Aliuminio lydiniai yra plačiai naudojami konstrukcijose, automobiliuose, kosmoso, elektronikos ir pakuotėse dėl jų lengvo, atsparumo korozijai ir puikiam apdorojimo efektyvumui . danga yra pagrindinė procesas, siekiant pagerinti aliuminio lydinių paviršiaus savybes (pvz., Skirtingi korozijos atsparumą, nusidėvėjimą ir dekoravimą) . kompozicijos skirtumai skirtingai skirtingiems skirtingiems skirtingiems skirtingiems skirtingiems skirtingiems skirtumams skiriasi. Našumas . Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama trims dažniausiai naudojamiems lydinio lydinio 1100, 3003 ir 5005, kad būtų galima sisteminei palyginamojoje analizėje, pradedant medžiagų savybėmis ir baigiant dangos našumo padengimu, apimant jų medžiagų savybes, paviršiaus išankstinius gydymo reikalavimus, dengimo adheziją, atsparumą korozijai, taikymo scenarijams ir optimizavimo pasiūlymams ..
1. Pagrindinių lydinio savybių ir tinkamumo dangos palyginimas
1) Lydinis 1100 (gryno aliuminio serija)
Kompozicija ir charakteristikos: daugiau kaip 99%grynumas (aliuminio kiekis didesnis arba lygus 99 . 0%), kuriame yra pėdsakų geležies (0 . 95%) ir silicio (0,95%). Tai yra pašinėtas sustiprintas lydinys, kurio tempimo stipris yra apie 90 MPa, didelis lankstumas, mažas stiprumas, puikus elektrinis/šilumos laidumas ir atspindėjimas.
- Charakteristikos: didelio grynumo aliuminis, puikus elektrinis ir šilumos laidumas, mažas stiprumas (tempimo stipris- apie 90 MPa), puikus atsparumas korozijai, lengvai apdorojant (gilus piešimas, lenkimas) .
- Tipiškos programos: Maisto pakuotė, cheminės talpyklos, dekoratyvinės dalys, užuolaidų sienos .
• Tinkamumas dangoje:
o Privalumai: Vienoda paviršiaus oksido plėvelė, lengvas cheminis išankstinis apdorojimas (pvz., Fosfacija, chromizavimas), tinkamas anodavimo ir purškimo procesams .. Jo didelis grynumas sumažina priemaišų trukdžius dengimo adhezijai ..
o Trūkumai: mažas mechaninis stipris (tempimo stipris yra apie 90 MPa), lengvai deformacija apdorojimo metu, dėl ko gali būti įtrūkusi danga; Norint pagerinti dangos vienodumą ., reikalingas specialus matinis apdorojimas
2) 3003 lydinys (aliuminio-Mangano serija)
Kompozicija ir charakteristikos: aliuminio-Mangano lydinys, turintis 1.0-1.5% mangano, 0 . 7% geležies ir 0 . 6% silicio. Pridėjus mangano, stiprumas padidėja maždaug 20%, palyginti su 1100 (tempimo stipris 110-130 MPA), atsparumas korozijai yra žymiai padidėjęs, o suvirinimo efektyvumas yra puikus.
- Charakteristikos: Vidutinis stiprumas (maždaug 110-130 mPa tempimo stiprumas), atsparumas korozijai yra geresnis nei gryno aliuminio (ypač atsparaus drėgnai aplinkai), o suvirinamumas yra geras .
- Tipiškos programos: stogo plokštės, automobilių degalų bakai, virtuvės reikmenys, užuolaidų sienos .
• Tinkamumas dangoje:
o Privalumai: Al-MN fazės dalelės, suformuotos mangano elementais, padidina paviršiaus kietumą ir sumažina mechaninio šlifavimo poreikį prieš dažydami; Tinka lauko aplinkai (pvz., Užuolaidų sienoms), danga turi puikų atsparumą oro sąlygoms .
o Trūkumai: Manganas gali sukelti anodavimo spalvų skirtumą, o elektrolitų parametrus reikia valdyti; Suvirinimo vietose reikalingas papildomas dangos remontas, kad būtų išvengta korozijos .
3) Lydinis 5005 (aliuminio-magnio serija)
Kompozicija ir charakteristikos: aliuminio-magnio lydinys, turintis 0.5-1.1% magnio, 0 . 2% mangano, ir 0 . 3% silicio. Po to, kai jame yra magnio, stiprumas dar labiau pagerėja (tempimo stipris 140-180 MPA), turint tiek atsparumą korozijai, tiek apdorojamumui, ir dažnai naudojamas laivuose ir transporto priemonėse.
- charakteristikos: didelis stiprumas (maždaug 140-180 mPa tempimo stiprumas), puikus atsparumas korozijai (ypač atsparumas druskos purškimo aplinkai) ir geras anodavimo efektyvumas .
- Tipiškos programos: laivų komponentai, išorės statyba, elektroniniai korpusai .
• prisitaikymo prie dangos:
o Privalumai: Magnis skatina tankios oksido plėvelės susidarymą, turi puikų atsparumą druskos purškikliui korozijai ir yra tinkamas jūros aplinkos dengimui; Aukštas formatas tinka sudėtingam išlenkto paviršiaus purškimo procesui .
o Trūkumai: Per didelis magnio kiekis (pvz., 5052) gali sukelti tarpgranulinę koroziją, kuriai reikia griežto paviršiaus pasyvaus gydymo; Didelis šiluminio išsiplėtimo koeficientas, danga turi būti elastinga, kad būtų galima susidoroti su temperatūros skirtumu deformacija .
2. pagrindinių dangos našumo rodiklių palyginimas
Dengimo našumas priklauso nuo šių pagrindinių veiksnių:
1) Paviršiaus oksido sluoksnio charakteristikos: Natūralaus aliuminio oksido sluoksnio (Al₂o₃) . vienodumas ir tankis
2) Išankstinio apdorojimo procesas: Piknojimo ir cheminio konversijos apdorojimo poveikis (pvz., Chromizacija, fosfacija, gydymas be chromo) .
3) Dengimo sukibimas: cheminis ryšys tarp dangos ir substrato .
4) Atsparumas aplinkai: atsparumas druskos purškikliui, drėgmė ir šiluma bei UV senėjimas po dengimo .
1) Išankstinio gydymo proceso sudėtingumas
• 1100: Reikia nuriebti + šarmų plovimas + cheminė konversija (pvz., Chromato apdorojimas) {. Procesas yra paprastas, tačiau reikia kontroliuoti oksido plėvelės storį, kad būtų išvengta per didelio storio, todėl sumažėja dengimo adhezija .}
• 3003: Manganas gali sutrumpinti šarmų skalbimo laiką, tačiau norint pašalinti paviršiuje atskirtus Al-MN junginius, reikia rūgščių plovimas, kitaip dangos skylės lengvai susidaro .
• 5005: Magnio buvimui reikalingas pasyvusis agentas be fluoro, kad būtų išvengta paviršiaus .
2) Dengimo sukibimas ir patvarumas
• 1100: Anoduota plėvelė turi geriausią jungimosi stiprumą (iki 25 ar daugiau MPa), tačiau atsparumas įbrėžimams po purškimo yra prastas, ir ji tinka interjero dekoratyvinėms skydeliams .
• 3003: The adhesion of powder coating (cross-hatch test level 0) is better than that of liquid coating, and the light retention rate after 10 years of outdoor exposure is >80%.
• 5005: Epoksidinės dervos danga gali atlaikyti druskos purškimo testą iki 2000 valandų, nenukrenkiant, tačiau UV spindulių kietinta danga yra linkusi pageltinti dėl magnio migracijos .
3) Spalvų stabilumas ir išvaizdos efektas
• 1100: Didelio grynumo bazė turi geriausią spalvų konsistenciją ir yra tinkama aukšto blizgesio metalinės tekstūros dengimui (pvz., Namų prietaisų plokštės) .
• 3003: Po anodavimo, pilkšvai balti tonai yra linkę atsirasti, ir norint kompensuoti, reikia dėti dažus; Spalvų dengtų plokščių spalvų skirtumas turi būti valdomas ± 0 . 5 NBS.
• 5005: Magnio elementas sukelia tamsios spalvos dangos (tokias kaip tamsiai pilkos ir juodos spalvos), kurios yra nelygios spalvos, o šviesios spalvos dangos yra stabilesnės .
4) Paviršiaus išankstinio gydymo reikalavimai
- lydinys 1100:
- Privalumai: Aukšto grynumo aliuminio paviršiaus oksido sluoksnis yra vienodas, nuriebus ir marinavimo efektyvumas yra didelis, o išankstinio gydymo procesas yra paprastas .
- Iššūkiai: Mažas stiprumas gali padaryti paviršiaus pažeidimą mechaninio valymo metu (pvz., Smėlio spalvos) .
- Rekomenduojamas išankstinis apdorojimas: Šarminis naikinimo → azoto rūgšties marinavimas → Chromizacijos apdorojimas (sustiprintas adhezija) .
- lydinys 3003:
- Privalumai: tarpmetalinis junginys (Al₆mn), suformuotas mangano, padidina paviršiaus kietumą ir atlaiko stiprų išankstinį apdorojimą .
- Iššūkiai: Reikia valdyti marinavimo laiką, kad būtų išvengta mangano elementų ekspozicijos, ir sukelti vėlesnes dengimo poras .
- Rekomenduojamas išankstinis apdorojimas: fosfato konversijos apdorojimas (pagerinkite dangos adheziją) .
- Lydinys 5005:
- Privalumai: magnis skatina tankesnio oksido sluoksnio susidarymą, kuris tinka anoduoti išankstinį apdorojimą .
- Iššūkiai: Per didelis magnio kiekis gali sukelti netolygų konversijos plėvelę, o gydymo tirpalo pH vertę reikia kontroliuoti .
- Rekomenduojamas išankstinis apdorojimas: Cirkonizacijos gydymas be chromo (aplinkos apsaugos tendencija) + anodavimas (siekiant pagerinti atsparumą korozijai) .
5) Dengimo sukibimas
- lydinys 1100:
- Adhezijos reitingas (ASTM D3359): 4B (maksimalus 5B), gryno aliuminio paviršiaus aktyvumas yra didelis ir lengvai susidaro cheminiai ryšiai su danga .
- apribojimai: paviršius yra per minkštas ir yra linkęs į įtrūkimus, jei jis paveiktas po dengimo .
- lydinys 3003:
- Adhezijos įvertinimas: 4B -5 B, mangano elementas padidina paviršiaus šiurkštumą ir turi reikšmingą mechaninį įtvirtinimo efektą .
- Privalumai: Tinka storoms dangoms (tokioms kaip miltelinės dangos), pasižyminčios puikiu anti-peelingu .
- Lydinys 5005:
- Adhezijos įvertinimas: 5b, magnis skatina porėtą oksido sluoksnio struktūrą ir padidina dangos įsiskverbimą .
- Geriausios rungtynės: epoksidinės dervos gruntas + poliuretano viršutinio dangos sistema .
6) atsparumas korozijai (po dangos)
- Druskos purškimo testas (ASTM B117):
| Lydinys|Baltos rūdžių išvaizdos laikas (valandos)|Raudonos rūdžių išvaizdos laikas (valandos) |
| 1100 | 800-1000 | 1200+ |
| 3003 | 1000-1200 | 1500+ |
| 5005 | 1500+ | 2000+ |
- Šlapio šilumos testas (ASTM D4585):
- 5005 veikia geriausiai, nes magnis slopina katodinę korozijos reakciją .
7) Dengimo proceso pritaikomumas
- skysta danga:
- 1100 ir 3003 yra tinkami purškimui ir panardinimui; 5005 reikia sureguliuoti dangos išlyginimą dėl jo aukšto paviršiaus kietumo .
- miltelių danga:
- 3003 ir 5005 yra geresni, nes jie turi mažiau deformacijos, kai kietinami aukštoje temperatūroje (200 laipsnių) .
- Anodizavimas + elektroforetinė danga:
- 5005 anoduotos plėvelės storis gali pasiekti 15-20 μm, o elektroforetinė danga turi geriausią vienodumą .
3. taikymo scenarijai ir tipiniai atvejai
1) Statybos laukas
• 1100: naudojamas vidaus luboms (matinė danga), remdamasis dideliu atspindžiu, kad pagerintumėte apšvietimo efektyvumą .
• 3003: stogai, užuolaidų sienos (reikalingos didelio atsparumo oro sąlygoms dangos, tokios kaip fluoro angliavandenilių purškimas) . užuolaidų sienos dengtų plokščių rinkos dalis viršija 60%. Tipiškas pavyzdys yra išorinė dekoratyvinė Burj khalifa skydinė.
• 5005: Išorės pakrančių pastatų dekoravimas (reikalingas atsparumas druskos purškikliams) . Pirmasis pasirinkimas pakrančių pastatų stogo dangoms, tokioms kaip „Marina Bay Sands“ viešbučio stogas Singapūre, dengimo sistema apima pradmenis + fluoro angliavandenilių viršutinę dalį .}
2) Transportas
• 3003: Greitųjų geležinkelio vežimėlių vidinės plokštės yra padengtos milteliais, kad atitiktų liepsnos suklydimo standartą En 45545-2.
• 5005: Kėbulo plokštės (didelis stipris + elektroforetinė danga) . anti-slydimo danga (epoksidinė + kvarco smėlis) laivų deniams, su ASTM D968 standarte A ASTM D968 atsparumo atsparumo dilimui koeficientu.
3) Pakuotė ir elektronika
• 1100: radiatoriaus korpusas (šiluminė danga + mažos išlaidos) . maisto pakavimo aliuminio folija dažnai padengta PE plėvele, kuri yra netoksiška ir perduota FDA sertifikacija .
• 3003: Ličio akumuliatoriaus korpusas naudoja laidžią dangą, kurioje atsižvelgiama į elektromagnetinį ekraną ir paviršiaus izoliaciją .
4. išlaidų ir rinkos tendencijos
• Medžiagos kaina: 1100 ＜ 3003 ＜ 5005 (kainų skirtumas yra apie 10-20%), tačiau 5005 gyvenimo ciklo kaina yra mažesnė .
• Proceso kaina: 5005 turi didžiausias išankstinio apdorojimo išlaidas (dėl magnio gydymo reikalavimų), o 3003 - geriausia bendra dangos sąnaudų našumas .
• Tendencija: Aplinkos apsaugos taisyklės skatina išpopuliarinti išankstinio gydymo technologijas be chromo, o 3003 mangano konvertavimo filmų technologija buvo masiškai pagaminta; 5005 žymiai padidėja akumuliatorių dėžutės padengimo naujose energetinėse transporto priemonėse paklausa .
5. optimizavimo pasiūlymai
1. lydinys 1100: pridėkite paviršiaus pasyvaus gydymo (pvz., Silano apdorojimo), kad kompensuotumėte nepakankamą stiprumą .
2. lydinio 3003: naudokite mikro-ARC oksidacijos technologiją, kad pagerintumėte dangos adheziją .
3. lydinio 5005: kurti išankstinio apdorojimo be chromo procesą, kad būtų laikomasi aplinkos apsaugos taisyklių .
6. Išvada
• Lydinys 1100: Puikus pigių, didelio korozijos atsparių scenarijų našumas, tačiau nepakankamas mechaninis stiprumas po dengimo ., tinkančių vidaus scenarijams, turinčioms mažų išlaidų ir didelių išvaizdos reikalavimų, tačiau reikia sustiprinti dengimo mechaninę apsaugą .}}}., tačiau mechaninę apsaugą nuo dangos reikia sustiprinti.
• Lydinis 3003: subalansuoja našumą ir kainą, stiprumą ir apdorojimą, ir yra tinkamas vidutinio apkrovos aplinkai . Tai yra „universalus pasirinkimas“ architektūrinėms ir bendroms pramoninėms dangoms .
• Lydinis 5005: Stiprinant magnio poveikį, jis tapo pirmuoju pasirinkimu atsparumui dideliam korozijai ir aukšto lygio scenarijams .. Jis yra nepakeičiamas aukštos klasės korozijos atsparumo lauke {., tačiau jį reikia aprūpinti aukštos kokybės padengimo procesais, kad būtų užtikrintas aukštos klasės korozijos atsparumas .}}}}}}}}}}}}.
Ateityje ekologiškos išankstinio apdorojimo technologijos ir kompozicinės dangos sistemos dar labiau pagerins šių trijų lydinių . dangos dangą Šaltiniai . Ši analizė sujungia medžiagų mokslo ir padengimo technologijos įvairius pirmąjį perspektyvą ir pateikia sistemingą lydinio parinkimo ir dengimo optimizavimą praktiniuose pritaikymuose ..