铝型材阳极氧化表面斑点腐蚀缺陷的原因分析
阳极氧化不良原因分析
作者创智涂装来源本站浏览1110 发布时间2011/10/10本表示出了在阳极氧化和封孔中容易出现的缺陷的特征、成因和防治措施
铝材阳极氧化封孔,不挂灰时间短.
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信息名称:铝材阳极氧化封孔,不挂灰时间短.
所在地:山东省威海市
发布时间:2011-07-08
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一、产品用途:
本品为浅绿色粉末,适用于建筑铝型材和其他铝制品的封孔处理,本品封孔温度范围宽,它能够改善表面装饰的无色金属络合物, 在其它物质的支持下,依靠镍和氟化物离子的协同效应,发挥作用。
二、性能特点:
1、同热水封孔的工艺相比, 冷封孔能缩短处理时间和节约加热所需的能源, 从能源成本和阳极氧化物生产线能力的角度来考虑这种优点就相当重要。
2、这种产品的结合能防止干净阳极氧化铝部件发绿的退色现象。不产生白霜,其耐蚀性和耐磨性及硬度均高于沸水封孔处理.
三、槽液组成及工艺条件:
本品浓度 3.5-5.0克/升
去离子水余量
PH值5-5.6
温度25-35℃
时间8-15分钟(一分钟能封一个微米厚的氧化膜)
Ni+ 0.9-1.2克/升
F- 0.3-0.85克/升
消耗量:0.8-1.5千克/吨材(约400m2)
* 封孔后第一道用冷水洗,然后在进行温水洗.温水槽温度:60℃;时间:5分钟
四、注意事项
1、槽材料: 衬有塑料的钢或不锈钢。特别须知要点:建议对溶液作过滤处理, (不可用筒式过滤器)。为了保证溶液能长期使用, 避免溶液被全部排放, 每立方米中物料通过量达到1000m2,就应排放50 L/m3的槽液.
阳极氧化表面出现花斑的原因
阳极氧化表面出现花斑的原因
1. 引言
阳极氧化是一种常见的表面处理技术,用于增强金属表面的耐腐蚀性和硬度。然而,在阳极氧化过程中,有时会出现表面花斑的问题,这会影响产品的外观和性能。本文将详细探讨阳极氧化表面出现花斑的原因,并提供相应的解决方案。
2. 花斑的定义和特征
花斑是指阳极氧化表面出现的不均匀着色、斑点或斑纹。花斑的特征包括颜色不均匀、斑点大小不一、斑纹形状各异等。
3. 花斑的原因
3.1 阳极氧化液中的杂质
阳极氧化液中存在的杂质是导致花斑的主要原因之一。这些杂质可能来自原料、水源、设备等。杂质的存在会导致阳极氧化液的成分不均匀,进而影响表面处理的效果。
3.2 阳极氧化液的pH值变化
阳极氧化液的pH值变化也是引起花斑的原因之一。当阳极氧化液的pH值过高或过低时,会导致氧化膜的生成不均匀,从而形成花斑。
3.3 电流密度不均匀
电流密度的不均匀分布也会导致花斑的产生。在阳极氧化过程中,如果电流密度在表面上不均匀分布,那么生成的氧化膜厚度也会不均匀,从而形成花斑。
3.4 金属表面的不均匀性
金属表面的不均匀性也可能导致花斑。如果金属表面存在缺陷、杂质或未去除的氧化物,阳极氧化过程中这些区域的电流密度会发生变化,导致氧化膜的厚度不均匀,从而形成花斑。
4. 花斑的解决方案
4.1 控制阳极氧化液中的杂质
为了避免花斑的产生,需要控制阳极氧化液中的杂质含量。可以通过使用纯净的原料、净化水源和设备,以及定期清洗和更换阳极氧化液来减少杂质的含量。
4.2 稳定阳极氧化液的pH值
保持阳极氧化液的pH值稳定也是避免花斑的关键。可以通过定期监测和调整阳极
阳极氧化不良原因分析
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二、性能特点:
1、同热水封孔的工艺相比, 冷封孔能缩短处理时间和节约加热所需的能源, 从能源成本和阳极氧化物生产线能力的角度来考虑这种优点就相当重要。
2、这种产品的结合能防止干净阳极氧化铝部件发绿的退色现象。不产生白霜,其耐蚀性和耐磨性及硬度均高于沸水封孔处理.
三、槽液组成及工艺条件:
本品浓度 3.5-5.0克/升
去离子水余量
PH值5-5.6
温度25-35℃
时间8-15分钟(一分钟能封一个微米厚的氧化膜)
Ni+ 0.9-1.2克/升
F- 0.3-0.85克/升
消耗量:0.8-1.5千克/吨材(约400m2)
* 封孔后第一道用冷水洗,然后在进行温水洗.温水槽温度:60℃;时间:5分钟
四、注意事项
1、槽材料: 衬有塑料的钢或不锈钢。特别须知要点:建议对溶液作过滤处理, (不可用筒式过滤器)。为了保证溶液能长期使用, 避免溶液被全部排放, 每立方米中物料通过量达到1000m2,就应排放50 L/m3的槽液.
阳极氧化常见问题分析与对策
序号 1 缺陷名 色条纹(streak) (色差异、白条纹) 定义 因挤压材的金属不均 匀,在浸蚀或阳极氧 化中产生的条色 (带)状花样 产生工序 挤压 起因工序 铸造、挤压
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
气雾腐蚀 (mist corrsion)
表面处理前的材料因 大气中的酸、碱烟雾 表面处理前 表面处理前 产生的斑点状腐蚀
浸蚀
浸蚀
阳极氧化 电解着色 电泳涂装
阳极氧化 电解着色 电泳涂装
阳极氧化
阳极氧化
氧化膜破裂 (cracking of 7 anodic) (oxide coatiog) 裂纹 气体积存 (defect of gas accumulation) 气包
8
因铝基体与阳极氧化 膜热膨胀率的差别比 电泳涂装 较大而发生的阳极氧 化膜的破裂 电解中生成的气体或 用于搅拌的空气积存 在材料间隙、拐角等 阳极氧化 部位,致使这些部位 电解着色 不能生成阳极氧化 膜,也不能正常着色 。
使材料的吊装方向(角度) 和形状(有排气孔)有利于 气体逸出
电泳涂装
阳极氧化 电解着色
极氧化常见问题分析与对策
现象 因浸蚀或阳极氧化,沿挤压 方向产生色调不同的条纹 (带)状花样,一般在电解 着色中更显著,如进行深度 浸蚀就变暗 一进行阳极氧化或电解着 色,斑点状的腐蚀条纹就变 得明显 原因 对策 1、坯料的宏观或显微金相不均 1、坯料的晶粒细化凝固时 匀 2、坯料的固溶处理不充分 冷却条件等的正常化 2、 3、包括加工经历和加热经历的 正常的挤压条件 挤压条件不适当 1、烟雾不飞入保管场所 挤压之后,直到处理表面处理 2、保管区域离表面处理生 的保管期间,烟雾附着导致腐 产线近时,要考虑风向 蚀 3、烟雾容易飞入的地方, 用乙烯薄板保护 1、附着在表面处理前材料上的 因浸蚀不均而变成凹凸不 1、确认挤压工序使用的削 油脂,在脱脂处理中未除去就 平,呈现不同的光泽,着色 切油、防锈油 进行浸蚀处理 后变成色斑 2、确认脱脂条件在控制内 2、脱脂条件脱离控制范围 因槽液条件(浓度、温度)、 处理时间、再处理次数等不当 1、选择适当的槽液条件 由于浸蚀表面粗糙,变成梨 而变成过度浸蚀。使用添加剂 (氢氧化钠浓度、溶存铝量 皮状态。不仅降低光泽而且 时也受其影响,此外由于处理 、温度) 过度溶解甚至影响尺寸精度 材料的合金成分、挤压、轧制 2、选择适当的处理时间 等条件不同,其结果也有所不 3、减少再处理次数 同。 阳极氧化、电解着色、电泳 1、改善排列方法 涂装工序中对电极与材料短 对电极与材料接触或通过落下 2、防止型材摇摆 路,材料的一部分流过大电 来的材料而短路 3、清除落下的材料 流而溶剂 4、调整极间距离 在高温、高浓度的电解液中长 阳极氧化后氧化膜变为白色 1、降低电解液浓度、温度 时间电解时,或电解后浸渍时 粉末,不透明,容易用手擦 2、降低电解液溶存铝量 间过长时,氧化膜因化学溶解 除去 3、缩短浸渍时间 而粉化 1、控制氧化膜厚度 1、氧化膜厚度厚 阳极氧化膜破裂,可看到与 2、调整热水洗条件(温度 2、热水洗温度高或时间长 挤压方向垂直的白色条纹。 、时间、水质) 3、烘烤温度高 3、控制适当的温度 材料间隙或拐角部位阳极氧 化膜局部的较薄或未生成, 在电解着色时不能均匀的着 色 受到吊装角度不适当或材料形 状等影响,材料的间隙、拐角 部位积存反应气体或用于搅拌 的空气,阻碍氧化膜生成和着 色
阳极氧化缺陷分析
一、发生在表面处理前的缺陷
1)缺陷名称:条纹
定义:由于挤压材的金属成分不均匀,在腐蚀和阳极氧化发生的带状模样。
现象:在腐蚀及阳极氧化处理时,发生的在挤压方向上色调异常的带状模样。一般在着色工序较显著,但如加深腐蚀则不明显。
原因:①铸棒的低倍和显微组织不均匀。
②铸棒的均匀化处理不充分。
③包含加工和热处理的挤压条件不恰当。
对策:①铸棒的细化结晶及凝固时冷却条件的选择。
②恰当的挤压条件。
2)缺陷名称:大气腐蚀
定义:材料在大气中慢慢地发生的腐蚀。
现象:通常,材料被大气污染了的水沾湿,在表面生成三羟铝石,因这部分难以表面处理,与其他部分产生差别,从而残留的痕迹。
原因:在表面处理前的材料附着了雨水、露水等水分的场合发生。受到气温、湿度、海盐粒子,亚硫酸等气象因子的影响。
对策:①表面处理前不要被水所沾湿。
②轻度的腐蚀加长碱蚀时间即可消除。
3)缺陷名称:雾腐蚀
定义:表面处理前材料在酸雾、碱雾中形成的点状腐蚀。
现象:进行氧化和着色后,点状腐蚀更明显。
原因:挤压后,直到表面处理的保管期间附着了雾,从而被腐蚀。
对策:①在没有雾气的场所保管。
②在表面处理工序的附近保管的场合,要考虑风向等。
③在雾气易被污染的场合,要由乙烯树脂软片等来保护。
4)缺陷名称:锯切粉末附着
定义:附着在材料上的锯切粉末未流走,而进入表面处理。
现象:材料锯切时附着锯切粉末,被原封不动地表面处理而发生的缺陷。
原因:材料锯切时附着锯切粉末,在前处理工序中未被洗去,而进行表面处理而发生的。
对策:①材料锯切时锯切粉末不要附着在材料上。
②材料上附着了锯切粉末要确实洗净除去。
如何解决铝材阳极氧化着色色差精选文档
如何解决铝材阳极氧化
着色色差精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
铝材氧化着色过程常见缺陷和处理方法
黄瑞强
(广西平铝集团有限公司)
摘要:实际生产中由于人员、工艺、设备、操作存在差异,型材氧化着色过程中产生的质量缺陷色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。本文从实际生产过程中对铝型材氧化着色常见的缺陷问题、提出解决的办法和技术途径。
关键词:铝材着色; 缺陷; 处理
随着铝加工工业的蓬勃发展,铝表面处理已成为铝加工过程必不可少的重要生产环节。铝制品经过表面处理之后。耐磨、耐蚀、耐光照、耐气候等性能都有很大提高,更重要的是可以着上各种美丽鲜艳的色彩。由于其它构成装饰的各种建筑物,曰用铝制品,工艺美术品,装饰品,家具用品等美观大方。适应时代美感的要求,因而铝材的应用价值大为得高。
为了装饰和提高铝材表面性能,在铝材氧化膜上进行着色处理,常用的方法有电解着色法、化学着色法、自然着色法等。
在实际生产中由于人员、工艺、设备、操作等存在差异,每批的产品色差也会存在一定的差异,产生不同的质量缺陷,在特定的介质下,色泽的深浅是由金属粒子沉积量来决定,而与氧化膜的厚度无关。铝材电解着色的色差的产生,与着色机理、氧化膜的厚度
的均匀性及结构与电解着色速度有直接关系。铝材着色的缺陷大体上有以下几种情况:色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。如何解决这一问题,确保每批产品的色差保持一致,并在双方确认的偏差范围内,以满足消费者的要求。这就要求生产企业,在对型材进行电解着色表面处理时,加以研究和防范。
铝合金铬酸阳极化明暗条纹产生原因及解决措施
种缺陷严重影响壳体的外观质量,并且出现的几率很高,在航
空航天产品中,一般这种明暗条纹缺陷被禁止的,出现这种现象的壳体都按报废处理,既浪费人力物力,提高了成本,又延长了产品周期,扰乱生产计划。
2 问题分析
2.1 阳极化原理
不论哪种阳极化,其基本的原理都一样,就是通电,使铝合金表面生成氧化物Al 2O 3,这种氧化物性能稳定,硬度高,并且是因为在铝合金基体上生长的,能够和基体金属很好地结合,解决了铝合金易氧化、硬度低的问题。因此,阳极化实质是金属表面被氧化腐蚀的过程[9-10]。其生产原理如下所示:
阴极: 4H + + 4e - = 2 H 2↑ (1)阳极: 4OH - - 4e - = 2H 2O+2O (2)
3O+2Al →Al 2O 3
(3)
阴极一般是铅板,铝合金作为阳极,常用的电解质有硫酸、
铬酸、草酸、混合酸等。根据所用电解质的不同可以将阳极化分为硫酸阳极化、铬酸阳极化、草酸阳极化等,也可以根据生成的氧化膜性质分为普通阳极化、硬质阳极化、瓷质阳极化等。
2.2 晶粒
对壳体原材料进行腐蚀,显微组织观察,发现表层晶粒和内部晶粒大小、排列不一,晶粒的晶格结构为面心立方结构,铝原子就是按着面心立方结构进行分层排列,并且不同晶粒之间,虽然都为面心立方结构,但是原子层堆积的方向不尽相同。由于不同方向的原子层反射光线不一致,造成了金属表面出现了明暗相间区域,在不同方向进行观察,明暗区域可以进行转换,在光源1照射下,晶粒A 因为反光为明亮区域,晶粒B 不反光
0 引言
铝合金表面阳极化能提高表面耐腐蚀、抗氧化、耐磨等性能[1-2]
铝合金阳极氧化缺陷明细表
目录
1.铝及铝合金氧化表面处理制品的表面缺陷 (5)
Q001手印腐蚀 (6)
Q002擦划伤 (7)
Q003 粘连 (9)
Q004砂粗 (10)
Q005砂轻 (12)
Q006脱脂不良 (13)
Q007氧化气泡 (15)
Q008脱膜不净 (17)
Q009雪花状腐蚀 (18)
Q010氧化白点 (20)
Q011电伤 (22)
Q012夹渣 (24)
Q013氧化膜剥落 (25)
Q014黑点 (27)
Q015爆膜 (29)
Q016封孔起彩 (30)
Q017针孔腐蚀 (32)
Q018色差 (34)
Q019酸碱水腐蚀 (35)
Q020封孔起灰 (36)
Q021无漆膜 (38)
Q022麻点 (39)
Q023电泳气泡 (41)
Q024氧化膜粉化 (42)
Q025 复合膜发黄 (44)
Q026凝胶粘附 (45)
Q027漆留痕 (47)
Q028水斑 (48)
2.氧化表面处理制品的外观性能缺陷 (53)
Q029封孔不合格 (55)
Q030氧化膜厚度不达标 (56)
Q031漆膜铅笔硬度不达标 (58)
Q032漆膜耐腐蚀性不合格 (60)
3.氧化表面处理制品的尺寸精度 (61)
Q033扎线痕超标 (63)
Q034返工壁厚薄 (65)
前言
1.在铝及铝合金的氧化生产过程中,产生的各种缺陷,主要可分为三类,即
氧化表面处理制品的表面缺陷、氧化表面处理制品的形位尺寸缺陷、氧化表面处理制品的外观性能缺陷。
2.氧化表面处理制品的表面缺陷,在生产现场产生最多,废品率也最高。最
主要的有手印腐蚀、擦划伤、粘连、砂粗、砂轻、脱脂不良、氧化气泡、脱膜不净、雪花状腐蚀、氧化白点、电伤、夹渣、氧化膜剥落、麻点、爆膜、封孔起彩、针孔腐蚀、色差、酸碱水腐蚀、封孔起灰、无漆膜、麻点、电泳气泡、氧化膜粉化等。
6063_铝合金阳极氧化型材的色差缺陷浅析
0前言
随着国内铝挤压产业的发展,中国挤压机的数量和吨位、表面处理线的种类和能力、产能产量规模均超过其他所有国家的总和,其发展水平和发展质量也在同步提升,中国已成长为全球最大铝型材生产国。其中,在铝合金建筑型材领域中,6063铝合金具有加工性能优异、抗腐蚀性好的显著特点,又由于其阳极氧化后表面质量效果优良,被广泛用于建筑门窗及幕墙等[1]。针对氧化车间6063合金边框结构型材光面古铜色频繁出现色差质量问题,本文结合氧化生产线现场实践经验,对出现色差问题的型材进行分析,查找出6063铝合金氧化型材产生色差缺陷的原因,并通过对合金成分微量元素Fe、Mn调整后的对比试验以及着色电压等工艺参数的调整对比试验,达到了消除氧化型材色差缺陷的目的。
1色差原因分析
研究表明,阳极氧化膜分为阻挡层和多孔层:阻挡层是致密无孔的非晶态氧化物,而多孔层是由六角形柱状个体(中部有小圆孔)聚集一起,形成类似蜂窝状结构(如图1所示),每个独立单元的中心经小圆孔与阻挡层相联通。型材着色就是由于孔底沉积的金属粒子对入射光发生散射而显色的,因此氧化膜孔堆积的沉积物越多,在多重散射下型材氧化膜表面颜色越深[2-3]。6063合金边框型材光面古铜色缺陷如图2
所示。
图1
氧化膜多孔层微观组织照片
(a)颜色偏暗(b)颜色偏黄
图26063合金边框型材光面古铜色差缺陷
6063铝合金阳极氧化型材的色差缺陷浅析
陈庆文1,刘小龙1,朱世安1,2
(1.广东豪美新材股份有限公司,清远511500;2.广东豪美技术创新研究院有限公司,清远511500)
铝合金铬酸阳极化明暗条纹产生原因及解决措施郑家宁
铝合金铬酸阳极化明暗条纹产生原因及解决措施郑家宁
发布时间:2021-09-16T06:35:30.420Z 来源:《防护工程》2021年17期作者:郑家宁
[导读] 铝及其合金是综合性能优异的材料。铝的化学性质比较活泼,在大气中会与氧发生反应,在其表面形成致密的氧化膜,因此在大气中具有良好的耐腐蚀性。然而,自然形成的氧化膜薄且多孔,硬度低,耐腐蚀性差,不能满足工业应用要求。为了提高铝合金的防护性能,需要进行表面处理,阳极氧化技术得到了广泛的应用。
郑家宁
航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江哈尔滨 150060
摘要:铝及其合金是综合性能优异的材料。铝的化学性质比较活泼,在大气中会与氧发生反应,在其表面形成致密的氧化膜,因此在大气中具有良好的耐腐蚀性。然而,自然形成的氧化膜薄且多孔,硬度低,耐腐蚀性差,不能满足工业应用要求。为了提高铝合金的防护性能,需要进行表面处理,阳极氧化技术得到了广泛的应用。许多重要的铝合金部件,如汽车和船用发动机缸体、活塞、散热器、飞机上的空气压缩机样品、轮盘和其他结构部件,都经过阳极氧化处理。阳极氧化后,铝合金的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性大大提高。
关键词:铬酸阳极化;明暗条纹;粗晶环;
研究了航天器2A12-T4铝合金燃油滤清器壳体铬酸阳极氧化后表面亮暗条纹缺陷。通过对比发现,表面亮暗条纹与铝合金挤压棒材表面粗晶环的形成有关。去除铝表层后,进行铬酸阳极氧化,明暗条纹消失。结果符合产品质量要求,表明该方法可行。
一、概述
铝的标准电极电位较负,为 1.67 V ,与氧的亲和力很强,在空气中与氧结合形成一层极薄的致密氧化膜,能够防止空气中的水、氧和其他物质与铝发生作用。但是,这层自然形成的氧化膜薄而多孔,硬度低,耐蚀性差,不能满足工业应用的需求。为提高产品的防护性能,一般对铝合金进行表面处理,其中铬酸阳极化应用广泛。铬酸阳极化膜层较薄,一般厚度只有 1~ 5μm,能保持零件原来的精度,基本上不降低原材料的疲劳强度,因此,铝合金结构件很多都需要铬酸阳极化处理。铬酸阳极化在我单位得到广泛应用,膜层性能优良,质量稳定。工艺参数: 铬酸浓度为 50 ~ 100 g /L,温度( 40±2) ℃,阶梯式恒压,处理时间 60 min。工艺流程: 验收→有机溶剂清洗→装挂→碱腐蚀→热水洗→三酸洗→冷水洗→出光→冷水洗→去离子水洗→铬酸阳极氧化→干燥→检验。
阳极氧化不良原因分析
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发布时间:2011—07—08
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一、产品用途:
本品为浅绿色粉末,适用于建筑铝型材与其她铝制品得封孔处理,本品封孔温度范围宽,它能够改善表面装饰得无色金属络合物,在其它物质得支持下,依靠镍与氟化物离子得协同效应,发挥作用、
二、性能特点:
1、同热水封孔得工艺相比,冷封孔能缩短处理时间与节约加热所需得能源, 从能源成本与阳极氧化物生产线能力得角度来考虑这种优点就相当重要。
2、这种产品得结合能防止干净阳极氧化铝部件发绿得退色现象、不产生白霜,其耐蚀性与耐磨性及硬度均高于沸水封孔处理、
三、槽液组成及工艺条件:
本品浓度 3、5—5。0克/升
去离子水余量
PH值5—5、6
温度25—35℃
时间8—15分钟(一分钟能封一个微米厚得氧化膜)
Ni+ 0.9—1、2克/升
F—0。3—0、85克/升
消耗量: 0、8-1.5千克/吨材(约400m2)
*封孔后第一道用冷水洗,然后在进行温水洗。温水槽温度:60℃;时间:5分钟
四、注意事项
1、槽材料:衬有塑料得钢或不锈钢。特别须知要点:建议对溶液作过滤处理, (不可用筒式过滤器)。为了保证溶液能长期使用,避免溶液被全部排放, 每立方米中物料通过量达到1000m2,就应排放50 L/m3得槽液.
铝合金硬质阳极氧化常见缺陷的原因分析及措施
铝合金硬质阳极氧化常见缺陷的原因分
析及措施
摘要:铝合金硬质阳极氧化可增强零件耐磨性,绝缘性,抗腐蚀能力等。通过具体实例介绍铝及铝合金硬质阳极氧化日常生产中常见典型缺陷,详细分析了问题产生的原因以及提供解决措施,以便实际生产中加以借鉴。
关键词:铝合金;硬质阳极氧化;膜层缺陷
Cause analysis and measures of common defects in hard anodizing of aluminum alloy
CHEN Chao
( AVIC Xinhang Aviation Industry (Group) CO., LTD, Xinxiang, 453049)
Abstract: Hard anodizing of aluminum alloy can improve the wear resistance,insulation and corrosion resistance of parts. The common typical defects in the daily production of hard anodizing of aluminum and aluminum alloys are introduced through the actual examples,and the causes of the problems are analyzed in detail and the measures are provided for reference in actual production.
铝合金阳极氧化的常见缺陷
铝合金阳极氧化的常见缺陷
朱祖芳
(北京有色金属研究总院北京市 100088)
【摘要】本文简述铝合金阳极氧化常见缺陷特征,成因和对策。缺陷类型包括点(斑)缺陷和大面积的不均匀外观。未涉及条纹,模具痕或焊合线等条带型缺陷。最后用表格说明这些缺陷的发生(起因)或发现(出现)的工序。
外观缺陷是造成型材返工从而大幅度提高成本的主要原因。本文综述铝阳极氧化膜外观缺陷的主要特征,成因和对策。按照外观形态,可将阳极氧化表面缺陷分为三大类:(1)条纹(带)状缺陷;(2)斑点状缺陷;
(3)不均匀(不正常)表面。由于条纹(带)状缺陷往往起因于熔铸和挤压,或其它机械损伤,本文只介绍后两类常见缺陷。
1 斑点状缺陷
材料腐蚀、槽液污染、合金第二相析出或电偶作用等因素均可导致斑点状缺陷,分别介绍如下:
1.1酸或碱浸蚀
在阳极氧化前,由于铝材溅上酸液或碱液或者受到酸雾或碱雾作用而腐蚀,使表面局部发生白点。如果腐蚀比较严重,则点蚀较粗大,形成粗斑。肉眼很难分辨起因于酸还是碱,但在显微镜下观察蚀点的横截面却容易分辨,如底部呈圆形又没有晶间腐蚀迹象,则起因于碱腐蚀;如底部不规则并且伴有晶间腐蚀,蚀点又较深者起因于酸腐蚀。
这类腐蚀也可能由于工厂贮运不当引起。化学抛光剂烟雾或其它酸性烟雾,含氯有机脱脂剂等均为酸浸蚀的来源。最常见碱浸蚀由砂浆或水泥灰,碱洗液等物质散落和飞溅引起。原因确定之后,只要加强工厂各环节的管理,问题即可解决。
1.2 大气腐蚀
铝型材暴露在潮湿空气中有时会发生白点,它们常常沿模具痕方向纵向排列。大气腐蚀一般不像酸或碱浸蚀那么严重,可用机械方法或碱洗除去。大气腐蚀大多是非局限性的,往往易出现在某些表面上,如水蒸汽易凝聚的温度较低区域或上表面。大气腐蚀比较严重时,蚀点的横截面呈倒蘑菇状,此时碱洗不仅无法消除蚀点,反而会使之扩大。
6063铝合金型材氧化缺陷原因分析及解决
6063铝合⾦型材氧化缺陷原因分析及解决
6063铝合⾦型材氧化缺陷原因分析及解决
1问题的提出
在实际⽣产中,加⼯率⼤(ε>95%),壁厚较薄(δ≤1.5mm)的T5状态的6063铝合⾦挤压型材在经硫酸阳极氧化处理后,其表⾯会呈现有规律(⽽有时⽆规律)分布的⽩⾊斑点(或⽆光斑痕);严重时呈现深⾊斑痕——“⽩斑”。“⽩斑”的分布规律及特征是:它是在平⾏于挤压⽅向的平⾯上⼤致等间距的、呈线状或扁四边形状或不规则星点(⽚)状的、相对于基体表⾯有微⼩深度⽽呈凹槽形的⼀种表⾯缺陷。⽩斑通常分布于型材的⼀个或⼏个表⾯,有时会分布在型材的所有表⾯(对薄壁空⼼型材,则是分布于某⼀平⾯或曲⾯的内外两侧)。
2原因分析
在现场见到,“⽩斑”形成于“碱蚀”⼯序,在经随后的稀硝酸(或硫酸)“中和”之后,并未消失;经硫酸阳极氧化处理后,⼜更加清晰地呈现出来。
笔者专门截取了两段“⽩斑”点⾯积较⼤(F=30~40mm2)的碱蚀洗(槽液中,ω(Zn2+)≥5×106)型材试样。然后,采⽤DV-5型原⼦发射⽕花直读光谱仪分别对上述两段试样的“⽩斑”区的成分做了定量分析,其结果如下(表中数据均为质量分数):
由表1的分析结果可见:“⽩斑”处Si、Mg、Zn元素的含量明显增加:⽽表2的结果表明:“⽩斑”处Si、Zn元素的含量明显增加,⽽Mg元素的含量却有所下降。从⾦属材料腐蚀的观点看来,Mg2Si这种表⾯缺陷实质上是6063铝合⾦材料发⽣“剥落腐蚀”的结果。剥落腐蚀是⼀种浅表⾯的选择腐蚀,腐蚀是沿着⾦属表⾯发展的,其产物的体积往往⽐发⽣腐蚀的⾦属⼤得多,因⽽膨胀。⼀般⽽⾔,当铝与呈阴极性的异种⾦属相邻接时,“剥落腐蚀”程度上升。在电⼦显微镜下观察发现:“剥落腐蚀”通常沿不溶组成物(如Si,Mg2Si等),或沿晶界进⾏。
型材氧化缺陷分析和解决方案
前 言言
下面以列表下面以列表的方式对阳极氧化的方式对阳极氧化的方式对阳极氧化、、电泳涂装铝合金挤压型材对一些常见缺陷(俗称俗称))的起因的起因、、定义定义、、特征及对策特征及对策,,根据本人多年的一线生产总结经验进行的说明经验进行的说明,,供有需要的有需要的技术人员技术人员技术人员、、生产人员作为工作参考生产人员作为工作参考。。
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003
名 称
粗晶 起因起因工序工序工序 挤压淬火、碱蚀
定义定义::
在碱蚀中产生的晶粒分散的梨皮状花样
特征特征::
随碱蚀槽中溶解锌的增加,会出现晶粒和晶粒取向导致的溶解差异,变成闪烁梨皮花样,这种现象,伴随浸蚀进行而清晰(太阳光线直照时明显发亮,呈晶粒状,在正视时表面明显光亮度不一致,经常性呈线状出现,特别是含Si 较高型材的四周边缘。
外观外观::
发生原因发生原因::
这种现象是由浸蚀液溶解Si 导致的,并随其浓度的增加而清晰,这种现象还受合金中Si 含量及晶粒大小、取向等的影响。
对策对策::
(1)选择含合适的化学成分的铝棒进行挤压;
(2)挤压生产时注意控制在线淬火温度;
(3)适当控制碱蚀时间和碱槽温度
名 称 氧化膜发黄 起因起因工序工序工序 阳极氧化
定义定义::由于杂质混入阳极氧化膜中使氧化膜带黄色
特征特征::硫酸阳极氧化膜呈现黄色,这种氧化膜经电解着色后色调不一样。 外观外观::
发生原因发生原因::
(1)因电解液中或材料合金中的铁、硅等掺入氧化膜中而产生;
(2)由于不适应的阳极氧化条件,即低温电解、高电流密度电解,异常
厚膜而产生。
对策对策::
(1)降低合金、电解液中铁、硅的浓度;
阳极氧化缺陷及处理方式
阳极氧化缺陷及处理方式
英文回答:
Anodizing is an electrochemical process used to
increase the thickness of the natural oxide layer on the surface of metal parts. It is commonly used to improve the corrosion resistance, wear resistance, and aesthetic appearance of aluminum and its alloys. However, like any other industrial process, anodizing can have certain defects. Some common anodizing defects include:
1. Pitting: Pitting is the formation of small,
localized cavities or pits on the anodized surface. It can be caused by impurities in the anodizing bath, inadequate cleaning of the substrate, or improper anodizing parameters. Pitting can compromise the aesthetics and corrosion resistance of the anodized part.
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6063铝型材阳极氧化表面斑点腐蚀缺陷的原因分析6063铝型材经阳极氧化后,具有具有良好的耐蚀性能和装饰性能,近年来,随着国民经济的发展及人们生活水平的提高,铝合金门窗、铝合金幕墙的使用越来越普及,然而不少的铝合金在使用一段时间以后,表面出现形态各异的腐蚀缺陷,其中斑点腐蚀较为常见,严重影响铝型材的使用性能及装饰效果。为了合理改善铝型材的表面质量,达到控制表面斑点腐蚀的目的,很有必要对斑点缺陷做深入细致的分析。本文以6063铝型材经阳极氧化后表面出现的斑点腐蚀为研究对象,分析斑点腐蚀的本质、成因及生成机理,探讨产生斑点腐蚀的关键因素。
1 斑点腐蚀的本质分析
由所使用的6063铝型材成分可知,为了确保Mg元素充分形成强化相Mg2Si,一般在配制合金成分时人为的使Si元素适量过剩。因为随着Si含量的增加,合金的晶粒变细,热处理效果较好。但另一方面,Si的过剩也有负面作用,使合金的塑性降低,耐蚀性变坏。研究表明:过剩Si不仅能形成游离态的Si相,还会与基体形成α相(Al12 Fe2Si)和β相(Al9Fe3Si2),这样在铝合金中存在游离态的Si相、α相(Al12 Fe2Si)、β相(Al9Fe3Si2)等阴极相粒子和阳极相Mg2Si粒子。α相和β相对合金的腐蚀性能影响很大,尤其是β相能显著降低合金的腐蚀性能。斑点处残留物的成分主要是游离Si相和AlFeSi相,同时发现氯元素在残留物处也发生了吸附,这说明Cl-参与了腐蚀过程。腐蚀区中锌元素含量较基体高得多,说明合金中的杂质元素锌也参与了腐蚀过程。
阳极氧化工序中,阳极相Mg2Si是合金的点蚀源。在阳极氧化碱洗时,Mg2Si粒子优先溶解而形成蚀坑,其中镁溶解在溶液中而硅在铝合金上残留下来,当蚀坑聚集在晶粒上就会使该晶粒颜色发暗。在硫酸中和工序中硅不易除去,故斑点腐蚀蚀坑底部硅含量较其他区域高。
2 斑点腐蚀的成因分析
影响斑点腐蚀的主要因素有预处理过程中的碱洗温度、碱洗时间以及合金成分中的Zn、Fe、Si元素含量与合金的挤压状态等。在诸多因素中,挤压状态起着关键性的作用,它关系到对腐蚀性能有较大影响的Zn、Fe、Si等元素的分布,以及金属键间化合物等粒子的析出位置。在较粗的挤压条纹区中,斑点腐蚀分布具有明显的方向性,因为这个区域挤压时阻力较大,应力多在此集中,该处金属的晶格发生严重畸变,成为局部高自由能区,在随后的再结晶过程中优先形核,为了降低界面能和处于稳定态,此处晶粒不仅异常长大,而且Mg2Si阳极相、游离Si、FeSiAl、FeAl3等阴极相优先析出,为后续的斑点腐蚀创造了条件。
由于上述原因,在析出游离Si、FeSiAl、FeAl3等金属问化合物的晶界附近出现硅铁元素的贫乏区,此区近乎为纯铝,电位为负是阳极,它与金属间化合物(是阴极)构成了微电池,在腐蚀介质的作用下,微电池中阴极相(如游离Si、FeSiAl、FeAl3)周围的Si、Fe贫乏区(是阳极相)优先溶解,而Mg2Si也发生溶解,结果阳极相周围Al的溶解形成了带有残留物的腐蚀坑,阳极相溶解则形成没有残留物的腐蚀坑。当腐蚀条件继续恶化(如温度上升、碱洗时间长等)的情况下,基体Al继续溶解,腐蚀坑向深的方向发展,于是表面形貌就表现为部分带有残留物的腐蚀坑和部分无残留物的腐蚀坑,由二者构成了前面所述的斑点腐蚀。
3 斑点腐蚀生成机理分析
6063是Al-Mg-Si系合金,Mg2Si是唯一的时效强化相。为提高合金强度,生产中常使Si元素含量过剩,由过剩Si便形成了游离Si、FeSiAl相粒子。这些粒子在挤压工艺不当及热处理不规范的情况下。可能导致与FeAl3 、Mg2Si粒子一起在晶界处偏聚(或偏析),这就构成了点蚀源.根据腐蚀学理论,阴极质点周围的阳极铝会优先腐蚀,生成的Al3+向阴极扩散,而溶液中的OH-向阳极扩散,最终在阴阳极的界面沉淀出白色絮状的Al(OH)3,干涸后在铝材的表面构成白色斑点。即所谓的斑点腐蚀。相应的化学方程式如下:Al→Al3++3e (阳极)
Al3++3OH-→Al(OH)3 ↓(阴极)
4 活性元素的影响
Zn元素的加速作用
固溶在铝合金中的锌以“溶解-再沉积”的方式加速晶粒腐蚀,合金表面上沉积的锌或铁以及高电位脱溶物FeSiAl和游离硅等阴极性粒子能起到有效的阴极作用,加快溶解氧的还原过程,促进腐蚀不断扩展、加深。
Zn元素碱洗时随Al的溶解而以Zn(OH)42-和Zn(OH)-3的形式溶于碱液中。又因为Zn 的电位(-0.76V)较Al的电位(-1.67V)正,当碱液中Zn离子的浓度增至一定数值时,Zn 就会选择性地沉积在腐蚀坑中的残留物上,所以会出现Zn元素偏高的异常现象。另一方面,由于Zn、Al二者的电位差较大,导致微电池中的腐蚀电流很大,阴极性粒子Fe、Si贫乏区(基本为纯铝)溶解较快,这种腐蚀最终表现为斑点腐蚀。
Cl-的活化作用
作为外部因素的Cl-对斑点腐蚀非常敏感,具有诱发、加重点蚀的作用。研究结果发现,脱脂酸中的Cl-会在钝化膜缺陷处吸附,并穿透钝化膜吸附于基体上。此处的铝元素由于被
活化而迅速溶解,于是钝化膜被破坏,形成电偶电池结构,在酸性介质的作用下,局部腐蚀电流较大,此时Cl-与溶解的A13+发生如下络合反应:Al3++Cl-+ H2O→AlOHCl++H+,使溶液的酸性进一步加强,腐蚀条件更加恶化。当Cl-浓度增高时,络合反应向右进行,钝化膜上的活性点会大大增加,在随后的碱洗过程中优先溶解,从而出现较为严重的斑点腐蚀。
pH值的促进作用
水洗水中的pH值小于2或者大于4时,很少发生斑点腐蚀。颜色发暗时的晶粒由灰色向黑色转变过程中,水洗槽中的pH值起到了一定的促进作用。
当水洗水中pH>4时,铝型材表面形成的钝化膜比较完整、致密,H+、Cl-的吸附、活化、破坏作用大大减弱,故型材很少甚至没有腐蚀发生;当pH<2时,铝型材表面处于活性溶解状态,无钝化膜形成,所以也不会出现斑点腐蚀。
5 结论
6063铝型材斑点腐蚀是因铝合金中阳极相Mg2Si的偏析、粗化引起的,而合金中杂质元素Zn及溶液中Cl-和pH值加速了斑点腐蚀的发生与发展。应适当调整合金中的镁硅元素质量比,不宜使硅元素含量过高,并合理安排时效制度以防止Mg2Si粒子的偏聚,以免影响铝型材的腐蚀性能。控制合金中微量元素Zn以及处理过程中溶液的Cl-浓度和pH值,减轻活性元素的负面影响。