알루미늄 합금은 우수한 내식성을 제공하지만 모든 사용 조건에서 부식을 무시할 수 있다는 의미는 아닙니다. CNC 가공 구조 부품의 경우 부식이 재료 전체에 걸쳐 균일하게 발생하는 경우는 드뭅니다. 대신, 일반적으로 작동 환경, 부품 형상 및 연결 방법의 복합적인 영향에 의해 국지적으로 발생합니다.
이 문서에서는 알루미늄 부품이 실제 응용 분야에서 발생할 수 있는 부식 위험을 간략하게 설명하고 적절한 엔지니어링 결정을 통해 이러한 위험을 관리할 수 있는 방법을 설명합니다.
알루미늄 녹 및 알루미늄 부식
재료 과학 측면에서 알루미늄은 탄소강처럼 '붉은 녹'(산화철)을 발생시키지는 않지만, 산화와 부식을 겪습니다.
'녹'이라는 용어는 특히 철과 강철에 형성된 산화철을 의미합니다. 알루미늄 합금에는 철이 포함되어 있지 않기 때문입니다, 적갈색 녹이 발생하지 않습니다.
천연 보호 필름
알루미늄은 공기와 접촉하면 급속하게 고밀도 알루미늄 산화물 층 . 육안으로는 표면이 약간 칙칙해지거나 회색으로 변하는 것처럼 보입니다. 대부분의 실내 애플리케이션에서 이 레이어는 자연스러운 보호막 역할을 하며, 표면 광택을 감소시키지만 내부 금속 및 하중 지지력은 크게 영향을 받지 않습니다.
구조적 무결성 문제
일반적인 산업 환경에서 알루미늄은 탄소강에서 흔히 발생하는 대규모 스케일링, 박리 또는 "녹이 스며드는" 현상이 거의 발생하지 않습니다. 진짜 문제는 다음과 같습니다. 국부적으로 심한 부식 염분이 많은 환경, 틈새에 고인 물 또는 이종 금속과의 접촉으로 인해 발생하며, 이는 구조적 무결성에 영향을 미치는 주요 요인입니다.
알루미늄 부식의 유형
일반적인 부식 유형을 이해하는 것이 효과적인 보호 계획의 기초입니다. 알루미늄은 '녹슬지'는 않지만 환경적 요인으로 인해 부식되며, 일반적으로 다음과 같은 문제를 일으킵니다. 흰색 또는 회백색 분말 및 산화물 필름.
균일한 산화
이것은 정상적인 대기 조건에서 가장 흔한 표면 변화입니다. 이는 본질적으로 천연 산화막이 두꺼워지는 현상이며 일반적으로 구조적 강도에 미치는 영향은 최소화하면서 미관에만 영향을 미칩니다.
- 모양: 표면이 밝은 은색에서 칙칙한 회색 또는 무광택(흐림).
- 주요 원인: 표준 대기 조건에 장기간 노출.
- 권장 사항: 주로 미적인 문제입니다. 사용 아노다이징, 폴리싱 또는 브러싱 보다 안정적이고 매력적인 마무리를 위해.
피트 부식
피팅은 국부적 부식 염화물이 풍부한 환경에서 알루미늄의 가장 일반적인 고장 모드입니다. 일단 시작되면 작지만 깊은 공동을 형성하여 피로 수명과 밀봉 성능을 위협합니다.
- 모양: 현지화 흰색 분말일단 지워지면 작은 피트 가 표시됩니다.
- 주요 원인: 고농도의 염화물 이온 (예: 해안가 염수 분무, 제빙 염, 염소 소독제).
- 권장 사항: 사용 5xxx 시리즈 더 나은 저항을 위한 합금; 높은 두께 적용 아노다이징 또는 파우더 코팅/페인팅 를 사용하여 완전한 장벽을 만들 수 있습니다.
갈바닉 부식
알루미늄이 습한 환경에서 스테인리스 스틸이나 구리와 같은 더 귀한 금속과 접촉하면 알루미늄은 양극을 우선적으로 용해시킵니다. . 이 부식은 매우 파괴적이며 연결 지점 주변에 집중되어 있습니다.
- 모양: 강렬한 부식은 이종 금속과의 접촉점.
- 주요 원인: 알루미늄과 스테인리스 스틸/탄소강 사이의 연결부 습하거나 전해질 환경.
- 권장 사항: 사용 절연 와셔, 부싱 또는 부식 방지 실란트 를 사용하여 금속을 분리하고, 염분 분무가 심한 곳에서는 금속 접촉 표면이 노출되지 않도록 하세요.
입계 부식
이는 다음에서 발생합니다. 곡물 경계 을 제거합니다. 표면은 거의 변화가 없을 수 있지만 내부 구조는 "나무가 썩는 것"과 유사하게 강도가 떨어집니다. 이는 고강도 부품의 주요 안전 위험 요소입니다.
- 모양: 표면은 손상되지 않은 것처럼 보이지만 부하가 걸리면 갑자기 깨지기 쉬운 장애가 발생하거나 미세한 네트워크 균열이 나타납니다.
- 주요 원인: 부적절 열처리를 함유하고 있어 곡물 경계에서 화학 성분이 고르지 않게 됩니다( 2xxx 및 7xxx 시리즈).
- 권장 사항: 엄격한 통제 열처리 프로세스 (예: T6 상태) 및 엄격한 자재 품질 관리가 가능한 공급업체를 선택합니다.
응력 부식 균열(SCC)
이는 다음과 같은 복합적인 작용의 결과입니다. 인장 응력 및 부식성 환경. 이는 종종 경고 없이 갑작스러운 균열로 이어지기 때문에 구조 부품에 가장 위험한 고장 모드입니다.
- 모양: 부품이 항복 강도보다 훨씬 낮은 하중에서 갑자기 파손됩니다.
- 주요 원인: 대형 잔류 처리 스트레스 (공격적인 CNC 황삭 또는 클램핑 변형으로 인한) 습기와 결합하여 발생합니다.
- 권장 사항: 수행 스트레스 완화 어닐링 고강도 알루미늄 가공 후 설계에서 응력 집중 지점을 줄입니다(예: R-필렛 증가).
틈새 부식 및 언더 필름 부식
이는 물과 부식성 매체가 다음에 갇혀 있을 때 발생합니다. 정체된 영역 (랩 조인트 또는 개스킷 가장자리 등)에 닿으면 국부적인 pH가 급격히 악화됩니다.
- 모양: 누적 백색 부식 제품 틈새 내부; 코팅이 물집이 생기거나 벗겨짐.
- 주요 원인: 고인 물 사각지대 설계.
- 권장 사항: 정체된 디자인을 피하고 배수 홈 또는 구멍사용 적절한 모따기 를 사용하여 균일한 코팅 범위를 보장합니다.
알루미늄 부식을 방지하는 방법?
부식 방지 전략은 초기 설계 단계부터 최종 가공 단계까지 통합되어야 합니다.
재료 선택 전략
합금 구성은 알루미늄이 부식성 환경에서 작동하는 방식에 직접적인 영향을 미칩니다. CNC 가공 구조 부품의 경우, 재료 선택은 기계적 요구 사항과 장기 노출 조건을 모두 고려해야 합니다.
실제 기계 가공 분야에서 부식 성능은 크게 다음과 같이 이해할 수 있습니다:
- 5xxx 시리즈(Al-Mg 합금)
5052 및 5083과 같은 합금은 염수 분무 및 습한 환경에 대한 저항성이 뛰어납니다. 일반적으로 내식성이 우선시되는 해양, 실외 및 화학 관련 애플리케이션에 선택됩니다. - 6xxx 시리즈(Al-Mg-Si 합금)
6061과 6082는 강도, 내식성, 가공성이 균형 있게 조합되어 있습니다. 따라서 CNC 가공 구조 부품에 가장 널리 사용되는 알루미늄 합금입니다. - 7xxx 시리즈(Al-Zn-Mg-Cu 합금)
7075와 같은 고강도 합금은 환경 부식 및 응력 부식 균열에 더 민감합니다. 구조 부품에 사용되는 경우 엄격한 응력 제어와 견고한 표면 보호가 필요합니다.
서비스 환경에 맞는 합금을 선택하면 공격적인 표면 처리에 대한 의존도가 줄어들고 장기적인 신뢰성이 향상됩니다.
2. 구조 설계 전략
핵심 목표는 부식성 매체가 모일 수 있는 영역을 제거하고 전기 화학 반응 지점을 방지하는 것입니다.
- 배수 설계: 고인 데드존을 피하고 틈새 부식을 방지하기 위해 배수구를 포함하세요.
- 프로필 최적화: 모따기 또는 반경을 사용하여 표면 처리(페인트 등)가 모든 가장자리를 균일하게 덮도록 합니다.
- 이종 금속 격리: 절연 개스킷이나 실란트를 사용하여 갈바닉 부식을 완전히 제거하세요.
3. 일반적인 표면 처리 방법
소재와 디자인이 확정되면 표면 처리는 환경에 대한 추가적인 보호막을 제공하는 마지막 단계입니다.
| 방법 | 목적 및 기능 | 최상의 대상 |
| 아노다이징 | 산화물 층을 두껍게 하고 저항력과 마모를 개선하며 다양한 색상으로 제공됩니다. | 대부분의 실내 및 가벼운 실외 부품 |
| 하드 아노다이징 | 훨씬 더 두꺼운 층으로 내마모성이 매우 높습니다. | 마모성 및 열악한 환경의 부품 |
| 파우더 / 페인트 | 유기 장벽 코팅을 생성합니다. | 대형 하우징, 실외 구조물 |
| 화학 필름 | 전처리로 자주 사용되며 약간의 전도성을 제공합니다. | 접지가 필요한 전자 제품 및 부품 |
결론
알루미늄 부식은 본질적으로 지역화된 장애 "녹이 슬지 않을까"라는 단순한 문제가 아니라 특정 환경 및 설계 조건에서 발생하는 문제입니다.
재료 선택, 배수 설계, 이종 금속 격리 및 표면 처리를 초기 단계에서 함께 계획하면 알루미늄 합금은 열악한 조건에서도 장기적으로 안정적으로 작동할 수 있습니다.
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자주 묻는 질문
1. 알루미늄이 젖으면 녹이 슬나요?
답변: 알루미늄은 붉은 녹이 발생하지 않습니다. 알루미늄은 물 및 산소와 빠르게 반응하여 고밀도 보호 알루미늄 산화물 필름. 일상적인 담수 환경에서 이 필름은 내부 금속을 효과적으로 보호합니다.
2. 알루미늄은 실외에서 부식되나요?
답변: 산화되어 칙칙해집니다. 해안과 같이 염분이 많이 분사되는 지역이나 물이 고여 있는 지역에서는 사용하지 마세요, 피팅 가 발생하여 미관 및 구조적 강도에 영향을 미칠 수 있습니다.
3. 알루미늄이 부식되는 데 얼마나 걸리나요?
답변: 알루미늄은 다음에서 천연 보호 산화물 층을 형성합니다. 초. 실내에서는 수십 년 동안 지속될 수 있지만, 염분이 높은 환경에서는 보호 장치가 없으면 몇 주 안에 눈에 띄는 부식이 나타날 수 있습니다.
4. 알루미늄이 녹슬나요?
답변: 노출된 알루미늄은 산화됩니다. 하지만 이 산화는 유익한 금속의 자연 보호막을 형성하기 때문입니다. 유해한 부식은 노출된 알루미늄이 다음에 노출될 때만 발생합니다. 가혹한 미디어 (염화물 이온이나 강알칼리 등) 또는 서로 다른 금속과 접촉합니다.
