铝合金

铝合金阳极处理
接近表面镀层处理
金属或合金的电化学氧化。将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性 、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。例如铝阳极氧化，将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的铝或其合金氧化 ，表面上形成氧化铝薄层 ，其厚度为5～20微米 ，硬质阳极氧化膜可达60～200微米 。阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达250～500千克／平方毫米，良好的耐热性 ，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ，优良的绝缘性 ，耐击穿电压高达2000V ，增强了抗腐蚀性能 ，在ω＝0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。氧化膜薄层中具有大量的微孔，可吸附各种润滑剂，适合制造发动机气缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。有色金属或其合金（如铝、镁及其合金等）都可进行阳极氧化处理，这种方法广泛用于机械零件，飞机汽车部件，精密仪器及无线电器材，日用品和建筑装饰等方面。
补充：除金属外，其他物质在阳极所引起的氧化作用，也称为“阳极氧化”
补充：在现实工艺中，针对铝合金的阳极氧化，比较多，可以应用在日常生活中，以为这种工艺的特性，使铝件表面产生坚硬的保护层，可用于生产厨具等日用品。但铸造铝的阳极氧化效果不好，表面不光良，还只能是黑色。铝合金型材就要好一点。


铝合金基本常识
一、分类： 展伸材料分非热处理合金及热处理合金
1.1 非热处理合金： 纯铝—1000系，铝锰系合金—3000系，铝矽系合金—4000系，铝镁系合金—5000系。
1.2 热处理合金： 铝铜镁系合金—2000系，铝镁矽系合金—6000系，铝锌镁系合金—7000系。
二、合金编号 ： 我国目前通用的是美国铝业协会〈Aluminium Association〉的编号。兹举
例说明如下： 1070-H14(纯铝)
2017-T4(热处理合金)
3004-H32(非热处理合金)
2.1第一位数：表示主要添加合金元素。
1：纯铝
2：主要添加合金元素为铜
3：主要添加合金元素为锰或锰与镁
4：主要添加合金元素为矽
5：主要添加合金元素为镁
6：主要添加合金元素为矽与镁
7：主要添加合金元素为锌与镁
8：不属於上列合金系的新合金
2.2第二位数： 表示原合金中主要添加合金元素含量或杂质成分含量经修改的合金 。
0：表原合金
1：表原合金经第一次修改
2：表

原合金经第二次修改
2.3第三及四位数：
纯铝：表示原合金
合金：表示个别合金的代号
＂-″：后面的Hn或Tn表示加工硬化的状态或热处理状态的鍊度符号
-Hn ：表示非热处理合金的鍊度符号
-Tn ：表示热处理合金的鍊度符号
2 铝及铝合金的热处理
一、鍊度符号 ： 若添加合金元素尚不足於完全符合要求，尚须藉冷加工、淬水、时效
处理及软烧等处理，以获取所需要的强度及性能。这些处理的过程称
之为调质，调质的结果便是鍊度。

鍊度符号 定 义
F 制造状态的鍊度
无特定鍊度下制造的成品，如挤压、热轧、锻造品等。
H112 未刻意控制加工硬化程度的制造状态成品，但须保证机械性质。
O 软烧鍊度
完全再结晶而且最软状态。如系热处理合金，则须从软烧温度缓慢冷却，完全防止淬水效果。
H 加工硬化的鍊度
H1n：施以冷加工而加工硬化者
H2n：经加工硬化后再施以适度的软烧处理
H3n：经加工硬化后再施以安定化处理
n以1~9的数字表示加工硬化的程度
n=2 表示1/4硬质
n=4 表示1/2硬质
n=6 表示3/4硬质
n=8 表示硬质
n=9 表示超硬质
T T1： 高温加工冷却后自然时效。挤型从热加工后急速冷却，再经常温十效硬化处理。亦可施以不影响强度的矫正加工，这种调质适合於热加工后冷却便有淬水效果的合金如：6063。
T3： 溶体化处理后经冷加工的目的在提高强度、平整度及尺寸精度。
T36： T3经6%冷加工者。
T361： 冷加工度较T3大者。
T4： 溶体化处理后经自然时效处理。
T5： 热加工后急冷再施以人工时效处理。
人工时效处理的目的在提高材料的机械性质及尺寸的安定性适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如：6063。
T6： 溶体化处理后施以人工时效处理。
此为热处理合金代表性的热处理，无须施以冷加工便能获得优越的强度。於溶体化处理后为提高尺寸精度或矫正而施以冷加工，如不保证更高的强度时，亦可当作是T6鍊度。
T61： 溶体化处理后施以温水淬水再经人工时效处理，温水淬水的目的在防止发生变形。
T7： 溶体化处理后施以安定化处理(亦及人工时效处理的温度或时间较T6处理高或长)。
其目的在改善耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形。
T7352： 溶体化处理后除去残余应力再施以过时效处理(亦及人工 时效处理的温度或时间较T6处理高或长)。
目的在改善耐硬力腐蚀裂。於溶体化处理后施以1~5%永久变形的压缩加工，以消除残余应力。
T8： 溶体化处理后施以冷加工再施以人工时效处理，冷加工时断面减少率为3%及6% 各为T83 及T86。
T9： 溶体化处理后人工时

效处理，最后施以冷加工，最后冷加工 的目的在增加强度。
二、软烧处理：
2.1目的：
展伸用材料包括压延用材料，挤压用材料及锻造用材料，通常其制造程序为：
铸造→热加工→冷加工→材料成品
在热加工或冷加工的过程中，材料发生加工硬化的情况，使强度变大或导致加工硬化的情况，使强度变大或导致加工性减低。为消除这些加工硬化，於冷加工前，中或后所施的热处理即为软烧处理，其目的在使材料具有使用上所需要的程度。
2.2分类：
由於软烧条件的不同而分：
2.2.1 部分软烧： 仅消除部份加工硬化，处理温度在再结晶温度以下，实际温度则 视强度而定，强度愈高则处理温度较低。
2.2.2 完全软烧： 处理温度在材料的再结晶温度或稍高使材料发生再结晶而完全消除加工硬化，亦使强度达到最低的状态。
软烧处里就时机而分：
2.2.3 中间软烧： 再冷加工开始之前或冷加工过程中，所加的软烧处理，通常为完全软烧，其目的在恢复其加工性，使接下去的加功能较顺利，及控制其组织状态，俾能适合於最终成品的要求。
2.2.4 最终软烧： 主要目的再调整成品最后的强度水准亦即调整鍊度。
3 加工常识
一、铝合金成型加工通常出现之缺陷：
缺 陷 原 因 改 善 对 策
● 胚料有瑕疵
1. 空心壳壁或凸缘之龟裂 1. 滚动缺陷(摺叠) 1. 改善品质管制
2. 起耳状物 2. 机械性质太过平均 2. 退火(如不致生晶粒生长)
工具有瑕疵
1. 引伸一开始，空心壳之
底部即被撕裂 。 1. 冲头或模之圆角太小。 1. 加大冲头或模之圆角。
2. 引伸末了，空心壳之底
部方被撕裂。 2. 引伸比太大，冲头未对准模孔中心。 2. 增加中间引伸，选用品质较佳之材料；若为方形空心壳则增加转角之冲模间隙。
3. 引伸刮痕。 3. 润滑不佳，工具表面之情况不佳(已磨耗)。 3. 使用特殊引伸用黄油(材料必须经磷酸盐处理或镀铜)，再光制工具表面(镀铬)，选用不易产生刮痕之材料。
4. 成品边缘有锯齿形，壳
表面有皱纹。 4. 模圆角太大，冲模间隙太大。 4. 再轮模或更换引伸模具
● 工具或机器之调整不常瑕疵
1.凸缘上有皱纹。 1.胚料架压力太小。 1. 增加胚料架之压力。
2. 成品之一边有抓伤或其他痕迹，而工具表明面显之痕迹。 2. 冲头未对准模孔中心，或倾斜一角度，而造成磨损。 2. 再轮磨或重新校准模具
3. 壳壁太粗，尤其是矩形深引伸成型成品为然。 3. 胚料架压力太小，或模之圆角太大。 3. 增加胚料架之压力，或於模与胚料架间制一加强之隆起。
4. 壳线有压平之皱纹或龟裂。 4. 胚料架压力太小，或冲模间隙太大。 4.

更换模具。
二、硫酸阳极处理通常出现之缺陷：
缺 陷 原 因 改 善 对 策
工作物件局部位置电击烧伤或穿孔 1. 工作物和阴极接触发生
短路。 1. 放置工作物於处理槽内
时，注意与阴极之距离
，避免发生接触。
2. 工作物彼此之间接触发
生短路。 2. 加大工作物间距离 。
3. 工作物件和夹具接触不
良。 3. 夹具使用前须加以清洗
，与工作物间须夹紧。
氧化膜极疏松，用手就可擦掉 1. 电解液温度太高。 1. 设法降低温度，例如进
行搅拌或开动冷却设备
，并控制温度差在±2℃
内。
2. 氧化处理时间太久。 2. 缩短氧化时间。
3. 工作电流密度太高。 3. 降低电流密度。
氧化膜带红色斑点或整个表面或局部表面发红 1. 导电棒和夹具之间的接
触不好令铜沉积在铝表
面。
1. 改善导电棒与夹具的接
触，材质改用铝材。
2. 接触中断，如导电中断 2. 加强氧化过程的检验。
氧化膜暗淡不够光亮或烧焦现象 1. 工作物件在槽中长时间
无给电，或断电后又给
电。 1. 经常检查纠正与电器维
修严格管制处理时程。
2. 硫酸溶液内溶存的铝业
增加导致氧化膜的透明
性变差，最后发生烧焦
现象。 2. 检验处理液中的铝量。
2.1 硫酸液中含铝量以1gm/l
左右为宜。
2.2 新液则添加12~13 gm/l
的硫酸铝。
氧化膜有黑斑或黑条纹 1. 电解液中有悬浮的杂质 1. 清理表面悬浮杂质。
2. 工作物件表面有油污渍
或其它污染物。 2. 彻底纠正除油液成份；
确实执行前处理。
3. 电解液中含铜和铁杂质
太多。 3. 分析后除去并定期更新
部份电解液。
4. 电解后工作物未洗乾净
就进行封孔。 4. 电解后工作物要立即清
洗乾净，避免处理液或
杂质残留於氧化膜表面
氧化膜局部表面被腐蚀 1. 氧化后氧化膜上的电解
液未洗乾净。 1. 加强氧化后的洗涤。
2. 深凹处藏有电解无洗乾
净。 2. 均加强氧化后的洗涤。
3. 电解液无洗乾净就进行
封孔处理。 3. 均加强氧化后的洗涤。
经重铬酸钾填充后氧化膜色淡而发白 1. 溶液温度低，填充时间
短。 1. 改正不适宜条件。
2. SO4-2含量太高。 2. 检查和校正SO4-2成份。
3. 氧化膜太薄。 3. 增加氧化处理时间。
氧化膜厚薄不均 1. 工作物表面附有污染物
未清理乾净。 1. 前处理须彻底将表面洗
净。
2. 处理槽内溶液搅拌不够
2. 加强搅拌作用。
3. 电流密度过高。 3. 一般硫酸液阳极处理的
电流密度以1~2A/dm2为
宜。
无色的工作物件经热水填充处理易沾上手印，水印，膜层发白 1. 封孔的温度和时间不够 1. 按适宜条件进行。
2. PH值不当 2. 调整PH值。
3. 溶液氢氧化铝太多。 3.

更换用水。
三、铬酸阳极处理通常出现之缺陷：
缺 陷 原 因 改 善 对 策
工作物件被烧伤 1. 零件和夹具间的接触不良。 1. 夹紧改进接触。
2. 零件和阴极接触，零件之间彼此接触。 2. 设法消除避免接触。
3. 电压太高。 3. 降低电压。
零件被腐蚀成深坑 1. 电解液中 CrO3 含量低。 1. 调整增加之。
2. 铝本身有缺陷，合金成份
不均匀。 2. 更换材料。
氧化膜薄，具发白现象 1. 夹具和导电棒之接触不良。 1. 改善接触条件。
2. 氧化时间短。 2. 加强氧化时间。
3. 电流密度小。 3. 调整电流密度。
氧化膜上有粉末 1. 电解液温度高。 1. 调整之。
2. 电流密度大。 2. 调整之。
膜层发黑 1. 工作物件上的抛光膏无洗乾净。
1. 加强氧化前的洗涤。
2. 原铝材料本身有问题。 2. 更换原材料。
氧化膜发红 1. 表面准备不好。 1. 改善准备工作。
2. 导电棒和零件夹具间接处不良。 2. 改善接触条件。
四、硬质阳极处理通常出现之缺陷：
缺 陷 原 因 改 善 对 策
氧化膜的厚度不够 1. 氧化的时间太短。
1. 增加氧化时间。
2. 电流密度太低。 2. 加大电流密度。
3. 氧化的面积计算不正确 3. 正确计算零件面积。
氧化膜层硬度不够高 1. 溶液温度高。
1. 降低电解液温度。
2. 电流密度太大。 2. 降低电流密度。
3. 膜层厚度太厚。 3. 缩小氧化时间。
氧化膜被击穿并烧坏工作物
件 1. 铝合金中含铜量高。 1. 更换原材料。
2. 工作物件散热不好。 2. 加强电解液搅动和冷却
3. 工作物件和挂具接触不良。 3. 设法使接触良好。
4. 氧化时给电太急。 4. 注意改善作业过程。




铝合金压铸件常见缺陷及产生原因
压铸件的缺陷特征,产生原因,防止方法
名称 流痕及花纹 网状毛翅 脆性 裂纹 缩孔缩松
特征及检查方法 外观检查:铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹,有明显可见的与金属基体颜色不一样无方向性的纹路,无发展趋势。 外观检查:压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹,随压铸次数增加而不断扩大和延伸 外观检查或金相检查:合金晶粒粗大或极小,使铸件易断裂或碰碎 外观检查:将铸件放在碱性溶液中,裂纹处呈暗灰色金属基体的破坏与裂开呈直线或波浪形,纹路狭小而长,在外力作用下有发展趋向裂纹有穿透和不穿透两种 解剖外观检查或探伤检查;缩孔表面呈暗色并不光滑,形状不规则的孔洞,大而集中的为缩孔,小而分散的为缩松
产生原因 1,首先进入型腔的金属液形成一个极薄的而又不完全的金属层后,被后来的金属液所弥补而留下的痕迹。2,模温过低3,内浇道截面积过小及位置不当产生喷溅。4,作用于金属液上的

压力不足花纹:涂料用量过多。 1,压铸模型腔表面龟裂2,压铸模材质不当或热处理工艺不正确3,压铸模冷热温差变化太大4,浇注温度过高5,压铸模预热不足6,型腔表面粗糙7,压铸模壁薄或有尖角 1,合金过热太大或保温时间过长2,激烈过冷,结晶过细3,铝合金含有锌铁等杂质太多4,铝合金中含铜超出规定范围 在铸件上由于应力或外力而产生的裂纹1,锌合金铸件的裂纹(1)锌合金中有害杂质铅,锡,铁和镉的含量超过了规定范围(2)铸件从压铸模中取出过迟(3)型芯的抽出或推出受力不均(4)铸件的厚薄相接处转变剧烈(5)熔炼温度过高 2,铝合金铸件的裂纹(1)合金中铁含量过高或硅含量过低(2)合金中有害杂质的含量过高,降低了合金的的可塑性(3)铝硅合金:铝硅铜合金含锌或含铜量过高;铝镁合金中含镁量过多(4)模具,特别是型芯温度太低(5)铸件壁厚有剧烈变化之处(6)留模时间过长(7)顶出时受力不均 3,镁合金铸件的裂纹(1)合金中铝硅含量高(2)模具温度低(3)铸件壁厚薄变化剧裂(4)顶出和抽芯受力不均匀 4,铜合金铸件的裂纹(1)黄铜中锌的含量过高(冷裂)或过低(热裂)(2)硅黄铜中硅的含量高(3)开模时间晚,特别是型芯多的铸件 缩孔是压铸件在冷凝过程中,内部补偿不足而造成的孔穴1,浇注温度过高2,压射比压低3,铸件在结构上有金属积聚的部位和截面变化剧烈4,内浇道较小
防止方法 1,提高模温2,调整内浇道截面积或位置3,调整内浇道速度及压力4,适当地选用涂料及调整用量 1,正确选用压铸模材料及热处理工艺2,浇注温度不宜过高尤其是高熔点合金3,模具预热要充分4,压铸模要定期或压铸一定次数后退火,打磨成型部分表面 1,合金不宜过热2,提高模具温度,降低浇注温度3,严格控制合金成分在允许的范围内 1,合金材料的配比要注意杂质含量不要超过起点要求2,调整好开模时间3,要使推杆受力均匀4,改变壁厚不均匀性 1,正确控制合金成分,在某些情况下:可在合金中加纯铝锭以降低合金中含镁量;或在合金中加铝硅中间合金以提高硅含量2,提高模具温度3,改变铸件结构4,调整抽芯机构或使推杆受力均匀 1,合金中加纯镁以降低铝硅含量2,模具温度要控制在要求的范围内3,改进铸件结构消除厚薄变化较大的截面4,调整好型芯和推,杆使之受力均衡 1,保证合金的化学成分合金元素取其下限:硅黄铜在配制时,硅和锌的含量不能同时取上限2,提高模具温度3,适当控制调整开模时间 1,改变铸件结构消除金属积聚及截面变化大处2,在可能条件下降低浇注温度3,提高压射比压4,适当改善浇注系统,使压力更好的传递