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鋁合金壓鑄件陽(yáng)極氧化處理表面產(chǎn)生黃色斑點(diǎn)的原因分析
1 引言
鋁的陽(yáng)極氧化膜的硬度高、耐腐蝕性能和耐磨損性能好，而且具有很好的透明度，從而使在陽(yáng)極氧化處理之后的表面保持鋁原有的金屬質(zhì)感。同時(shí)陽(yáng)極氧化處理使得鋁合金的表面獲得保護(hù)性和裝飾性，而且可以得到某些工程特性，如耐磨性和其它功能特性。因此陽(yáng)極氧化處理成為鋁表面處理的主要方法。不過(guò)隨著科技技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化處理的壓鑄件外觀質(zhì)量要求是越來(lái)越高，像普通陽(yáng)極氧化的膜厚為3．8×10-3-1．44x10-2mm，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化的膜厚為0．05mm，雖然有時(shí)對(duì)陽(yáng)極氧化表面的顏色沒(méi)有具體定義，但明顯要求陽(yáng)極氧化后壓鑄件表面顏色必須統(tǒng)一且沒(méi)有腐蝕性的或影響美觀的斑點(diǎn)。A380陽(yáng)極氧化后出現(xiàn)的黃色斑點(diǎn)即為下面所探討的問(wèn)題。
下面主要從合金的化學(xué)成分、脫模劑、陽(yáng)極氧化
工藝3方面來(lái)分析產(chǎn)生黃斑的可能性。
2 鋁合金的化學(xué)成分
鋁合金的化學(xué)成分如表1所示。
由于合金化元素生成的第二相與鋁基體的電極電位不同，因此鋁合金的陽(yáng)極氧化行為和機(jī)理要比純鋁復(fù)雜得多，同時(shí)鋁合金陽(yáng)極氧化膜的成分除了氧化鋁、溶液中的陰離子外，必然會(huì)有鋁合金中一部分合金化元素，以單質(zhì)狀態(tài)、氧化物狀態(tài)或金屬間化合物狀態(tài)存在。在鋁陽(yáng)極氧化時(shí)，固溶體的元素(如鎂)一般轉(zhuǎn)化成氧化物，而如AIFeSi一類金屬間化合物或Si一般不會(huì)氧化，而以單質(zhì)硅或金屬間化合物的形式直接留在氧化膜中。另外如銅或Mg2Si之類金屬間化合物大部分溶解在電解溶液中，從而在氧化膜中可能留下空洞。第二相析出粒子的不同的陽(yáng)極氧化行為，取決于它們與鋁基體電極電位的比較。析出相在陽(yáng)極氧化過(guò)程中，對(duì)于鋁基體如果是陽(yáng)極，則優(yōu)先溶解或氧化，如果是陰極則可能直接進(jìn)入氧化膜。根據(jù)陽(yáng)極氧化原理，陽(yáng)極氧化膜的主要成分之一為AL2O3.AL(OH)x(SO4 )y，由于氧化膜中還存在其它形式的各種成分，有可能是黃色斑點(diǎn)產(chǎn)生的原因之一。為此，專門(mén)作了一個(gè)測(cè)試，用材料為ADC12的樣品做了一個(gè)測(cè)試，結(jié)果可以看出：① 陽(yáng)極氧化后的表面質(zhì)量非常美觀，完全符合要求；② 由此表明合金成分不是黃色斑點(diǎn)產(chǎn)生的根本原因；③ 同時(shí)也證明眾多廠家的解釋(黃色斑點(diǎn)是因鋁合金中的Si而引起的，隨著Si含量越高，陽(yáng)極氧化后的壓鑄件越難以避免黃斑問(wèn)題，甚至硬質(zhì)陽(yáng)極氧化)是不正確的。
3 脫膜劑
由于經(jīng)過(guò)多次測(cè)試發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的機(jī)加工表面均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有黃斑問(wèn)題，故此懷疑與壓鑄過(guò)程中使用的脫膜劑有關(guān)。壓鑄過(guò)程中之所以使用脫膜劑，是因?yàn)閴鸿T生產(chǎn)本身是一個(gè)動(dòng)態(tài)熱力學(xué)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中型腔表面受到液態(tài)金屬高壓、高速、高溫的沖刷。噴涂料后就可以在型腔表面形成一層薄膜與液態(tài)金屬隔離，有助于鑄件質(zhì)量的保證、壓鑄模壽命的延長(zhǎng)、生產(chǎn)效率的提高，因此脫模劑是不可避免的。在后道工序中雖然會(huì)有表面處理像拋丸、噴丸、噴砂等工藝，某種程度上會(huì)去除鑄件表面大概0．02mm左右厚度的氧化皮，但不可避免的是某些區(qū)域依然會(huì)存留的極少的脫模劑而導(dǎo)致黃斑的產(chǎn)生。為此用產(chǎn)生黃斑的同一批次的樣品重新測(cè)試，得出結(jié)論：①外觀表面完全沒(méi)有黃色斑點(diǎn)；② 由此表明脫模劑也不是產(chǎn)生黃斑的根本原因；③ 陽(yáng)極氧化工藝流程。表2為改進(jìn)前的陽(yáng)極氧化工藝流程，按照此工藝發(fā)現(xiàn)幾乎每次的測(cè)試都無(wú)法避免黃色斑點(diǎn)，通過(guò)工藝的改進(jìn)，如表3所示，陽(yáng)極氧化后的結(jié)果有了質(zhì)的改變，外觀和膜厚均符合規(guī)范要求。
結(jié)束語(yǔ)：
（1）?????? 通過(guò)研究測(cè)試分析，黃色斑點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品并沒(méi)有負(fù)面影響，但影響外觀質(zhì)量。
（2）?????? 導(dǎo)致黃色斑點(diǎn)產(chǎn)生的根本原因是陽(yáng)極氧化工藝的不合理造成的。
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