เหตุใดอลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 7 จึงเกิดการออกซิไดซ์ได้ยาก?

อะลูมิเนียมอัลลอยด์ 7075 เป็นอะลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 7 ที่มีปริมาณสังกะสีสูง นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การทหาร และอุตสาหกรรมการผลิตระดับไฮเอนด์ เนื่องจากมีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมและมีน้ำหนักเบา อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงพื้นผิวยังมีความท้าทายอยู่บ้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำการชุบอะโนไดซ์เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนและความแข็งของพื้นผิว

การอโนไดซ์เป็นกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่สามารถสร้างฟิล์มอะลูมิเนียมออกไซด์บนพื้นผิวโลหะเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อน และความสวยงาม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโลหะผสมอะลูมิเนียม 7075 มีปริมาณสังกะสีสูง และลักษณะองค์ประกอบของโลหะผสม Al-Zn-Mg จึงมักเกิดปัญหาบางประการระหว่างการอโนไดซ์:

1. สีไม่สม่ำเสมอ:ธาตุสังกะสีมีผลกระทบต่อปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างมาก ซึ่งอาจนำไปสู่ขอบขาว จุดดำ และสีไม่สม่ำเสมอบนชิ้นงานหลังการออกซิเดชัน ปัญหาเหล่านี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษเมื่อพยายามออกซิไดซ์ชิ้นงานให้มีสีสันสดใส (เช่น สีแดง สีส้ม เป็นต้น) เนื่องจากความเสถียรของสีเหล่านี้ค่อนข้างต่ำ

2. การยึดเกาะของฟิล์มออกไซด์ไม่เพียงพอ:เมื่อนำกระบวนการอะโนไดซ์ด้วยกรดซัลฟิวริกแบบดั้งเดิมมาใช้ในการชุบโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7 เนื่องจากการกระจายและการแยกตัวของชิ้นส่วนโลหะผสมอลูมิเนียมที่ไม่สม่ำเสมอ ขนาดของรูพรุนขนาดเล็กบนพื้นผิวของฟิล์มออกไซด์จะแตกต่างกันอย่างมากหลังจากการอะโนไดซ์ ส่งผลให้คุณภาพและการยึดเกาะของฟิล์มออกไซด์แตกต่างกันในแต่ละตำแหน่ง และฟิล์มออกไซด์ในบางตำแหน่งอาจมีการยึดเกาะที่อ่อนแอและอาจหลุดลอกได้

เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ จำเป็นต้องใช้กระบวนการอะโนไดซ์แบบพิเศษหรือปรับปรุงกระบวนการเดิมที่มีอยู่ เช่น การปรับองค์ประกอบ อุณหภูมิ และความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพและประสิทธิภาพของฟิล์มออกไซด์ ยกตัวอย่างเช่น ค่า pH ของอิเล็กโทรไลต์จะส่งผลต่ออัตราการเติบโตและโครงสร้างรูพรุนของฟิล์มออกไซด์ ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสัมพันธ์โดยตรงกับความหนาและความแข็งของฟิล์มออกไซด์ ด้วยการควบคุมพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างแม่นยำ จึงสามารถปรับแต่งฟิล์มอะลูมิเนียมอะโนไดซ์ที่ตรงตามความต้องการเฉพาะได้

จากการทดลองแสดงให้เห็นว่าหลังจากการชุบอโนไดซ์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 7 จะสามารถผลิตฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนา 30-50 ไมโครเมตรได้ ฟิล์มออกไซด์นี้ไม่เพียงแต่ช่วยปกป้องพื้นผิวอะลูมิเนียมอัลลอยด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งานเท่านั้น แต่ยังสามารถตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพเฉพาะได้โดยการปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการ พื้นผิวของอะลูมิเนียมอัลลอยด์หลังการชุบอโนไดซ์ยังสามารถย้อมสีเพื่อดูดซับรงควัตถุอินทรีย์หรืออนินทรีย์ เพื่อให้ได้สีสันที่เข้มข้นของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ เพื่อตอบสนองความต้องการด้านสุนทรียศาสตร์ที่หลากหลาย

โดยสรุปการอโนไดซ์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพของโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7 ด้วยการปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการ จะสามารถผลิตฟิล์มป้องกันที่ตรงตามข้อกำหนดด้านความแข็งและความหนาเฉพาะ ซึ่งช่วยขยายขอบเขตการใช้งานของโลหะผสมอลูมิเนียมได้อย่างมาก