Kiek geresnis 3003 spalvotai dengtos aliuminio juostelės atsparumas rūdims nei 1060?

Abstraktus

1060 ir 3003 aliuminio juostos yra du plačiausiai naudojami substratai spalvotu aliuminiui apdoroti architektūrinės apdailos, ŠVOK ir lauko hidroizoliacijos pramonėje. Nors abiejose naudojamos identiškos organinės dangos sistemos, įskaitant išankstinio apdorojimo konversijos plėvelę, epoksidinį gruntą ir poliesterio / PVDF viršutinį sluoksnį, jų pagrindo metalurginiai skirtumai lemia akivaizdžius ilgalaikio atsparumo rūdims ir apatinės plėvelės atsparumo korozijai spragas. Šiame straipsnyje kiekybiškai įvertinamas atsparumo rūdims skirtumas, atliekant medžiagų sudėties analizę, standartizuotus druskos purškimo bandymų duomenis ir lauko aplinkos patikrinimą, ir paaiškinami taikytini scenarijai dviem padengtoms juostoms.

1. Pagrindiniai substrato sudėties skirtumai

1.1 Cheminių komponentų parametrai

1060 priklauso 1000 serijos grynam aliuminiui, kurio aliuminio grynumas ne mažesnis kaip 99,6 %, kuriame yra tik geležies ir silicio priemaišų pėdsakai be tyčinių legiravimo elementų. Jo vidinė grūdėtoji struktūra yra vienfazis aliuminio kietas tirpalas, kuris, veikiamas oro, sudaro birią ir porėtą natūralaus aliuminio oksido pasyvavimo plėvelę. Priešingai, 3003 yra kaltinis Al-Mn lydinys, kurio pagrindinis legiravimo elementas yra 1,0–1,5 % mangano. Manganas reaguoja su vidinėmis geležies priemaišomis substrato viduje, sudarydamas stabilias Al6(Mn,Fe) intermetalines daleles.

Šios dalelės pašalina vietinius galvaninius elementus, kuriuos sukelia geležies segregacija gryname aliuminyje. Standartizuoti bandymai rodo, kad plikiems pagrindams be spalvotos dangos 3003 plikas aliuminis turi 35 % didesnį atsparumą atmosferinei korozijai nei 1060 plikas aliuminis. Spalvotiems gaminiams šis pagrindo pranašumas tiesiogiai slopina pagrindo korozijos difuziją, kai atsiranda dangos mikrodefektai.

1.2 Suderinamumas su substrato paviršiaus pasyvavimu

Išankstinio dengimo be chromato konversijos proceso metu vienoda 3003 grūdėtumo struktūra skatina nuolatinį 200–300 nm konversijos plėvelės nusodinimą. Konversijos plėvelės sukibimo stiprumas 3003 yra 12 % didesnis nei 1060. 1060 grynas aliuminis yra linkęs į nevienodo oksido plėvelės storio susidarymą valcavimo laikymo metu, todėl iš dalies blogas sukibimas tarp grunto ir pagrindo. Prastas sukibimas yra pagrindinė dengtų aliuminio juostų kraštų burbuliavimo ir po plėvelės rūdžių skatinimo priežastis.

2. Kiekybiškai įvertintas atsparumo rūdims tarpas atliekant druskos purškimo bandymus

Visiems bandomiesiems pavyzdžiams pritaikytos vieningos pramoninės dangos specifikacijos: 5 μm epoksidinis gruntas + 20 μm poliesterio viršutinis sluoksnis, identiškas išankstinis apdorojimas be chromo, H14 šalto valcavimo grūdinimas ir 0,8 mm juostos storis. Bandymai buvo atlikti pagal ASTM B117 neutralios druskos purškimo standartus ir ISO 16701 drėgnos kintamos korozijos standartus.

2.1 Neutralaus druskos purškimo bandymo rezultatai (švelna patalpų aplinka)

Po 4 200 valandų nepertraukiamo neutralios druskos purškimo bandymo: 1 060 spalvomis padengtoje aliuminio juostelėje per 2 900 valandų atsirado taškinių rūdžių, o rūdžių plitimo spindulys aplink dangos įbrėžimus išsiplėtė iki 0,6 mm. 3003 atitikmuo sukėlė tik nedidelį viršutinio sluoksnio balinimą be pagrindo rūdžių net po 4200 valandų. Švelnioje atmosferoje, pavyzdžiui, vidaus miestuose, 3003 dengtų juostų efektyvus antikorozinis tarnavimo laikas pailgėja 48 %, palyginti su 1060.

2.2 Drėgnos druskos purškimo kintamieji rezultatai (pakrančių / pramonės aplinka)

Atliekant didelio druskingumo ir sieros turinčius pramoninius atmosferos modeliavimo bandymus, veiklos atotrūkis gerokai padidėjo. Po 1 800 valandų kintamų korozijos ciklų 1 060 padengtų juostelių patyrė nuolatinę koroziją po plėvele išilgai pjovimo briaunų, kartu su danga atsilupo 3 mm atstumu nuo kraštų. 3003 padengtos juostelės turėjo tik oksidacijos spalvos pakitimus be nulupimo ar substrato rūdžių. Pakrantės ir lengvosios pramonės korozinėje aplinkoje atsparumas 3003 rūdims yra beveik dvigubai didesnis nei 1060 spalvomis dengtų aliuminio juostų.

3. Dengtų juostų gedimo mechanizmų skirtumai

3.1 Korozijos plitimas po plėvele

Kai įbrėžimai sulaužo visą dangos sluoksnį, vandens garai ir chlorido jonai prasiskverbia į pagrindo paviršių. Ant 1060 gryno aliuminio tarp geležies priemaišų atskyrimo taškų ir aliuminio matricos greitai atsiranda mikrogalvaninė korozija, dėl kurios dangos ir pagrindo sąsajoje gali plisti šoninės rūdys. Drėgnomis sąlygomis barstymo greitis siekia 0,21 mm per mėnesį. 3003 atveju mangano lydinys homogenizuoja elektrodo potencialą visame pagrindo paviršiuje, pašalindamas mikrogalvaninę koroziją. Šoninis rūdžių plitimo greitis sumažėja iki 0,07 mm per mėnesį, efektyviai slopindamas šliaužiančią koroziją.

3.2 Antikorozinės savybės po lenkimo

Spalvotos aliuminio juostos dažnai išlenkiamos, kad būtų galima montuoti vietoje. Lenkimo deformacija sukelia mikroįtrūkimus dangos viduje. 1060 turi mažą takumo ribą, o lenkimo įtempis sukelia netaisyklingus dangos mikroįtrūkimus. Pro tankius įtrūkimus lengvai prasiskverbia ėsdinančios terpės. 3003 turi 30 % didesnę takumo ribą nei 1060 esant tokiai pat temperatūrai, o tai riboja dangos įtrūkimų plėtimąsi lenkimo metu. Lauko stebėjimas rodo, kad sulenktos 1060 dengtos juostos paviršiaus rūdys atsiranda 2,2 metų anksčiau nei sulenktos 3003 juostelės veikiant lauke.

4. Scenarijus pagrįstos atrankos gairės

4.1 Pirmenybė 1060 spalvotai dengtai aliuminio juostai

1060 kainos pranašumus išlaiko tik sausose vidaus patalpose, kuriose yra mažai drėgmės ir nėra korozinių dujų. Jo plastiškumas yra 8 % didesnis nei 3003, todėl tinka giliai tempti dekoratyvines aliuminio juosteles ir patalpų lubų plokštes, nereikalaujant išorinio poveikio. Jo atsparumas rūdijimui visiškai atitinka 15 metų vidaus aptarnavimo poreikius ir mažesnės žaliavos sąnaudos.

4.2 Pirmenybė 3003 spalvotai dengtai aliuminio juostai

3003 yra privalomas visiems lauko naudojimo scenarijams, įskaitant pastato stogo dangą, išorinių sienų kraštų apvyniojimą, lauko reklamos aliuminio juostas ir ŠVOK lauko kanalų apvyniojimą. Jis prisitaiko prie lietaus vandens erozijos, druskos rūko ir lengvosios pramonės išmetamųjų dujų korozijos. 3003 dengtos juostelės gali išlaikyti atsparumą oro sąlygoms atsparią dangą su PVDF daugiau nei 30 metų, o 1060 gali garantuoti tik 18 metų naudojant tą pačią dangą.

5. Išvada

Kiekybiškai 3003 spalvomis dengtos aliuminio juostos atsparumo rūdims pranašumas skiriasi priklausomai nuo naudojimo aplinkos: 48 % ilgesnis tarnavimo laikas sausoje vidaus atmosferoje ir beveik 100 % pagerėjimas pakrančių ir lengvosios pramonės korozinėje aplinkoje. Pagrindinė priežastis yra substrato elektrodo potencialo homogenizavimas manganu ir optimizuotas konversijos plėvelės sukibimas. Reikėtų pažymėti, kad pranašumas atsiranda dėl pagrindo metalurgijos, o ne dėl dangos skirtumų. Vienoda danga negali užpildyti būdingo antikorozinio tarpo tarp 1060 gryno aliuminio ir 3003 aliuminio-mangano lydinio. Naudotojai turėtų subalansuoti medžiagų sąnaudas ir aplinkos korozijos riziką, kad pasirinktų pagrindą.