7075厚板阳极氧化截面色差研究

2
厚板边部
3
4
5
厚板心部
6
固溶制度 475 ℃
（/ 80+10）min
冷却速率 （/ ℃ ⋅ s-1）
T6
10
40
70 120 ℃/24 h
10
40
70
温度／ ℃
时间／s
图 1 Gleeble 实测降温曲线
1.2 阳极氧化膜制备及色差分析 采用硫酸进行阳极氧化，电解液为210 g/L H2SO4
溶液，阳极氧化温度为 30 ℃，电流密度控制为 1.4 A/dm2。采用 YS3060 高精度分光测色仪测试阳 极氧化后 7075 铝合金厚板截面不同位置的明度 L 值。采用GD profile 2辉光放电光谱仪（GDOES）对阳 极氧化膜及基体成分随厚度分布进行定量分析。 1.3 组织分析
说，阳极氧化后容易出现厚度截面色差缺陷，影响
1 实验材料及测试方法
1.1 冷却速度模拟
厚板阳极化后的表面质量。王春晖[9]等研究了热轧
试验材料为 60 mm 厚 7075 铝合金商用厚板。
道次加工率、中间退火温度、冷轧加工率对 5052 对其心部和边部样品预先进行 475 ℃/80 min 固溶处
铝合金板材厚度方向组织均匀性和性能的影响，研 理，随后在 3500 Gleeble 试验机上进行短时 475 ℃/
究结果表明 5052 铝合金板材氧化着色后是否出现 10 min 固溶保温，最后分别在 10 ℃/s、40 ℃/s 及
“亮线”主要是由板材的组织均匀性决定的，通过 70 ℃/s 不同淬火冷却速率下进行冷却处理。实验方
作者简介：肖翔 （1986-），女，江西吉安人，博士，高级工程师，主要从事航空航天用变形铝合金材料研究。 收稿日期：2021-01-06
率下 7075 厚板不同厚度截面上的显微组织及其对应的阳极氧化后亮度值。研究结果表明，影响 7 × × × 系厚板截面异色的主
要原因是由于从厚板边部到心部 MgZn2相的不均匀析出。淬火后有大量的纳米级 ƞ 相析出于晶内和晶界处，阳极氧化过程中
形成的 ZnSO4和 Zn （OH） 2腐蚀产物较多不能及时溶解排出，沉积在铝界面处，从而使阳极氧化后宏观表现为厚板中心亮、
膜。而对于高品质表面的铝合金材料来说，阳极氧 同淬火冷却速率下 7075 厚板不阳极氧化后的 组织和阳极氧化性能，最终获得了淬火冷却速率对
铝或铝合金可能出现一定的外观缺陷 [3- ， 8] 如氧化 7 × × × 系厚板阳极氧化色差缺陷的影响规律。
泛黄、着色不均等，从而影响合金的正常使用。 对于具有一定合金化程度的 7 × × × 系厚板来
doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2021.02.06
0 前言
退火和冷变形工艺优化可以调整组织均匀性，减少
“亮线”。刘诗超[10]等研究了铝合金锻件阳极氧化膜
7 × × × 系铝合金由于具有比强度高、密度小、 发黑缺陷。他们发现，阳极氧化过程中晶粒内部大
弹性模量大、加工性能好等突出的优良特性，被广 量存在的可溶性弥散析出相造成了氧化膜中的大量
铝合金阳极氧化后色差的因素主要是铝合金材料因 素，如区域偏析、第二相分布、织构分布等，但是对于 影响7 × × × 系厚板截面异色的影响机制仍不清楚。
性的有效方法。通过改变电解液的类型、浓度及其
本文系统研究了淬火冷却速率和宏观偏析对于
他工艺条件可得到满足不同性能要求的阳极氧化 阳极氧化后截面异色的影响，采用热压缩研究了不
两端黑。厚板铸造过程中带来的主合金元素宏观偏析 （厚度截面边部高，心部低） 会影响厚板淬火和时效后其边部和心部
的析出相含量有差异，从而引起阳极氧化后厚度截面处存在色差缺陷。
关键词：7075 铝合金；阳极氧化；色差；淬火冷却速率
中图分类号：TG174.4，TG146.21
文献标识码：A
文章编号：1005-4898 （2021） 02-0023-05
采 用 SPECTROLAB LAVM12 依 照 GB/T 79992015 要 求 检 测 板 材 不 同 厚 度 的 化 学 成 分 。 采 用 TEM 对淬火态样品的显微组织进行分析，主要观察 不同淬火冷却速率下材料的微观组织和结构、第二 相的形貌、大小、分布。透射电镜试样经机械减 薄后双喷穿孔，电解液为高氯酸酒精溶液，温度
泛用于制作各种高负荷的零件和构件[1-2]。为了达到 细小孔洞缺陷，这些缺陷彻底改变了氧化膜的结
一定的力学性能，铝合金中添加的 Zn、Mg 和 Cu 等 构，造成了氧化膜颜色发黑严重。目前已知的影响
合金化元素会明显降低合金的耐腐蚀性能，而耐腐 蚀性能是衡量铝合金的重要性能指标之一，因而提 高铝合金的耐腐蚀性能使其得到更广泛的应用非常 重要。阳极氧化处理是提高铝合金的耐蚀性及耐磨
为-25 ℃，电压为 75 V，电流为 20~30 mA。
2 实验结果
2.1 7075 厚板宏观偏析 图 2 为 60 mm 厚 7075 厚板宏观偏析情况。可以
看出，从厚度截面边部至心部，Zn、Mg 和 Cu 主元 素含量逐渐降低，其中心部的合金成分最低。厚度 表层和 1/4 厚度处主合金元素 Zn、Mg 和 Cu 的含量 有所降低，但降低幅度不明显；而厚度中心处成分 偏析最为严重，Zn 元素较边部降低 5.3%，Cu 元素 较边部降低 12.5%，Mg 元素较边部降低 7.4%。 2.2 淬火冷却速率对显微组织的影响
《铝加工》
2021 年第 2 期总第 259 期
工艺技术
7075 厚板阳极氧化截面色差研究
肖 翔 1，周泽宇 1，高 崇 1，刘 成 1，温庆红 2
（1. 中铝材料应用研究院有限公司，北京 102209；2. 西南铝业 （集团） 有限责任公司，重庆 401326）
摘要：7075 厚板阳极氧化后容易出现厚度截面色差缺陷，这会影响厚板阳极化后的表面质量。为此研究了不同淬火冷却速
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肖 翔，等：7075 厚板阳极氧化截面色差研究
工艺技术
案如表 1 所示，实测降温曲线如图 1 所示。固溶后 切取部分样品进行 T6 时效处理。
表 1 热压缩试验方案
样品编号 位置
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