Китай защита алюминиевых сплавов

Когда говорят про защиту алюминиевых сплавов, многие сразу думают про анодирование или краску. Но в литье, особенно тонкостенном, всё начинается гораздо раньше — с того, как сплав ведёт себя в форме, и как его структура потом противостоит коррозии. Частая ошибка — гнаться за максимальной твёрдостью, забывая про внутренние напряжения и микропористость, которые потом сводят на нет любое, даже самое дорогое покрытие.

От сплава до детали: где кроются риски

Мы в ООО Чэнду Йехуа наука и техника сантай филиал предприятия с 2005 года работаем с вакуумным литьём по гипсовым формам. Основной продукт — тонкостенные детали для авиакосмической и высокоточной промышленности. И здесь защита — это не этап в конце цеха, а процесс, который начинается с выбора шихты. Допустим, берём стандартный А356. Казалось бы, проверенный сплав. Но если в нём превышена доля железа, даже в пределах ГОСТ, при тонких стенках могут выпадать интерметаллиды. Они создают гальванические пары, и коррозия начинается изнутри, под любым защитным слоем. Об этом редко пишут в учебниках, но на практике сталкиваешься постоянно.

Вакуумное литьё само по себе даёт хорошую плотность, но без правильного модифицирования и грамотного термоцикла защитные свойства сплава не раскрыть. Была история с партией корпусов для датчиков. Механические характеристики были в норме, солевой тест прошли. А в полевых условиях, в условиях перепадов температуры и конденсата, через полгода пошли очаги межкристаллитной коррозии. Разбирались долго. Оказалось, проблема в скорости затвердевания в критическом сечении — структура получилась неоднородной, с обеднёнными легирующими элементами зонами. Покрытие было целым, а сплав под ним — нет.

Поэтому наша позиция, которую мы отражаем и на сайте https://www.cdyhkj.ru, — комплексный подход. Не просто делаем отливку и отдаём на анодирование, а проектируем процесс литья так, чтобы получить изначально стойкую структуру металла. Иногда это значит использовать не самый популярный сплав, например, с добавкой стронция для модификации эвтектического кремния, что улучшает не только механику, но и коррозионную стойкость.

Гипсовая форма: неочевидный фактор защиты

Многие недооценивают влияние самой формы. Гипс — материал гигроскопичный. Если не выдержать режим сушки и прокалки формы до заливки, остаточная влага вступает в реакцию с расплавом. Водород, пары — всё это приводит к газовой пористости. Эти поры становятся концентраторами напряжения и скрытыми очагами для начала коррозии. Защитить такую деталь потом практически невозможно — дефект внутри.

Приходилось экспериментировать с различными связующими для гипса. Цель — снизить порообразование до минимума. Не все эксперименты были удачными. Один состав, например, давал великолепную поверхность отливки, но содержал хлориды. После термообработки на поверхности детали появлялся едва заметный белый налёт — соли. И они буквально 'въедались' в поверхностный слой, сводя на нет адгезию любого защитного покрытия в будущем. Пришлось отказаться, хотя по точности размеров форма была лучшей.

Сейчас мы пришли к строгому контролю не только температуры сплава, но и температуры формы перед заливкой, и, что критично, влажности в цехе в день изготовления этих самых форм. Это рутинная, негламурная работа, но она влияет на конечную стойкость детали больше, чем бренд химикатов для последующей обработки.

Термообработка: где можно всё испортить

Закалка и старение для алюминиевых сплавов — это палка о двух концах. Да, мы получаем нужную твёрдость. Но если режим подобран неправильно, можно спровоцировать именно те проблемы, от которых пытаемся защититься. Пережог — это очевидно. А вот неравномерный нагрев — менее очевидная вещь. В печи с плохой циркуляцией воздуха разные участки крупной кассеты нагреваются по-разному.

В итоге получаем разную степень распада твёрдого раствора по сечению детали. Это значит разный электрохимический потенциал в разных зонах одной детали. В агрессивной среде такая деталь быстро превращается в гальванический элемент и корродирует избирательно, пятнами. Мы наступили на эти грабли, делая крупногабаритные теплообменные пластины. После нанесения конверсионного покрытия и покраски в полевых условиях через год появились локальные вздутия. Вскрыли — под ними язвенная коррозия именно в зонах с неоднородной микроструктурой.

Вывод — термообработку для ответственных деталей нужно вести с точным контролем не только температуры, но и скорости нагрева/охлаждения в каждой точке изделия. Иногда это означает разработку специальных подвесок или кассет, чтобы обеспечить равномерный доступ среды. Это удорожает процесс, но альтернатива — гарантированный отказ.

Финишная обработка: логичное завершение цикла

И только когда все предыдущие этапы пройдены правильно, имеет смысл говорить о финишных защитных покрытиях. Анодирование, хроматирование, нанесение полимерных покрытий. Здесь тоже полно нюансов, связанных именно с литыми деталями. Поверхность литья, даже качественного, отличается от поверхности проката или поковки. Она может иметь микролитейную шероховатость, закрытые поры.

Если перед анодированием плохо провести травление и активацию, оксидный слой ляжет неравномерно. Он может быть красивым и толстым на вид, но с микротрещинами у основания пор. Такое покрытие не защищает, а маскирует проблему на время. Мы сотрудничаем с технологами по покрытиям, передаём им полные данные о сплаве и режиме термообработки, чтобы они могли подобрать корректные параметры электрохимических процессов. Это диалог, а не просто передача детали 'на сторону'.

Для некоторых изделий мы вообще отказались от классического анодирования в пользу нанесения прозрачных лаков или пассивации. Например, для деталей со сложной внутренней геометрией, куда сложно обеспечить доступ электролита для построения равномерного оксидного слоя. Лучше иметь контролируемую и стабильную пассивную плёнку, чем красивый, но ненадёжный толстый слой.

Контроль: итоговая сборка пазла

Вся наша философия сводится к тотальному контролю на каждом этапе. От химии сплава на входе до упаковки готовой детали. Потому что защита может быть нарушена чем угодно: остатками моющего средства в труднодоступной полости, неправильной маркировкой краской, которая содержит агрессивные к алюминию компоненты, даже контактом с неподходящим материалом упаковки при хранении.

Мы внедрили практику выборочного микрошлифования и металлографического анализа не только для ОТК, но и для партий, идущих на длительные испытания. Смотрим именно на структуру у поверхности и в толще. Это даёт обратную связь и позволяет корректировать процесс. Часто именно так находили корень проблем, которые проявлялись лишь через месяцы эксплуатации.

Работа с защитой алюминиевых сплавов в литье — это не про одно решение. Это про цепочку решений, где слабое звено сводит на нет все усилия. Опыт ООО Чэнду Йехуа за эти годы — это по большей части опыт исправления таких слабых звеньев, часто найденных дорогой ценой. Поэтому сейчас, когда к нам приходят с запросом 'сделать стойкую к коррозии деталь', разговор начинается не с цены и сроков, а с вопроса: 'А в каких условиях и как долго она должна работать?'. Только поняв это, можно выстроить тот самый комплексный процесс, где китайская защита алюминиевого сплава будет не просто словом в техзадании, а реальным, гарантированным свойством готового изделия.