鋁合金蝕刻加工工藝之(zhī)晶間腐蝕介紹
鋁合金蝕刻(kè)加工(gōng)工(gōng)藝之晶間腐蝕介紹:
晶間腐蝕在鋁合金局部腐蝕中(zhōng)和點蝕一樣,也是一種(zhǒng)常見的腐蝕現象.這種腐蝕是沿著晶界或者在其(qí)近旁發生,所以稱之為晶間腐蝕。關於晶間腐蝕的成因,普遍認為(wéi)是由晶界與相鄰晶粒之間的電位差(chà)造成的。以AI-Cu-Mg合金為例,在時效脫溶之後,晶界有一條(tiáo)無沉澱帶(dài),含Cu較少(shǎo),電(diàn)位較負,構成陽極相。晶粒內含Cu較高,電(diàn)位較正,構成了陰極(jí)相。
在腐蝕過程中,電(diàn)位較負的貧Cu區將被優先腐蝕,並隨著鋁的溶解(jiě),晶粒(lì)中孤(gū)立的Cu也隨之進人溶液,尤其是陰(yīn)極相中鋁的溶解使Cu直接進人溶(róng)液,生成Cu2+。由於Cue+的氧(yǎng)化還原電位很正(相對於鋁(lǚ)的電(diàn)位),所以會在鋁表麵(miàn)的陰極區還原析出,這種析出過程(chéng)稱(chēng)之為二次沉澱。
由於這種二(èr)次沉澱行為,使鋁在腐蝕介質中又形成新的富Cu陰極相,使上一腐蝕過程重(chóng)複進行。這一現象對鋁的保護來說要盡力避免。但在鋁合金表麵紋理蝕刻中,晶間(jiān)腐蝕同樣是紋理的(de)又一成因,特別是具有針(zhēn)狀晶粒結構的(de)材料對於絲狀紋(wén)理的形成更為重要.為達到這一(yī)目的,可以在(zài)腐蝕介質中加人適量的(de)氧化還原電位較正的金屬離子或氧化性陰(yīn)離子,以達到對鋁合金表麵絲狀紋理蝕刻強化的(de)目(mù)的。
但這隻能對那(nà)些具有絲(sī)狀紋理腐蝕傾(qīng)向的合金材料才有明顯作用。也有資料介紹在有抑製劑的(de)電解質(zhì)溶液中,通過外加電場的作用對鋁合金表麵進行絲狀(zhuàng)紋理蝕刻。
通過有限的試驗發(fā)現(xiàn),對於那些不具有絲狀(zhuàng)紋理腐蝕傾向的合金材料效果並不明顯,若要普遍用於批量生產,還有待於進一步研究。
在蝕刻過程中,由於電位差的緣故,有可能是沿晶粒的邊界先蝕刻,然後整個晶粒被蝕刻溶解。所以在晶粒尺(chǐ)寸較(jiào)大(dà)的材料上進行紋理(lǐ)蝕刻更容易獲得粗糙(cāo)度高的紋理效果。但(dàn)過大的晶粒尺寸經蝕刻後將會影(yǐng)響到材料的強度,特別是經較長時間的蝕刻,其影響程度更大。所以在進行紋理蝕刻時,控製蝕刻時(shí)間(也即是控(kòng)製對材料的蝕刻量)是(shì)很重要的。
關於鋁的應力腐蝕、剝蝕(shí)等腐蝕行為,與紋理(lǐ)蝕刻相關性較小,在此不做過多介紹。
總而言之,對於鋁合(hé)金的化學紋理(lǐ)蝕刻(kè),其(qí)實就是對鋁合金(jīn)表麵的腐蝕過程。
從以上鋁(lǚ)的腐蝕行為來看,鋁的基本腐蝕類型(xíng)主要有:均勻腐蝕、點蝕(shí)、晶間腐蝕、分(fèn)層腐蝕和(hé)腐蝕破(pò)裂等。如鋁合(hé)金某一部分與其他(tā)較大部分有電位差,則產生點蝕;如鋁合金的晶粒(lì)和晶界間存在著電位(wèi)差,則有晶間腐蝕的傾向;若有應力存在時這種晶間腐蝕就會促進(jìn)金(jīn)屬的腐(fǔ)蝕破裂。
在這些腐蝕類型中受控點蝕和晶(jīng)間腐蝕是紋(wén)理蝕刻需(xū)要的,其餘則需力求避免。為達到(dào)這一(yī)目的,關鍵(jiàn)是如何控製不同的腐蝕條件和腐蝕環境,以便造成不同(tóng)的腐蝕傾向,得到不同質地和外觀的紋理效果。鋁的合金類型多,影響因素多,關(guān)係比(bǐ)較複(fù)雜,如不(bú)同牌號的合金材(cái)料(liào),有不同的合金元素(sù)組成、晶(jīng)粒(lì)構成、合金成分或雜質在合金表麵的分布均勻度。
即便是同(tóng)一種(zhǒng)牌號的合金材料,也可因批次不(bú)同、加工方法不同或其他因素的影響(xiǎng),內(nèi)部存在(zài)不同的金(jīn)相組織。另外,在腐(fǔ)蝕前合金材料的(de)表麵狀態、加工成形方法以及腐蝕介質在腐蝕過程中成分(fèn)含量的變化等(děng)因(yīn)素都會影響到(dào)紋理的形(xíng)成與(yǔ)質地(dì)。所以要想研究(jiū)出一種(zhǒng)能廣泛適用於各種鋁合金材料,並能任意控製紋(wén)理粗糙度的化學紋理蝕(shí)刻液是比較困難的。
在實際應用中,隻能通過選擇合適(shì)的合金材料和與之相適應的紋理蝕刻液;或將材料進(jìn)行熱處理(比如那些條(tiáo)紋(wén)腐蝕較嚴重而又得不到均勻紋(wén)理的(de)鋁合金材料)消除位錯缺陷並控製適當的晶粒尺(chǐ)寸,再(zài)選擇與之相適應的紋理蝕刻液,才能蝕刻出粗(cū)糙度可調、質地均(jun1)勻的紋(wén)理。
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