鋁合金壓鑄件陽極氧化處理表面產(chǎn)生黃斑點的原因
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鋁合金壓鑄件陽極氧化處理表面產(chǎn)生黃斑點的原
因
1引言
鋁的陽極氧化膜的硬度高、耐腐蝕性能和耐磨損性能好,而且具有很好的透
明度,從而使在陽極氧化處理之后的表面保持鋁原有的金屬質(zhì)感。同時陽極氧化處
理使得鋁合金的表面獲得保護性和裝飾性,而且可以得到某些工程特性,如耐磨性
和其它功能特性。因此陽極氧化處理成為鋁表面處理的主要方法。不過隨著科技技
術(shù)的發(fā)展和進步,人們對經(jīng)過陽極氧化處理的壓鑄件外觀質(zhì)量要求是越來越高,像
普通陽極氧化的膜厚為3.8×10-3-1.44x10-2mm,硬質(zhì)陽極氧化的膜厚為0.
05mm,雖然有時對陽極氧化表面的顏沒有具體定義,但明顯要求陽極氧化后壓鑄
件表面顏必須統(tǒng)一且沒有腐蝕性的或影響美觀的斑點。A380陽極氧化后出現(xiàn)的
黃斑點即為下面所探討的問題。
下面主要從合金的化學(xué)成分、脫模劑、陽極氧化
工藝3方面來分析產(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,因此鋁合金的陽極
氧化行為和機理要比純鋁復(fù)雜得多,同時鋁合金陽極氧化膜的成分除了氧化鋁、溶
液中的陰離子外,必然會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。在鋁陽極氧化時,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。析出相在陽極氧化過程中,對于鋁基體
如果是陽極,則優(yōu)先溶解或氧化,如果是陰極則可能直接進入氧化膜。根據(jù)陽極氧
化原理,陽極氧化膜的主要成分之一為(OH)x(SO4)y,由于氧化膜中還
存在其它形式的各種成分,有可能是黃斑點產(chǎn)生的原因之一。為此,專門作了一
個測試,用材料為ADC12的樣品做了一個測試,結(jié)果可以看出:①陽極氧化后的
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斑點產(chǎn)生的根
本原因;③同時也證明眾多廠家的解釋(黃斑點是因鋁合金中的Si而引起的,
隨著Si含量越高,陽極氧化后的壓鑄件越難以避免黃斑問題,甚至硬質(zhì)陽極氧化)
是不正確的。
3脫膜劑
由于經(jīng)過多次測試發(fā)現(xiàn),幾乎所有的機加工表面均沒有發(fā)現(xiàn)有黃斑問題,故此懷疑
與壓鑄過程中使用的脫膜劑有關(guān)。壓鑄過程中之所以使用脫膜劑,是因為壓鑄生產(chǎn)
本身是一個動態(tài)熱力學(xué)過程,在這個過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、生產(chǎn)效率的提高,因此脫模劑是不可避免的。在
后道工序中雖然會有表面處理像拋丸、噴丸、噴砂等工藝,某種程度上會去除鑄件
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試,得出結(jié)
論:①外觀表面完全沒有黃斑點;②由此表明脫模劑也不是產(chǎn)生黃斑的根本原
因;③陽極氧化工藝流程。表2為改進前的陽極氧化工藝流程,按照此工藝發(fā)現(xiàn)
幾乎每次的測試都無法避免黃斑點,通過工藝的改進,如表3所示,陽極氧化后
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:
(1)通過研究測試分析,黃斑點對產(chǎn)品并沒有負(fù)面影響,
但影響外觀質(zhì)量。
(2)導(dǎo)致黃斑點產(chǎn)生的根本原因是陽極氧化工藝的不合理
造成的。
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