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東莞市田源五金制品有限公司

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東莞鋁合金蝕刻加工工藝之晶間腐蝕介紹

東莞鋁合金蝕刻加工工藝之晶間腐蝕介紹:

晶間腐蝕在鋁合金局部腐蝕中和點(diǎn)蝕一樣,也是一種常見(jiàn)的腐蝕現(xiàn)象.這種腐蝕是沿著晶界或者在其近旁發(fā)生,所以稱之為晶間腐蝕。關(guān)于晶間腐蝕的成因,普遍認(rèn)為是由晶界與相鄰晶粒之間的電位差造成的。以AI-Cu-Mg合金為例,在時(shí)效脫溶之后,晶界有一條無(wú)沉淀帶,含Cu較少,電位較負(fù),構(gòu)成陽(yáng)極相。晶粒內(nèi)含Cu較高,電位較正,構(gòu)成了陰極相。

在腐蝕過(guò)程中,電位較負(fù)的貧Cu區(qū)將被優(yōu)先腐蝕,并隨著鋁的溶解,晶粒中孤立的Cu也隨之進(jìn)人溶液,尤其是陰極相中鋁的溶解使Cu直接進(jìn)人溶液,生成Cu2+。由于Cue+的氧化還原電位很正(相對(duì)于鋁的電位),所以會(huì)在鋁表面的陰極區(qū)還原析出,這種析出過(guò)程稱之為二次沉淀。

由于這種二次沉淀行為,使鋁在腐蝕介質(zhì)中又形成新的富Cu陰極相,使上一腐蝕過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。這一現(xiàn)象對(duì)鋁的保護(hù)來(lái)說(shuō)要盡力避免。但在鋁合金表面紋理蝕刻中,晶間腐蝕同樣是紋理的又一成因,特別是具有針狀晶粒結(jié)構(gòu)的材料對(duì)于絲狀紋理的形成更為重要.為達(dá)到這一目的,可以在腐蝕介質(zhì)中加人適量的氧化還原電位較正的金屬離子或氧化性陰離子,以達(dá)到對(duì)鋁合金表面絲狀紋理蝕刻強(qiáng)化的目的。

但這只能對(duì)那些具有絲狀紋理腐蝕傾向的合金材料才有明顯作用。也有資料介紹在有抑制劑的電解質(zhì)溶液中,通過(guò)外加電場(chǎng)的作用對(duì)鋁合金表面進(jìn)行絲狀紋理蝕刻。

通過(guò)有限的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對(duì)于那些不具有絲狀紋理腐蝕傾向的合金材料效果并不明顯,若要普遍用于批量生產(chǎn),還有待于進(jìn)一步研究。

在蝕刻過(guò)程中,由于電位差的緣故,有可能是沿晶粒的邊界先蝕刻,然后整個(gè)晶粒被蝕刻溶解。所以在晶粒尺寸較大的材料上進(jìn)行紋理蝕刻更容易獲得粗糙度高的紋理效果。但過(guò)大的晶粒尺寸經(jīng)蝕刻后將會(huì)影響到材料的強(qiáng)度,特別是經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間的蝕刻,其影響程度更大。所以在進(jìn)行紋理蝕刻時(shí),控制蝕刻時(shí)間(也即是控制對(duì)材料的蝕刻量)是很重要的。

關(guān)于鋁的應(yīng)力腐蝕、剝蝕等腐蝕行為,與紋理蝕刻相關(guān)性較小,在此不做過(guò)多介紹。

總而言之,對(duì)于鋁合金的化學(xué)紋理蝕刻,其實(shí)就是對(duì)鋁合金表面的腐蝕過(guò)程。

從以上鋁的腐蝕行為來(lái)看,鋁的基本腐蝕類型主要有:均勻腐蝕、點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、分層腐蝕和腐蝕破裂等。如鋁合金某一部分與其他較大部分有電位差,則產(chǎn)生點(diǎn)蝕;如鋁合金的晶粒和晶界間存在著電位差,則有晶間腐蝕的傾向;若有應(yīng)力存在時(shí)這種晶間腐蝕就會(huì)促進(jìn)金屬的腐蝕破裂。

在這些腐蝕類型中受控點(diǎn)蝕和晶間腐蝕是紋理蝕刻需要的,其余則需力求避免。為達(dá)到這一目的,關(guān)鍵是如何控制不同的腐蝕條件和腐蝕環(huán)境,以便造成不同的腐蝕傾向,得到不同質(zhì)地和外觀的紋理效果。鋁的合金類型多,影響因素多,關(guān)系比較復(fù)雜,如不同牌號(hào)的合金材料,有不同的合金元素組成、晶粒構(gòu)成、合金成分或雜質(zhì)在合金表面的分布均勻度。

即便是同一種牌號(hào)的合金材料,也可因批次不同、加工方法不同或其他因素的影響,內(nèi)部存在不同的金相組織。另外,在腐蝕前合金材料的表面狀態(tài)、加工成形方法以及腐蝕介質(zhì)在腐蝕過(guò)程中成分含量的變化等因素都會(huì)影響到紋理的形成與質(zhì)地。所以要想研究出一種能廣泛適用于各種鋁合金材料,并能任意控制紋理粗糙度的化學(xué)紋理蝕刻液是比較困難的。

在實(shí)際應(yīng)用中,只能通過(guò)選擇合適的合金材料和與之相適應(yīng)的紋理蝕刻液;或?qū)⒉牧线M(jìn)行熱處理(比如那些條紋腐蝕較嚴(yán)重而又得不到均勻紋理的鋁合金材料)消除位錯(cuò)缺陷并控制適當(dāng)?shù)木Я3叽?,再選擇與之相適應(yīng)的紋理蝕刻液,才能蝕刻出粗糙度可調(diào)、質(zhì)地均勻的紋理



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