鋁合金型材的耐腐蝕性可通過表面處理、合金成分優(yōu)化、工藝改進(jìn)等多種方式提升,具體方法及適用場(chǎng)景如下:
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一、表面處理技術(shù)(較常用,針對(duì)性強(qiáng))
通過在型材表面形成防護(hù)層,隔絕空氣、水及腐蝕性介質(zhì),是提升耐腐蝕性的核心手段。
1. 陽(yáng)極氧化處理
原理:將型材作為陽(yáng)極,在電解液(如硫酸、草酸)中通電,表面生成一層致密的氧化鋁膜(厚度 5-20μm,特殊需求可達(dá) 50μm 以上)。
優(yōu)勢(shì):氧化膜硬度高(200-500HV)、吸附性強(qiáng),可著色(本色、金色、黑色等),耐腐蝕性比裸鋁提升 5-10 倍。
適用場(chǎng)景:建筑門窗、裝飾件、戶外欄桿(尤其潮濕或沿海地區(qū))。
進(jìn)階版:
硬質(zhì)陽(yáng)極氧化(膜厚 20-100μm):用于工業(yè)零件,耐磨損 + 耐腐蝕性兼具;
瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化:膜層呈瓷狀,絕緣性好,適合電子元件。
2. 電泳涂裝
原理:將陽(yáng)極氧化后的型材置于電泳漆槽中,通過電場(chǎng)作用使漆料(樹脂、顏料)均勻吸附在表面,形成有機(jī)涂層(厚度 10-30μm)。
優(yōu)勢(shì):涂層無針孔、附著力強(qiáng),耐鹽霧性能優(yōu)異(可達(dá) 1000 小時(shí)以上),且外觀平整光滑。
適用場(chǎng)景:高端門窗、汽車零部件、衛(wèi)浴用品(耐潮濕 + 耐酸堿)。
3. 噴涂處理
粉末噴涂:
原理:將粉末涂料(環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂)靜電噴涂于型材表面,高溫固化形成均勻涂膜(厚度 50-150μm)。
優(yōu)勢(shì):涂層耐候性強(qiáng)(抗紫外線老化)、顏色豐富,耐鹽霧性能可達(dá) 2000 小時(shí)以上,適合戶外長(zhǎng)期使用。
適用場(chǎng)景:幕墻、戶外廣告牌、交通工具外殼。
氟碳噴涂:
以聚四氟乙烯(PTFE)為主要成分,耐候性、耐化學(xué)腐蝕性(酸、堿、溶劑)極佳,壽命可達(dá) 20 年以上,常用于沿海高鹽霧、化工車間等極端環(huán)境。
4. 電鍍與化學(xué)鍍
電鍍:在型材表面電鍍一層金屬(如鉻、鎳、鋅),形成物理屏障,適合要求高裝飾性的場(chǎng)景(如家具配件),但成本較高。
化學(xué)鍍:無需通電,通過化學(xué)反應(yīng)在表面沉積鎳 - 磷合金層,均勻性好(復(fù)雜截面也能覆蓋),耐腐蝕性優(yōu)于電鍍,適合精密零件。
5. 涂覆有機(jī)涂層(簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì))
直接涂刷防腐漆(如丙烯酸漆、聚氨酯漆),成本低但耐久性較差(3-5 年需翻新),適合臨時(shí)防護(hù)或低成本場(chǎng)景。
二、合金成分優(yōu)化(從根源提升耐蝕性)
通過調(diào)整合金元素種類和比例,減少易腐蝕成分,增強(qiáng)自身抗腐蝕能力,適合對(duì)基材性能有長(zhǎng)期要求的場(chǎng)景。
增加耐腐蝕元素:
加入鎂(Mg):5 系鋁合金(如 5052)因含 Mg(2.5%-3.5%),形成均勻的 Mg-Al 固溶體,耐海水、大氣腐蝕性能優(yōu)異,常用于船舶、海洋工程。
加入錳(Mn):3 系鋁合金(如 3003)含 Mn(1%-1.5%),抑制晶間腐蝕,適合食品包裝、空調(diào)蒸發(fā)器(接觸水汽)。
加入鉻(Cr)、鋯(Zr):細(xì)化晶粒,減少雜質(zhì)偏析,6 系鋁合金(如 6061)中添加少量 Cr(≤0.3%),可改善抗應(yīng)力腐蝕性能。
降低有害元素:
控制銅(Cu) 含量:2 系、7 系鋁合金因含 Cu,易發(fā)生晶間腐蝕,需將 Cu 控制在較低需求范圍內(nèi)(如 2024 合金 Cu≤4.9%)。
減少鐵(Fe)、硅(Si) 雜質(zhì):雜質(zhì)易形成金屬間化合物(如 Al-Fe-Si 相),導(dǎo)致局部腐蝕,優(yōu)質(zhì)型材鐵含量通常≤0.3%。
三、工藝改進(jìn)(減少缺陷,提升防護(hù)層附著力)
均勻化熱處理:
鑄棒擠壓前經(jīng)高溫(450-550℃)保溫,使合金元素分布更均勻,減少后續(xù)加工中因成分偏析導(dǎo)致的局部腐蝕。
表面預(yù)處理:
噴涂或陽(yáng)極氧化前,通過堿洗(去除氧化皮)→酸洗(中和殘留堿)→鈍化(形成過渡膜),確保防護(hù)層與基材結(jié)合緊密,避免因氣泡、針孔導(dǎo)致腐蝕介質(zhì)滲入。
密封處理:
陽(yáng)極氧化后的型材經(jīng)熱水封閉(80-100℃)或鎳鹽封閉,使氧化膜微孔閉合,進(jìn)一步阻擋水分和離子(如氯離子)侵入,尤其適合高濕度環(huán)境。
四、使用環(huán)境適配(輔助防護(hù))
對(duì)長(zhǎng)期暴露在高腐蝕環(huán)境(如化工車間、沿海地區(qū))的型材,可額外涂覆防腐蠟或硅酮密封膠,減少直接接觸腐蝕性介質(zhì)。
定期清潔(去除表面灰塵、鹽分),避免腐蝕性物質(zhì)長(zhǎng)期附著。