Пассивация алюминия и алюминиевых сплавов

Если честно, до сих пор встречаю мастеров, которые путают пассивацию с анодированием — мол, раз поверхность не красим, зачем эти танцы с химией? А потом удивляются, почему резьбовые соединения на АД31 через полгода заедают, хоть и хранились в сухом цеху.

Что на самом деле происходит с поверхностью

Вот смотрите: взяли мы алюминиевый профиль после механички, допустим сплав АМг6. Кажется, гладкий, ровный. Но если под микроскопом — там оксидная пленка рваная, как старое покрывало. И именно в этих разрывах начинается коррозия, которую не всегда видно глазом.

Особенно критично для ответственных соединений. Помню случай с теплообменником — сборщики пожалели времени на пассивацию, просто обезжирили. Через три месяца в местах контакта с медными трубками пошли белесые подтеки. Пришлось менять весь узел.

Химики из Ляньсинь как-то показывали эксперимент: два образца АД33 погрузили в слабый солевой раствор. Обработанный хроматами — хоть бы что, а на просто обезжиренном через сутки уже точки коррозии. Причем визуально разницы до испытаний не заметишь.

Технологические нюансы при работе со сплавами

С литыми сплавами типа АК7ч — отдельная история. Там и пористость мешает, и включения кремния. Стандартные растворы для пассивации часто дают пятнистость. Пришлось с технологами с Lianxin-metal.ru подбирать концентрацию азотной кислоты в предтравлении — уменьшили с 15% до 8%, иначе перетравливал границы зерен.

А вот с алюминиево-медными сплавами серии Д1 вообще головная боль. Медь выходит на поверхность при травлении, создает гальванические пары. Здесь только хроматирование с контролем pH помогает, обычные бесхромовые методы не работают — проверено на трех разных составах.

Кстати, про бесхромовые методы. Пытались перейти на экологичные варианты на основе церия — для деталей пищевого оборудования. Но стабильность покрытия хуже, особенно при термоциклировании. Возможно, для внутренних деталей сгодится, но для наружных — пока не рискую рекомендовать.

Оборудование и режимы — где чаще всего ошибаются

Видел в цехах ванны из нержавейки для пассивации — это грубейшая ошибка. Ионы железа садятся на алюминий, убивая всю защиту. Только полипропилен или ПВХ, причем с отдельными секциями под каждый этап.

Температурный контроль — еще один больной вопрос. Если раствор нагрелся выше 40°C, процесс ускоряется, но пленка получается рыхлая. Как-то летом в некондиционируемом цеху получили партию с матовым налетом вместо прозрачной пленки. Пришлось снимать щелочью и переделывать.

Время выдержки многие определяют 'на глазок'. Но для сплава АМцС в состоянии наклепа и отожженного АД1 разница может быть до 40 секунд при одинаковой толщине. Мы сейчас для каждого сплава завели технологические карты, сверяемся с катодной плотностью.

Контроль качества — не только визуальный

Самый простой тест — капля дистиллированной воды. На качественно пассивированной поверхности держит форму шара минутами, на браке — сразу расплывается. Но это только первичный отсев.

Для ответственных деталей типа авиационных кронштейнов обязательно делаем испытание в солевой камере. По ГОСТ 9.302, но с поправкой — наши технологи из Ляньсинь добавили циклы 'сухость-влажность' для ускоренной оценки.

Микроскопия тоже нужна — бывает, визуально все идеально, а при 200-кратном увеличении видно микротрещины. Особенно после механической обработки, когда остаются напряжения в поверхностном слое.

Совместимость с последующими операциями

Часто забывают, что пассивация — не финишная операция. Если дальше наносится краска или клей — нужна определенная шероховатость пленки. При слишком гладкой поверхности адгезия падает.

С гальваническими парами — отдельная тема. Например, при контакте с медными шинами даже пассивированный алюминий может корродировать. Приходится добавлять прокладки или использовать переходные покрытия. В каталоге ООО 'Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии' есть медно-алюминиевые композитные материалы — иногда проще сразу их применять, чем бороться с коррозией.

А вот перед сваркой пассивацию лучше не делать — остатки солей в шве дают поры. Правильнее: механическая обработка → сварка → местное травление → пассивация всего узла.

Практические наблюдения по разным маркам

С АД31 проблем меньше всего — стабильно пассивируется даже при отклонениях в режиме. А вот высокопрочные сплавы типа В95 капризны — там и цинк мешает, и магний. Требует особых пассивирующих составов с добавками молибдатов.

Листовые сплавы АМг2НР после глубокой вытяжки — обрабатывать нужно сразу, иначе наклеп успевает 'состариться'. Проверяли: если прошло больше 6 часов — качество покрытия падает на 20-30%.

Интересный случай был с перфорированными панелями из АД35 — после лазерной резки по кромкам оставался оплавленный слой. Стандартная пассивация его не брала, пришлось разрабатывать двухстадийный процесс с промежуточным электрохимическим полированием.

Экономика процесса — о чем молчат поставщики

Многие гонятся за дорогими импортными составами, а по факту наши отечественные аналоги часто стабильнее работают. Особенно при перепадах температуры в цеху — европейские рассчитаны на идеальные условия.

Регенерация растворов — отдельная статья экономии. Если вовремя удалять продукты реакции и доливать концентрат, один раствор может работать до 12 циклов вместо стандартных 7-8. Мы на lianxin-metal.ru считали — экономия до 30% на химикатах.

И да — не стоит экономить на промывках. Сэкономил на дистиллированной воде — получил пятна на ответственных поверхностях. Проверено горьким опытом при сдаче партии для медицинского оборудования.

Перспективы и альтернативы

Сейчас пробуем плазменное оксидирование вместо химической пассивации для мелких деталей сложной формы. Результаты обнадеживают, но пока дорого для серийного производства.

Из новых методов — обработка в растворах с наночастицами оксида церия. Дает интересные результаты по термостойкости, но технология еще 'сырая'. Возможно, через пару лет будет рабочий вариант.

А пока классическая пассивация алюминиевых сплавов хроматами остается самым надежным способом. Главное — понимать физику процесса и не нарушать технологию в угоду скорости. Как говорится, семь раз отмерь — один раз пассивируй.