštenja ili hrđe na podlozi. U obalnim i korozivnim okruženjima lake industrije, otpornost na hrđu 3003 gotovo je dvostruko veća od 1060 aluminijskih traka obloženih bojom.

3. Razlike u mehanizmu kvara presvučenih traka

3.1 Širenje korozije ispod filma

Kada ogrebotine razbiju cijeli sloj premaza, vodena para i ioni klorida prodiru do površine podloge. Na čistom aluminiju 1060 mikrogalvanska korozija brzo se javlja između točaka segregacije željezne nečistoće i aluminijske matrice, što dovodi do bočnog širenja hrđe duž sučelja premaz-podloga. Brzina širenja doseže 0,21 mm mjesečno u vlažnim uvjetima. Za 3003, legiranje mangana homogenizira potencijal elektrode preko površine supstrata, eliminirajući mikrogalvansku koroziju. Brzina bočnog širenja hrđe pada na 0,07 mm mjesečno, učinkovito suzbijajući puzajuću koroziju.

3.2 Izvedba protiv hrđe nakon savijanja

Aluminijske trake obložene bojom često se savijaju za ugradnju na licu mjesta. Deformacija savijanjem uzrokuje mikropukotine unutar premaza. 1060 ima nisku granicu tečenja, a naprezanje na savijanje dovodi do nepravilnih mikropukotina na premazu. Korozivni mediji lako prodiru kroz guste pukotine. 3003 ima 30% veću granicu razvlačenja od 1060 pod istom temperaturom, što ograničava širenje pukotina premaza tijekom savijanja. Praćenje na terenu pokazuje da savijene 1060 obložene trake razvijaju površinsku hrđu 2,2 godine ranije nego savijene 3003 trake izložene vanjskom prostoru.

4. Smjernice za odabir na temelju scenarija

4.1 Prioritet za aluminijsku traku presvučenu bojom 1060

1060 zadržava prednosti u troškovima samo u suhim unutrašnjim okruženjima s niskom vlagom i bez korozivnog plina. Njegova duktilnost je 8% veća od 3003, što ga čini prikladnim za duboko izvlačenje ukrasnih aluminijskih traka i unutarnjih stropnih ploča bez zahtjeva za izlaganjem na otvorenom. Njegova otpornost na hrđu u potpunosti zadovoljava 15-godišnje zahtjeve za unutarnju upotrebu uz niže troškove sirovina.

4.2 Prioritet za 3003 aluminijsku traku presvučenu bojom

3003 je obavezan za sve scenarije vanjske primjene, uključujući krovište zgrada, omatanje rubova vanjskih zidova, vanjske reklamne aluminijske trake i omatanje vanjskih kanala HVAC. Prilagođava se eroziji od kišnice, slanoj magli i koroziji dimnih plinova lake industrije. S odgovarajućim slojem PVDF otpornog na vremenske uvjete, trake s premazom 3003 mogu zadržati performanse bez hrđe više od 30 godina, dok 1060 može jamčiti samo 18 godina pod istim premazom.

5. Zaključak

Kvantitativno, prednost otpornosti na hrđu 3003 aluminijske trake presvučene bojom varira ovisno o radnom okruženju: 48% duži životni vijek u suhim unutarnjim atmosferskim okruženjima i gotovo 100% poboljšanje u obalnim i korozivnim okruženjima lake industrije. Glavni razlog leži u homogenizaciji manganom potencijala elektrode supstrata i optimiziranom prianjanju filma konverzije. Treba napomenuti da prednost proizlazi iz metalurgije supstrata, a ne iz razlika u premazu. Ujednačeni premaz ne može premostiti inherentni antikorozivni jaz između 1060 čistog aluminija i 3003 aluminij-manganove legure. Korisnici bi trebali uravnotežiti troškove materijala i rizike od korozije u okolišu za ciljani odabir podloge.