Mennyivel jobb a 3003 színes bevonatú alumíniumszalag rozsdaállósága, mint az 1060-é?

Absztrakt

Az 1060 és 3003 alumínium szalagok a két legszélesebb körben használt szubsztrátum a színes bevonatú alumínium feldolgozáshoz az építészeti dekorációban, a HVAC és a kültéri vízszigetelő iparban. Noha mindkettő azonos szerves bevonatrendszert alkalmaz, beleértve az előkezelő konverziós fóliát, az epoxi alapozót és a poliészter/PVDF fedőbevonatot, az aljzat kohászati ​​különbségei nyilvánvaló hiányosságokhoz vezetnek a hosszú távú rozsda és film alatti korrózióállóság terén. Ez a cikk számszerűsíti a rozsdaállóság hézagát az anyagösszetétel-elemzés, a szabványos sópermet-vizsgálati adatok és a helyszíni környezeti ellenőrzés révén, és tisztázza a két bevont csík alkalmazható forgatókönyveit.

1. Alapvető aljzatösszetétel különbségek

1.1 A kémiai komponensek paraméterei

Az 1060 az 1000-es sorozatú tiszta alumíniumhoz tartozik, amelynek alumínium tisztasága nem kevesebb, mint 99,6%, csak nyomokban tartalmaz vas- és szilíciumszennyeződéseket, szándékos ötvözőelemek nélkül. Belső szemcseszerkezete egyfázisú alumínium szilárd oldat, amely levegővel érintkezve laza és porózus természetes alumínium-oxid passzivációs filmet képez. Ezzel szemben a 3003 egy Al-Mn kovácsolt ötvözet, amelyhez ötvözőmagként 1,0-1,5% mangánt adnak hozzá. A mangán reakcióba lép a hordozó belsejében lévő belső vasszennyeződésekkel, így stabil Al6(Mn,Fe) intermetallikus részecskéket képez.

Ezek a részecskék kiküszöbölik a helyi galvanikus cellákat, amelyeket a tiszta alumíniumban történő vasleválasztás okoz. Színes bevonat nélküli csupasz aljzatok esetében a szabványosított tesztek azt mutatják, hogy a 3003 csupasz alumínium 35%-kal nagyobb légköri korrózióállósággal rendelkezik, mint az 1060 csupasz alumínium. Színes bevonatú termékek esetében ez a hordozóelőny közvetlenül gátolja az aljzat korróziós diffúzióját, ha a bevonat mikrohibái jelentkeznek.

1.2 Aljzatfelület passziválási kompatibilitása

A bevonat előtti kromátmentes konverziós előkezelés során a 3003 egységes szemcseszerkezete elősegíti a 200-300 nm-es konverziós film folyamatos lerakódását. A 3003 konverziós fólia kötési szilárdsága 12%-kal magasabb, mint az 1060-é. Az 1060 tiszta alumínium hajlamos az egyenetlen oxidréteg vastagságra a hengerlés alatti tárolás során, ami részlegesen rossz tapadást okoz az alapozó és az aljzat között. A bevont alumíniumszalagok gyenge tapadása az élbuborékosodás és a film alatti rozsdásodás elsődleges oka.

2. Számszerűsített rozsdaállósági rés sópermet tesztekkel

Minden vizsgálati minta egységes ipari bevonat-specifikációt fogadott el: 5 μm epoxi alapozó + 20 μm poliészter fedőbevonat, azonos krómmentes előkezelés, H14 hidegen hengerelt temper és 0,8 mm szalagvastagság. A tesztek az ASTM B117 semleges sópermet szabványokat és az ISO 16701 nedves váltakozó korróziós szabványokat követték.

2.1 Semleges sópermet teszteredmények (enyhe beltéri környezetben)

4200 órányi folyamatos semleges sópermet-teszt után: Az 1060 színnel bevont alumíniumcsíkon 2900 órán belül pontszerű rozsda jelent meg, a rozsda terjedési sugara pedig 0,6 mm-re bővült a bevonat karcolásai körül. A 3003-as megfelelője még 4200 óra elteltével is csak enyhe fehéredést produkált a fedőrétegen az aljzat rozsdája nélkül. Enyhe légköri környezetben, például belvárosi területeken a 3003 bevonatos szalag hatékony rozsdamentes élettartama 48%-kal meghosszabbodik az 1060-hoz képest.

2.2 Változó nedves sópermetezési eredmények (partmenti/ipari környezet)

A magas sótartalmú és kéntartalmú ipari légköri szimulációs teszteknél a teljesítménybeli különbség jelentősen nőtt. 1800 órányi váltakozó korróziós ciklus után 1060 bevont csík folyamatos film alatti korróziót szenvedett a vágóélek mentén, amit a bevonat leválása kísért az élektől számított 3 mm-en belül. A 3003 bevonattal ellátott csíkok csak az élek oxidációs elszíneződését mutatták, hámlás vagy hordozórozsda nélkül. Tengerparti és könnyűipari korrozív környezetben a 3003-as rozsdaállóság közel kétszerese az 1060-as színbevonatú alumíniumcsíkokénak.

3. A bevont csíkok meghibásodási mechanizmusának különbségei

3.1 A film alatti korrózió terjedése

Amikor a karcolások eltörik a teljes bevonatréteget, a vízgőz és a kloridionok behatolnak az aljzat felületére. Az 1060 tiszta alumíniumon a mikro-galvanikus korrózió gyorsan fellép a vasszennyeződés-leválasztási pontok és az alumíniummátrix között, ami oldalirányú rozsdaterjedéshez vezet a bevonat-hordozó felületen. A szórási sebesség párás körülmények között eléri a havi 0,21 mm-t. A 3003 esetében a mangánötvözet homogenizálja az elektródpotenciált a hordozó felületén, kiküszöbölve a mikrogalvanikus korróziót. Az oldalsó rozsda terjedési sebessége havi 0,07 mm-re csökken, így hatékonyan elnyomja a kúszó korróziót.

3.2 Hajlítás utáni rozsdagátló teljesítmény

A színes bevonatú alumínium szalagokat gyakran hajlítják a helyszíni beszereléshez. A hajlítási deformáció mikrorepedéseket okoz a bevonat belsejében. Az 1060 alacsony folyáshatárral rendelkezik, és a hajlítási feszültség szabálytalan bevonat mikrorepedésekhez vezet. A korrozív közeg könnyen behatol a sűrű repedéseken. A 3003-nak 30%-kal nagyobb a folyáshatára, mint az 1060-nak azonos temperáció mellett, ami korlátozza a bevonat repedéseinek tágulását a hajlítás során. A terepi nyomon követés azt mutatja, hogy a hajlított 1060-as bevonatú csíkok felületi rozsdásodása 2,2 évvel korábban alakult ki, mint a hajlított 3003-as szalagok kültéri expozíció alatt.

4. Forgatókönyv-alapú kiválasztási irányelvek

4.1 Elsőbbség az 1060 színes bevonatú alumíniumszalaghoz

Az 1060 csak száraz beltéri, alacsony páratartalmú és korrozív gázmentes beltéri környezetben tartja meg a költségelőnyöket. Rugalmassága 8%-kal magasabb, mint 3003, így alkalmas dekoratív alumínium szalagok és beltéri mennyezeti panelek mélyhúzására, kültéri expozíciós követelmények nélkül. Rozsdaállósága teljes mértékben kielégíti a 15 éves beltéri szervizigényeket alacsonyabb nyersanyagköltség mellett.

4.2 Elsőbbség a 3003 színes bevonatú alumíniumszalaghoz

A 3003 kötelező minden kültéri alkalmazási forgatókönyv esetén, beleértve az épület tetőfedését, a külső falak szélének burkolását, a kültéri reklám alumínium szalagokat és a HVAC kültéri csatorna burkolását. Alkalmazkodik az esővíz eróziójához, a sóködhöz és a könnyűipari füstgázkorrózióhoz. A PVDF magas időjárásálló bevonattal a 3003 bevonatú szalagok több mint 30 évig képesek megőrizni a rozsdamentes teljesítményt, míg az 1060 csak 18 évet garantál ugyanazon bevonat alatt.

5. Következtetés

A 3003-as színbevonatú alumíniumszalag rozsdaállósági előnye mennyiségileg a szolgáltatási környezettől függően változik: 48%-kal hosszabb élettartam száraz szárazföldi légköri környezetben, és közel 100%-os javulás tengerparti és könnyűipari korrozív környezetben. A fő ok a szubsztrát elektródpotenciáljának mangán homogenizálásában és az optimalizált konverziós film adhéziójában rejlik. Meg kell jegyezni, hogy az előny inkább a szubsztrátumkohászatból, mint a bevonat különbségeiből fakad. Az egységes bevonat nem tudja áthidalni az 1060 tiszta alumínium és a 3003 alumínium-mangán ötvözet közötti korróziógátló rést. A felhasználóknak egyensúlyban kell tartaniuk az anyagköltséget és a környezeti korróziós kockázatokat a célzott aljzatválasztáshoz.