ความต้านทานสนิมของแถบอลูมิเนียมเคลือบสี 3003 ดีกว่า 1,060 มากแค่ไหน?

เชิงนามธรรม

แถบอะลูมิเนียม 1060 และ 3003 เป็นพื้นผิวสองชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการแปรรูปอะลูมิเนียมเคลือบสีในอุตสาหกรรมการตกแต่งสถาปัตยกรรม HVAC และอุตสาหกรรมกันซึมกลางแจ้ง ในขณะที่ทั้งสองใช้ระบบการเคลือบอินทรีย์ที่เหมือนกัน รวมถึงฟิล์มแปลงสภาพก่อนการบำบัด ไพรเมอร์อีพ็อกซี่ และสีทับหน้าโพลีเอสเตอร์/PVDF ความแตกต่างทางโลหะวิทยาของสารตั้งต้นทำให้เกิดช่องว่างที่ชัดเจนในการเกิดสนิมในระยะยาวและความต้านทานการกัดกร่อนใต้ฟิล์ม บทความนี้จะระบุปริมาณช่องว่างความต้านทานสนิมผ่านการวิเคราะห์องค์ประกอบของวัสดุ ข้อมูลการทดสอบสเปรย์เกลือที่เป็นมาตรฐาน และการตรวจสอบสภาพแวดล้อมภาคสนาม และชี้แจงสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องสำหรับแถบเคลือบทั้งสอง

1. ความแตกต่างขององค์ประกอบของพื้นผิวพื้นฐาน

1.1 พารามิเตอร์องค์ประกอบทางเคมี

1060 เป็นของอลูมิเนียมบริสุทธิ์ซีรีส์ 1000 ที่มีความบริสุทธิ์ของอลูมิเนียมไม่น้อยกว่า 99.6% มีเพียงธาตุเหล็กและซิลิคอนเจือปนโดยไม่มีองค์ประกอบโลหะผสมโดยเจตนา โครงสร้างเกรนภายในของมันคือสารละลายอะลูมิเนียมโซลิดเฟสเดียว ซึ่งสร้างฟิล์มทู่อลูมินาธรรมชาติที่หลวมและมีรูพรุนเมื่อสัมผัสกับอากาศ ในทางตรงกันข้าม 3003 เป็นโลหะผสม Al-Mn ที่มีแมงกานีส 1.0% ถึง 1.5% เพิ่มเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลัก แมงกานีสทำปฏิกิริยากับเหล็กเจือปนภายในสารตั้งต้นเพื่อสร้างอนุภาคระหว่างโลหะ Al6(Mn,Fe) ที่เสถียร

อนุภาคเหล่านี้จะกำจัดเซลล์กัลวานิกในท้องถิ่นที่เกิดจากการแยกเหล็กในอลูมิเนียมบริสุทธิ์ สำหรับพื้นผิวเปลือยที่ไม่มีการเคลือบสี การทดสอบมาตรฐานแสดงให้เห็นว่าอลูมิเนียมเปลือย 3003 มีความต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศสูงกว่าอลูมิเนียมเปลือย 1060 ถึง 35% สำหรับผลิตภัณฑ์เคลือบสี ข้อดีของสารตั้งต้นนี้จะยับยั้งการแพร่กระจายของการกัดกร่อนของสารตั้งต้นได้โดยตรงเมื่อเกิดข้อบกพร่องระดับไมโครของการเคลือบ

1.2 ความเข้ากันได้ของทู่พื้นผิวของพื้นผิว

ในระหว่างกระบวนการปรับสภาพก่อนการแปลงโดยปราศจากโครเมต โครงสร้างเกรนที่สม่ำเสมอของ 3003 ส่งเสริมการสะสมอย่างต่อเนื่องของฟิล์มคอนเวอร์ชัน 200-300 นาโนเมตร ความแข็งแรงในการยึดเกาะของฟิล์มคอนเวอร์ชัน 3003 สูงกว่า 1,060 ถึง 12% อลูมิเนียมบริสุทธิ์ 1,060 มีแนวโน้มที่จะความหนาของฟิล์มออกไซด์ไม่สม่ำเสมอในระหว่างการจัดเก็บแบบกลิ้ง ซึ่งทำให้การยึดเกาะไม่ดีบางส่วนระหว่างไพรเมอร์และซับสเตรต การยึดเกาะที่ไม่ดีเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ขอบเกิดฟองและเกิดสนิมใต้ชั้นฟิล์มสำหรับแถบอะลูมิเนียมเคลือบ

2. ช่องว่างความต้านทานสนิมเชิงปริมาณผ่านการทดสอบสเปรย์เกลือ

ตัวอย่างทดสอบทั้งหมดใช้ข้อกำหนดการเคลือบอุตสาหกรรมแบบครบวงจร: ไพรเมอร์อีพอกซี 5μm + ทับหน้าโพลีเอสเตอร์ 20μm, การปรับสภาพแบบปราศจากโครเมียมที่เหมือนกัน, รีดเย็น H14 และแถบหนา 0.8 มม. การทดสอบเป็นไปตามมาตรฐานสเปรย์เกลือเป็นกลาง ASTM B117 และมาตรฐานการกัดกร่อนสลับชื้น ISO 16701

2.1 ผลการทดสอบสเปรย์เกลือเป็นกลาง (สภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรงในร่ม)

หลังจากการทดสอบสเปรย์เกลือเป็นกลางต่อเนื่องเป็นเวลา 4200 ชั่วโมง: แถบอลูมิเนียมเคลือบสี 1060 ปรากฏสนิมจุดที่กระจัดกระจายภายใน 2900 ชั่วโมง โดยมีรัศมีการแพร่กระจายของสนิมขยายเป็น 0.6 มม. รอบรอยขีดข่วนที่เคลือบ ส่วนผสม 3003 ทำให้เกิดการฟอกสีทับหน้าเพียงเล็กน้อยเท่านั้น โดยไม่เกิดสนิมแม้หลังจากผ่านไป 4200 ชั่วโมงแล้วก็ตาม ในสภาพแวดล้อมบรรยากาศที่ไม่รุนแรง เช่น พื้นที่เขตเมืองภายในประเทศ อายุการใช้งานป้องกันสนิมที่มีประสิทธิภาพของแถบเคลือบ 3003 จะเพิ่มขึ้น 48% เมื่อเทียบกับ 1060

2.2 ผลลัพธ์การพ่นเกลือชื้นแบบสลับ (สภาพแวดล้อมชายฝั่ง/อุตสาหกรรม)

ในการทดสอบการจำลองบรรยากาศทางอุตสาหกรรมที่มีความเค็มสูงและประกอบด้วยกำมะถัน ช่องว่างด้านประสิทธิภาพก็กว้างขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ หลังจากรอบการกัดกร่อนสลับกันเป็นเวลา 1,800 ชั่วโมง แถบเคลือบ 1,060 แถบได้รับความเสียหายอย่างต่อเนื่องภายใต้การกัดกร่อนของฟิล์มตามแนวขอบตัด โดยการเคลือบลอกภายในระยะ 3 มม. จากขอบ แถบเคลือบ 3003 มีการเปลี่ยนสีออกซิเดชั่นที่ขอบเท่านั้น โดยไม่ลอกหรือเป็นสนิม ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนตามชายฝั่งและอุตสาหกรรมเบา ความต้านทานสนิม 3003 เกือบสองเท่าของแถบอลูมิเนียมเคลือบสี 1,060 สี

3. ความแตกต่างของกลไกความล้มเหลวของแถบเคลือบ

3.1 การแพร่กระจายของการกัดกร่อนใต้ฟิล์ม

เมื่อรอยขีดข่วนทำลายชั้นเคลือบทั้งหมด ไอน้ำและคลอไรด์ไอออนจะแทรกซึมเข้าสู่พื้นผิวของพื้นผิว สำหรับอลูมิเนียมบริสุทธิ์ 1060 การกัดกร่อนแบบไมโครกัลวานิกเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วระหว่างจุดแยกสิ่งเจือปนของเหล็กและเมทริกซ์อะลูมิเนียม ทำให้เกิดสนิมด้านข้างที่แพร่กระจายไปตามส่วนต่อประสานของสารเคลือบและพื้นผิว อัตราการแพร่กระจายถึง 0.21 มม. ต่อเดือนในสภาพชื้น สำหรับ 3003 การผสมแมงกานีสจะทำให้ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดเป็นเนื้อเดียวกันทั่วทั้งพื้นผิวของซับสเตรต เพื่อขจัดการกัดกร่อนของไมโครกัลวานิก อัตราการแพร่กระจายของสนิมด้านข้างลดลงเหลือ 0.07 มม. ต่อเดือน ยับยั้งการกัดกร่อนแบบคืบคลานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3.2 ประสิทธิภาพการป้องกันสนิมหลังการดัด

แถบอลูมิเนียมเคลือบสีมักจะโค้งงอสำหรับการติดตั้งนอกสถานที่ การบิดงอทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กภายในสารเคลือบ 1060 มีความแข็งแรงของผลผลิตต่ำ และความเค้นดัดงอทำให้เกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็กที่ไม่สม่ำเสมอ สารกัดกร่อนสามารถทะลุผ่านรอยแตกที่หนาแน่นได้อย่างง่ายดาย 3003 มีความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่า 1060 ถึง 30% ภายใต้อุณหภูมิเดียวกัน ซึ่งจำกัดการขยายตัวของรอยแตกร้าวของสารเคลือบในระหว่างการดัดงอ การติดตามภาคสนามแสดงให้เห็นว่าแถบเคลือบ 1060 แบบโค้งงอจะเกิดสนิมที่พื้นผิวเร็วกว่าแถบ 3003 แบบโค้งงอเมื่อสัมผัสกลางแจ้งถึง 2.2 ปี

4. แนวทางการเลือกตามสถานการณ์

4.1 ลำดับความสำคัญสำหรับแถบอลูมิเนียมเคลือบสี 1,060

1060 ยังคงความได้เปรียบด้านต้นทุนในสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่แห้งและมีความชื้นต่ำและไม่มีก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ความเหนียวของมันสูงกว่ารุ่น 3003 ถึง 8% ทำให้เหมาะสำหรับแถบอลูมิเนียมตกแต่งที่วาดลึกและแผงฝ้าเพดานในร่มโดยไม่ต้องสัมผัสกลางแจ้ง ความต้านทานการเกิดสนิมตรงตามความต้องการบริการภายในอาคารนาน 15 ปีพร้อมต้นทุนวัตถุดิบที่ต่ำกว่า

4.2 ลำดับความสำคัญสำหรับแถบอลูมิเนียมเคลือบสี 3003

3003 มีผลบังคับใช้กับทุกสถานการณ์การใช้งานกลางแจ้ง รวมถึงหลังคาอาคาร การพันขอบผนังด้านนอก แถบอะลูมิเนียมเพื่อการโฆษณากลางแจ้ง และการพันท่อ HVAC ภายนอกอาคาร ปรับให้เข้ากับการกัดกร่อนของน้ำฝน หมอกเกลือ และการกัดกร่อนของก๊าซไอเสียอุตสาหกรรมเบา ด้วยการจับคู่การเคลือบที่ทนต่อสภาพอากาศสูง PVDF แถบเคลือบ 3003 สามารถรักษาประสิทธิภาพการปลอดสนิมได้นานกว่า 30 ปี ในขณะที่ 1060 สามารถรับประกันได้เพียง 18 ปีภายใต้การเคลือบเดียวกัน

5. บทสรุป

ในเชิงปริมาณ ข้อดีของการต้านทานสนิมของแถบอะลูมิเนียมเคลือบสี 3003 จะแตกต่างกันไปตามสภาพแวดล้อมการใช้งาน: อายุการใช้งานสูงขึ้น 48% ในสภาพแวดล้อมบรรยากาศภายในที่แห้ง และการปรับปรุงเกือบ 100% ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนตามชายฝั่งและในอุตสาหกรรมเบา เหตุผลหลักอยู่ที่การทำให้แมงกานีสเป็นเนื้อเดียวกันของศักยภาพอิเล็กโทรดของซับสเตรตและการยึดเกาะของฟิล์มคอนเวอร์ชันที่เหมาะสมที่สุด ควรสังเกตว่าข้อได้เปรียบนั้นมาจากโลหะวิทยาของสารตั้งต้นมากกว่าความแตกต่างของการเคลือบ การเคลือบแบบสม่ำเสมอไม่สามารถเชื่อมช่องว่างการป้องกันการกัดกร่อนโดยธรรมชาติระหว่างอลูมิเนียมบริสุทธิ์ 1,060 และโลหะผสมอลูมิเนียมแมงกานีส 3003 ผู้ใช้ควรสร้างสมดุลระหว่างต้นทุนวัสดุและความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของสิ่งแวดล้อมสำหรับการเลือกวัสดุพิมพ์เป้าหมาย