I. Causas de las líneas finas en la oxidación dura del 6061
Las líneas finas producidas durante el proceso de oxidación dura de la aleación de aluminio 6061 son el resultado del efecto combinado de múltiples factores.
(1) Respecto a la tensión de la película de óxido
1. Mecanismo de generación de tensión
Durante el proceso de oxidación dura, se genera una gran cantidad de calor y se libera gas. Por ejemplo, cuando la corriente pasa a través del electrolito, los iones en el electrolito reaccionan en la superficie del electrodo, y este proceso va acompañado de la liberación de calor. Para la aleación de aluminio 6061, durante el proceso de formación de una película de óxido en su superficie, debido a la reacción de oxidación continua, se generará una gran cantidad de tensión dentro de la capa de la película. La generación de este tipo de tensión es como inflar constantemente el interior de un recipiente cerrado. A medida que avanza la reacción, la tensión se acumula continuamente. Cuando se forma la película de óxido, su volumen se expandirá. Dado que la película de óxido está adherida al sustrato de aleación de aluminio 6061, cuando la película de óxido se expande, se verá restringida por el sustrato, generando así tensión dentro de la capa de la película. Si este tipo de tensión no se puede liberar eficazmente, hará que la película de óxido se deforme y, posteriormente, produzca líneas finas.
2. Relación entre la liberación de tensión y las líneas finas
Cuando la tensión excede la capacidad de carga de la propia película de óxido, la capa de la película liberará la tensión generando líneas finas. Al igual que una banda de goma tensa, si la tensión es demasiado grande, la banda de goma desarrollará pequeñas grietas para aliviar la tensión. En la película de óxido duro 6061, estas líneas finas son la manifestación de la liberación de tensión.
(2) Crecimiento desigual de la película de óxido
1. La influencia de los elementos de aleación
La distribución de los elementos de aleación en la aleación de aluminio 6061 puede ser desigual. Los principales elementos de aleación de la aleación de aluminio 6061 son el magnesio y el silicio, y también puede contener pequeñas cantidades de manganeso, cromo, cobre, zinc y otros elementos. La reactividad de estos elementos de aleación durante el proceso de oxidación puede variar. Por ejemplo, el silicio solo se oxida ligeramente durante el proceso de oxidación y existe en la aleación en forma de eutécticos, lo que puede conducir a una desigualdad significativa en el espesor del recubrimiento anódico. Cuando la película de óxido crece de manera desigual, las partes más gruesas y delgadas son propensas a las líneas finas bajo tensión.
2. Factores relacionados con el electrolito
La concentración, la temperatura y la fluidez del electrolito y otros factores afectarán la uniformidad del crecimiento de la película de óxido. Tomemos como ejemplo el electrolito de ácido sulfúrico. Si la concentración de ácido sulfúrico no es uniforme, la velocidad de reacción de oxidación en diferentes áreas de la superficie de la aleación de aluminio 6061 será diferente. En áreas de alta concentración, la velocidad de crecimiento de la película de óxido puede ser más rápida, mientras que en áreas de baja concentración, es más lenta. Esta diferencia en la velocidad de crecimiento puede conducir a una tensión desigual dentro de la película de óxido, generando así líneas finas. De manera similar, cuando la temperatura del electrolito no es uniforme, por ejemplo, si la temperatura local es demasiado alta o demasiado baja, también afectará la velocidad de crecimiento y la calidad de la película de óxido, promoviendo la formación de líneas finas. Además, si la fluidez del electrolito es deficiente, los gases generados durante la reacción no se pueden descargar a tiempo, lo que también interferirá con el crecimiento uniforme de la película de óxido y, posteriormente, causará líneas finas.
(3) Características del material base
1. El estado original del material
El estado original del material de aleación de aluminio 6061 antes de la oxidación dura afectará el resultado de la oxidación. Si hay tensiones internas en el material durante el procesamiento, por ejemplo, si se deforma después del trabajo en frío sin un tratamiento de recocido adecuado, estas tensiones internas se superpondrán a la tensión generada por la película de óxido durante el proceso de oxidación. Por ejemplo, en los perfiles de aleación de aluminio 6061 extruidos, si los parámetros del proceso de extrusión no son apropiados, puede haber una tensión residual considerable dentro de los perfiles. En el posterior proceso de oxidación dura, esta tensión superpuesta es más propensa a causar la formación de líneas finas en la película de óxido.
2. La pureza y la microestructura del material
La pureza del material también es crucial. Si la aleación de aluminio 6061 contiene impurezas, estas impurezas pueden afectar el crecimiento normal de la película de óxido durante el proceso de oxidación. Por ejemplo, las reacciones de oxidación alrededor de las partículas de impurezas pueden diferir de las del material base, lo que lleva a estructuras locales anormales de la película de óxido. Desde una perspectiva de microestructura, el tamaño y la orientación del grano de la aleación de aluminio 6061 también afectan el crecimiento de la película de óxido. La reactividad de las superficies con diferentes orientaciones de grano durante la oxidación puede variar, afectando así la uniformidad de la película de óxido y, posteriormente, causando líneas finas.
