Les alliages en aluminium sont largement utilisés dans la construction, les automobiles, l'aérospatiale, l'électronique et les emballages en raison de leur revêtement léger, de leur processus de corrosion et de leurs excellentes performances de traitement . est le processus central pour améliorer les propriétés de surface des alliages en aluminium (tels que la résistance à la corrosion, la résistance à l'usure et le décorations) . les différences de composition de la résistance différents de leur coagulation directement). Performance . Cet article se concentre sur trois alliages d'alliages couramment utilisés 1100, 3003 et 5005 pour une analyse comparative systématique, des propriétés des matériaux à la performance du revêtement des performances de revêtement, couvrant leurs propriétés de matériau, les exigences de prétraitement de surface, l'adhésion du revêtement, la résistance à la corrosion, les scénarios d'application et les suggestions d'optimisation .}
1. Comparaison des propriétés de base en alliage et de la pertinence de revêtement
1) ALLIAG 1100 (Pure Aluminium Series)
Composition et caractéristiques: pureté de plus de 99% (contenu en aluminium supérieur ou égal à 99 . 0%), contenant Trace Iron (0 . 95%) et le silicium (0,95%). Il s'agit d'un alliage renforcé non traité à la chaleur avec une résistance à la traction d'environ 90 MPa, une ductilité élevée, une faible résistance, une excellente conductivité électrique / thermique et une réflectivité.
- Caractéristiques: aluminium de haute pureté, excellente conductivité électrique et thermique, faible résistance (résistance à la traction d'environ 90 MPa), excellente résistance à la corrosion, traitement facile (dessin profond, flexion) .
- Applications typiques: emballage alimentaire, conteneurs chimiques, pièces décoratives, murs de rideau de construction .
• Adéquation du revêtement:
o Avantages: film d'oxyde de surface uniforme, prétraitement chimique facile (tel que phosphating, chromisant), adapté aux processus d'anodisation et de pulvérisation . Sa haute pureté réduit l'interférence des impuretés sur l'adhésion du revêtement .
o Inconvénients: faible résistance mécanique (résistance à la traction est d'environ 90 MPa), une déformation facile pendant le traitement, ce qui peut provoquer la fissuration du revêtement; Une réflectivité élevée nécessite un traitement mat spécial pour améliorer l'uniformité du revêtement .
2) ALLIAG 3003 (séries en aluminium-manganèse)
Composition et caractéristiques: alliage en aluminium-manmange, contenant 1.0-1.5% manganèse, 0 . 7% de fer, et 0 . 6% de silicium. Après avoir ajouté du manganèse, la résistance est augmentée d'environ 20% par rapport à 1100 (résistance à la traction 110-130 MPA), la résistance à la corrosion est significativement améliorée et les performances de soudage sont excellentes.
- Caractéristiques: résistance moyenne (résistance à la traction d'environ 110-130 MPA), la résistance à la corrosion est meilleure que l'aluminium pur (particulièrement résistant aux environnements humides), et la soudabilité est bonne .
- Applications typiques: panneaux de toit, réservoirs de carburant automobile, ustensiles de cuisine, murs de rideau de construction .
• Adéquation du revêtement:
o Avantages: Les particules de phase al-MN formées par les éléments de manganèse améliorent la dureté de surface et réduisent le besoin de broyage mécanique avant la peinture; Convient pour les environnements extérieurs (tels que la construction de murs de rideau), le revêtement a une excellente résistance aux intempéries .
o Inconvénients: le manganèse peut provoquer la différence de couleur anodisante et les paramètres électrolytiques doivent être contrôlés; Les zones de soudage nécessitent une réparation de revêtement supplémentaire pour éviter la corrosion .
3) ALLIAG 5005 (série en aluminium-magnésium)
Composition et caractéristiques: alliage d'aluminium-magnésium, contenant 0.5-1.1% de magnésium, 0 . 2% de manganèse, et 0 . 3% de silicium. Après avoir contenu du magnésium, la résistance est encore améliorée (résistance à la traction 140-180 MPA), avec résistance et transformation de la corrosion, et est souvent utilisée dans les navires et les véhicules.
- Caractéristiques: haute résistance (résistance à la traction d'environ 140-180 MPA), une excellente résistance à la corrosion (en particulier la résistance à l'environnement de pulvérisation saline) et de bonnes performances d'anodisation .
- Applications typiques: composants du navire, extérieurs de construction, boîtiers électroniques .
• Adaptabilité du revêtement:
o Avantages: le magnésium favorise la formation d'un film d'oxyde dense, a une résistance à la corrosion de pulvérisation saline exceptionnelle et convient au revêtement dans l'environnement marin; Une forte formes est adaptée au processus de pulvérisation de surface incurvé complexe .
o Inconvénients: une teneur en magnésium trop élevée (comme 5052) peut provoquer une corrosion intergranulaire, nécessitant un traitement de passivation de surface strict; Coefficient d'extension thermique élevé, le revêtement doit être élastique pour faire face à la déformation de la différence de température .
2. Comparaison des indicateurs de base des performances de revêtement
Les performances du revêtement dépendent des facteurs fondamentaux suivants:
1) Caractéristiques de la couche d'oxyde de surface: uniformité et densité de la couche d'oxyde d'aluminium naturel (al₂o₃) .
2) Processus de prétraitement: Effet du traitement du dégraissement et de la conversion chimique (tels que la chromisation, le phosphation, le traitement sans chrome) .
3) Adhésion du revêtement: liaison chimique entre le revêtement et le substrat .
4) Résistance à la corrosion environnementale: résistance au spray salin, à l'humidité et à la chaleur, et le vieillissement des UV après revêtement .
1) Complexité du processus de prétraitement
• 1100: Dégagement + lavage alcalin + conversion chimique (comme le traitement du chromate) est nécessaire . Le processus est simple, mais l'épaisseur du film d'oxyde doit être contrôlée pour empêcher une épaisseur excessive de provoquer une réduction de l'adhésion du revêtement .
• 3003: le manganèse peut réduire le temps de lavage alcalin, mais le lavage d'acide est nécessaire pour éliminer les composés al-Mn séparés à la surface, sinon les trous d'épingle en revêtement sont facilement générés .
• 5005: La présence de magnésium nécessite l'utilisation d'un agent passivant sans fluor pour éviter le noircissement de la surface . Le coût de prétraitement est d'environ 15% plus élevé que les deux précédents .
2) Adhésion et durabilité du revêtement
• 1100: le film anodisé a la meilleure résistance de liaison (jusqu'à 25 MPa ou plus), mais la résistance aux rayures après la pulvérisation est mauvaise, et elle convient aux panneaux décoratifs intérieurs .
• 3003: The adhesion of powder coating (cross-hatch test level 0) is better than that of liquid coating, and the light retention rate after 10 years of outdoor exposure is >80%.
• 5005: Le revêtement en résine époxy peut résister à un test de pulvérisation saline jusqu'à 2000 heures sans tomber, mais le revêtement protégé par les UV est sujet au jaunissement en raison de la migration du magnésium .
3) Effet de stabilité et d'apparence des couleurs
• 1100: La base de haute pureté a la meilleure consistance des couleurs et convient au revêtement de texture métallique à haute brillance (comme les panneaux d'appareil domestique) .
• 3003: Après l'anodisation, les tons blancs grisâtres sont enclins à apparaître, et les colorants doivent être ajoutés pour compenser; La différence de couleur des plaques enrobées de couleur doit être contrôlée dans ± 0 . 5 NBS.
• 5005: L'élément de magnésium provoque des revêtements de couleur foncée (comme le gris foncé et le noir) sujets à un affichage de couleur inégal, et les revêtements de couleur claire sont plus stables .
4) Exigences de prétraitement de surface
- ALLIAG 1100:
- Avantages: La couche d'oxyde de surface de l'aluminium de haute pureté est uniforme, l'efficacité de dégraissement et de décapage est élevée et le processus de prétraitement est simple .
- Défis: une faible résistance peut provoquer des dommages en surface pendant le nettoyage mécanique (comme le sableux) .
- Prétraitement recommandé: Dégagement alcalin → Pickling d'acide nitrique → Traitement de chromisation (adhésion améliorée) .
- ALLIAG 3003:
- Avantages: le composé intermétallique (al₆mn) formé par le manganèse augmente la dureté de surface et résiste à un fort prétraitement .
- Défis: Le temps de décapage doit être contrôlé pour éviter l'exposition des éléments du manganèse et provoquer des pores de revêtement ultérieurs .
- Prétraitement recommandé: traitement de la conversion du phosphate (améliorer l'adhésion du revêtement) .
- ALLIAG 5005:
- Avantages: le magnésium favorise la formation d'une couche d'oxyde plus dense, qui convient au prétraitement anodissant .
- Défis: Un contenu en magnésium trop élevé peut provoquer un film de conversion inégal, et la valeur de pH de la solution de traitement doit être contrôlée .
- Prétraitement recommandé: traitement de zirconisation sans chrome (tendance de la protection de l'environnement) + anodisation (pour améliorer la résistance à la corrosion) .
5) Adhésion du revêtement
- ALLIAG 1100:
- Évaluation d'adhésion (ASTM D3359): 4B (5B maximum), l'aluminium pur a une activité de surface élevée et est facile à former des liaisons chimiques avec le revêtement .
- Limites: la surface est trop douce et est sujette aux fissures si elle est impactée après le revêtement .
- ALLIAG 3003:
- Évaluation d'adhésion: 4B -5 B, l'élément de manganèse améliore la rugosité de surface et a un effet d'ancrage mécanique significatif .
- Avantages: Convient pour les revêtements épais (tels que les revêtements en poudre) avec d'excellentes performances anti-peluling .
- ALLIAG 5005:
- Évaluation d'adhésion: 5B, le magnésium favorise la structure poreuse de la couche d'oxyde et améliore la pénétration du revêtement .
- Meilleure correspondance: amorce de résine époxy + système de couche de finition en polyuréthane .
6) Résistance à la corrosion (après revêtement)
- Test de pulvérisation saline (ASTM B117):
| Alliage|Temps d'apparence de la rouille blanche (heures)|Temps d'apparence de la rouille rouge (heures) |
| 1100 | 800-1000 | 1200+ |
| 3003 | 1000-1200 | 1500+ |
| 5005 | 1500+ | 2000+ |
- Test de chaleur humide (ASTM D4585):
- 5005 fonctionne mieux car le magnésium inhibe la réaction de corrosion cathodique .
7) Adaptabilité du processus de revêtement
- revêtement liquide:
- 1100 et 3003 conviennent à la pulvérisation et à la trempette; 5005 doit ajuster le niveau de revêtement en raison de sa dureté de surface élevée .
- revêtement en poudre:
- 3003 et 5005 sont meilleurs car ils ont moins de déformation lorsqu'ils sont guéris à haute température (200 degrés) .
- Anodisation + revêtement électrophorétique:
- L'épaisseur de 5005 film anodisée peut atteindre 15-20 μm, et le revêtement électrophorétique a la meilleure uniformité .
3. Scénarios d'application et cas typiques
1) champ de construction
• 1100: utilisé pour les plafonds intérieurs (revêtement mat), en s'appuyant sur sa réflectivité élevée pour améliorer l'efficacité de l'éclairage .
• 3003: toits, murs-rideaux (nécessite des revêtements de résistance aux intempéries tels que la pulvérisation du fluorocarbone) . La part de marché des panneaux en revêtement de couleur rideau dépasse 60% . Un exemple typique est les panneaux de décoration extérieurs de la corde de burj Khalifa {5
• 5005: Décoration extérieure des bâtiments côtiers (nécessite une résistance au pulvérisation de sel) . Le premier choix pour les revêtements de toit des bâtiments côtiers, tels que le toit de l'hôtel Marina Bay Sands à Singapour, le système de revêtement comprend l'amorce + le topcoat de fluorocarbone .
2) Transport
• 3003: Les panneaux intérieurs des voitures de rail à grande vitesse sont enduits de poudre pour répondre à la norme de la flamme à l'atteinte 45545-2.
• 5005: Panneaux de carrosserie (Haute résistance + revêtement électrophorétique) . revêtement anti-glissement (époxy + sable de quartz) pour les ponts de navire, avec un coefficient de résistance à l'usure de la classe A dans la norme ASTM D968 .
3) Emballage et électronique
• 1100: Boîtier du radiateur (revêtement thermique + faible coût) . Fulging Food Foil en aluminium est souvent recouvert de film PE, qui est non toxique et a réussi la certification FDA .
• 3003: le boîtier de batterie au lithium utilise un revêtement conducteur, qui prend en compte le blindage électromagnétique et l'isolation de surface .
4. Coût et tendances du marché
• Coût du matériel: 1100 ＜ 3003 ＜ 5005 (la différence de prix est d'environ 10-20%), mais 5005 a un coût de cycle de vie inférieur .
• Coût du processus: 5005 a le coût de prétraitement le plus élevé (en raison des exigences de traitement en magnésium), et 3003 a la meilleure performance globale des coûts de revêtement .
• Tendance: les réglementations environnementales favorisent la vulgarisation de la technologie de prétraitement sans chrome, et la technologie du film de conversion de manganèse de 3003 a été produite en masse; 5005 a une augmentation significative de la demande de revêtement de boîte de batterie dans de nouveaux véhicules énergétiques .
5. Suggestions d'optimisation
1. ALLIAG 1100: Ajouter un traitement de passivation de surface (comme le traitement du silane) pour compenser une force insuffisante .
2. Alloy 3003: Utilisez la technologie d'oxydation micro-arc pour améliorer l'adhésion du revêtement .
3. ALLIAG 5005: Développer un processus de prétraitement sans chrome pour se conformer aux réglementations environnementales .
6. Conclusion
• ALLIAG 1100: Excellentes performances dans les scénarios à faible coût et résistant à la corrosion élevée, mais une résistance mécanique insuffisante après revêtement . adapté aux scénarios intérieurs à faible coût et aux exigences d'apparence élevées, mais la protection mécanique du revêtement doit être renforcée .
• ALLIAG 3003: équilibre les performances et le prix, la force et la transformation, et convient aux environnements à charge moyenne . Il s'agit d'une "option universelle" pour les revêtements industriels architecturaux et généraux .
• ALLIAG 5005: Avec l'effet de renforcement du magnésium, il est devenu le premier choix pour la résistance à la corrosion élevée et les scénarios à haute adhérence ., il est irréplayé dans le champ de résistance à la corrosion haut de gamme, mais il doit être équipé de processus de revêtement à haute précision pour exercer ses avantages de performance .}
À l'avenir, la technologie de prétraitement et les systèmes de revêtement composites respectueuses de l'environnement amélioreront davantage les performances de revêtement de ces trois alliages . La sélection réelle doit être combinée avec l'environnement spécifique, le budget et le système de revêtement correspondant .. Sources . Cette analyse combine les perspectives croisées de la science des matériaux et de la technologie du revêtement, et fournit une référence systématique pour la sélection des alliages et l'optimisation du revêtement dans les applications pratiques .