Q1: วัตถุประสงค์พื้นฐานของอัลลอยอลูมิเนียม passivating คืออะไร?
A1: passivation มีจุดมุ่งหมายเพื่อรักษาเสถียรภาพพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมโดยการกำจัดสารปนเปื้อน (เช่นเหล็กฟรี, การตัดเฉือนตกค้าง) และสร้างชั้นออกไซด์เฉื่อยบาง ๆ กระบวนการนี้ป้องกันการกัดกร่อนของกัลวานิกซึ่งเกิดขึ้นเมื่อโลหะหรือสิ่งสกปรกที่แตกต่างกันในการย่อยสลายทางเคมีไฟฟ้า ซึ่งแตกต่างจาก anodizing ซึ่งสร้างชั้นออกไซด์หนาผ่านทางอิเล็กโทรไลซิส, passivation ขึ้นอยู่กับสารละลายที่เป็นกรด (เช่นกรดไนตริกหรือกรดซิตริก) เพื่อละลายอนุภาคปฏิกิริยาและเพิ่มความสม่ำเสมอของฟิล์มออกไซด์ตามธรรมชาติ นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับโลหะผสมที่ใช้ในการบินและอวกาศทางทะเลหรือการใช้งานยานยนต์ซึ่งการสัมผัสกับความชื้นเกลือหรือสารมลพิษทางอุตสาหกรรมเป็นเวลานานอาจช่วยเร่งการกัดกร่อน
Q2: passivation แตกต่างจากการรักษาพื้นผิวอื่น ๆ เช่นอะโนไดซ์หรือการเคลือบแปลงอย่างไร
A2:
การผ่าน เป็นกระบวนการทางเคมีที่ทำความสะอาดและทำให้พื้นผิวมีความเสถียรโดยไม่ต้องเพิ่มวัสดุจำนวนมาก มันกำจัดสารปนเปื้อนและเสริมความแข็งแรงของชั้นออกไซด์พื้นเมือง (โดยทั่วไปจะหนา 2-5 นาโนเมตร)
อโนไดซ์ ใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อเพิ่มชั้นออกไซด์ที่หนาขึ้นและมีรูพรุน (10–25 μm) สำหรับความต้านทานการสึกหรอที่เพิ่มขึ้นและการย้อมสี
การเคลือบแปลง (เช่นโครเมตหรือฟอสเฟต) ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับอลูมิเนียมเพื่อสร้างชั้นป้องกันซึ่งมักจะเป็นไพรเมอร์สำหรับสี
Passivation เร็วกว่าและถูกกว่าอะโนไดซ์ แต่ให้ความต้านทานต่อการเสียดสีน้อยลง มันมักจะเป็นขั้นตอนเบื้องต้นก่อนการวาดภาพหรือการชุบในขณะที่การเคลือบโครเมตแปลงให้การป้องกันการกัดกร่อนแบบสแตนด์อโลน
Q3: ขั้นตอนสำคัญในกระบวนการ passivation ทั่วไปสำหรับโลหะผสมอลูมิเนียมคืออะไร?
A3:
การเสื่อมสภาพ: การทำความสะอาดอัลคาไลน์หรือตัวทำละลายช่วยขจัดน้ำมันไขมันและสิ่งสกปรก
ล้าง: การล้างน้ำอย่างละเอียดเพื่อกำจัดสารทำความสะอาดสารตกค้าง
deoxidizing:immersion กรด (เช่นhno₃หรือh₂so₄) เพื่อตัดชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติและกำจัดสารปนเปื้อนที่ฝังอยู่
อ่างอาบน้ำแบบพาสซีฟ:impersion ในกรดไนตริก (ความเข้มข้น 20–50%) หรือกรดซิตริก (ความเข้มข้น 5-10%) ที่ 20–40 องศาเป็นเวลา 5-30 นาที การส่งผ่านกรดไนตริกนั้นเร็วขึ้น แต่มีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อมในขณะที่กรดซิตริกปลอดภัยและสอดคล้องกับ ROHS
การล้างและการอบแห้งครั้งสุดท้าย: น้ำที่ปราศจากไอออนล้างตามด้วยอากาศที่ถูกบังคับหรืออบแห้งเตาอบ
พารามิเตอร์ที่สำคัญรวมถึงความเข้มข้นของกรดอุณหภูมิและการแช่เวลาการดูดซับเวลาสามารถนำไปสู่การสูญเสียของวัสดุหรือการสูญเสียวัสดุมากเกินไป
Q4: อะไรคือความท้าทายทั่วไปในการหยุดอลูมิเนียมและพวกเขาได้รับการแก้ไขอย่างไร?
A4:
smut ที่เหลือ: สารตกค้างที่เหลืออยู่หลังจากการพาสซีฟเนื่องจาก deoxidizing ไม่สมบูรณ์ แก้ไข: เพิ่มประสิทธิภาพความเข้มข้นของ deoxidizer หรือขยายเวลาแช่
ไฮโดรเจน embrittlement: การดูดซึมของไฮโดรเจนในระหว่างการบำบัดกรดสามารถทำให้โลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงลดลง (เช่น 7075- T6) การแก้ไข: ชิ้นส่วนอบที่ 150–200 องศาหลังการใช้งานเพื่อปลดปล่อยไฮโดรเจนที่ติดอยู่
การย้อมสีหรือเปลี่ยนสี: เกิดจากการล้างที่ไม่สม่ำเสมอหรือสิ่งสกปรกในน้ำ แก้ไข: ใช้น้ำปราศจากไอออนและตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการไหลที่สอดคล้องกันระหว่างการล้าง
การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: hexavalent chromium (cr⁶⁺) ใน passivators แบบดั้งเดิมเป็นพิษ แก้ไข: เปลี่ยนไปใช้โซลูชันกรดซิตริกหรือโครเมียม trivalent (CR³⁺) ที่สอดคล้องกับการเข้าถึงและ ROHS
ความไวของโลหะผสม: โลหะผสมที่อุดมด้วยทองแดง (เช่น 2024) อาจกัดกร่อนในกรดไนตริก แก้ไข: ใช้กรดไนตริกเจือจางหรือกรดซิตริกด้วยสารยับยั้งการกัดกร่อน
Q5: การทดสอบประสิทธิภาพการผ่านการทดสอบและมาตรฐานใดที่ใช้?
A5:
การทดสอบสเปรย์เกลือ (ASTM B117): เปิดเผยตัวอย่างที่ผ่านมากับหมอกเกลือเพื่อประเมินความต้านทานการกัดกร่อน การใช้งานประสิทธิภาพสูงควรทนต่อ 168+ ชั่วโมงโดยไม่มีการกัดกร่อนที่มองเห็นได้
การทดสอบคอปเปอร์ซัลเฟต (ASTM A967): ตรวจพบการปนเปื้อนของเหล็กฟรี สารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตลดลงเปลี่ยนเป็นสีดำหากสารปนเปื้อนยังคงอยู่
สเปกโทรสโกปีอิมพีแดนซ์ไฟฟ้า (EIS): วัดความต้านทานของชั้นออกไซด์ต่อการเจาะไอออน
การทดสอบการยึดเกาะ (ISO 2409): การทดสอบรอยขีดข่วนหรือเทปทำให้มั่นใจได้ว่าการเคลือบ (เช่นสี) จะยึดติดกับพื้นผิวที่ผ่านมาได้ดี
มาตรฐาน:
ASTM B580: ระบุ passivation กรดไนตริกสำหรับอลูมิเนียม
AMS 2700D: กำหนดกระบวนการ passivation เกรดการบินและอวกาศ
ISO 9227: การทดสอบการกัดกร่อนในบรรยากาศประดิษฐ์
