เหตุใดอลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 7 จึงเกิดการออกซิไดซ์ได้ยาก?

โลหะผสมอลูมิเนียม 7075 เป็นโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7 ที่มีปริมาณสังกะสีสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การทหาร และการผลิตระดับไฮเอนด์ เนื่องจากมีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมและมีน้ำหนักเบา อย่างไรก็ตาม มีความท้าทายบางประการเมื่อทำการปรับสภาพพื้นผิว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำการชุบอโนไดซ์เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนและความแข็งของพื้นผิว

การชุบอโนไดซ์เป็นกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่ใช้ในการสร้างฟิล์มออกไซด์ของอะลูมิเนียมบนพื้นผิวโลหะเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ ความทนทานต่อการกัดกร่อน และความสวยงาม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโลหะผสมอะลูมิเนียม 7075 มีปริมาณสังกะสีสูง และลักษณะองค์ประกอบของโลหะผสม Al-Zn-Mg จึงมักเกิดปัญหาบางประการระหว่างการชุบอโนไดซ์:

1. สีไม่สม่ำเสมอ:ธาตุสังกะสีมีผลกระทบต่อปฏิกิริยาออกซิเดชันมากกว่า ซึ่งอาจนำไปสู่ขอบสีขาว จุดดำ และสีไม่สม่ำเสมอบนชิ้นงานหลังจากการออกซิเดชัน ปัญหาเหล่านี้เห็นได้ชัดโดยเฉพาะเมื่อพยายามออกซิไดซ์ชิ้นงานให้มีสีสันสดใส (เช่น สีแดง สีส้ม เป็นต้น) เนื่องจากความเสถียรของสีเหล่านี้ค่อนข้างต่ำ

2. การยึดเกาะของฟิล์มออกไซด์ไม่เพียงพอ:เมื่อใช้กระบวนการชุบอะโนไดซ์ด้วยกรดซัลฟิวริกแบบดั้งเดิมในการบำบัดโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7 เนื่องจากการกระจายและการแยกตัวของส่วนประกอบโลหะผสมอลูมิเนียมที่ไม่สม่ำเสมอ ขนาดของรูพรุนขนาดเล็กบนพื้นผิวของฟิล์มออกไซด์จะแตกต่างกันอย่างมากหลังจากการชุบอะโนไดซ์ ส่งผลให้คุณภาพและการยึดเกาะของฟิล์มออกไซด์แตกต่างกันในแต่ละตำแหน่ง และฟิล์มออกไซด์ในบางตำแหน่งมีการยึดเกาะที่อ่อนแอและอาจหลุดลอกออกได้

เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ จำเป็นต้องใช้กระบวนการอโนไดซ์พิเศษหรือปรับปรุงกระบวนการที่มีอยู่ เช่น การปรับองค์ประกอบ อุณหภูมิ และความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพและประสิทธิภาพของฟิล์มออกไซด์ ตัวอย่างเช่น ค่า pH ของอิเล็กโทรไลต์จะส่งผลต่ออัตราการเจริญเติบโตและโครงสร้างรูพรุนของฟิล์มออกไซด์ ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเกี่ยวข้องโดยตรงกับความหนาและความแข็งของฟิล์มออกไซด์ ด้วยการควบคุมพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างแม่นยำ จึงสามารถปรับแต่งฟิล์มอลูมิเนียมอโนไดซ์ที่ตรงตามความต้องการเฉพาะได้

จากการทดลองพบว่าหลังจากชุบอโนไดซ์โลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7 แล้ว จะได้ฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนา 30um-50um ฟิล์มออกไซด์นี้ไม่เพียงแต่ปกป้องพื้นผิวโลหะผสมอลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งานเท่านั้น แต่ยังตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพเฉพาะโดยการปรับพารามิเตอร์กระบวนการอีกด้วย พื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมหลังชุบอโนไดซ์ยังสามารถย้อมสีเพื่อดูดซับเม็ดสีอินทรีย์หรืออนินทรีย์ เพื่อให้โลหะผสมอลูมิเนียมมีสีสันที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการด้านสุนทรียศาสตร์ที่แตกต่างกัน

โดยสรุปการชุบอโนไดซ์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพของโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7 โดยการปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการ ก็สามารถเตรียมฟิล์มป้องกันที่ตรงตามข้อกำหนดด้านความแข็งและความหนาที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งช่วยขยายขอบเขตการใช้งานของโลหะผสมอลูมิเนียมได้อย่างมาก