铝合金阳极氧化缺陷明细表

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铝合金阳极氧化的常见缺陷

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: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。

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。

如果确定腐蚀是大气腐蚀,则应检查工厂的存放条件。

铝材不应储存在温度最低的位置,以防水蒸汽冷凝。

存放处应干燥,温度尽量均匀。

阳极氧化缺陷分析

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。

5)缺陷名称:水斑定义:水分在复合膜(漆膜/皮膜)界面,以及氧化膜的微细孔中浸透的结果,部分因水而成沾湿状态,氧化膜所保持的乳白色消失了,因增加了透明感而发生的点状模样。

现象:透亮的漆制品较明显,着色产品周围较深,成为银色的具有透明感的点状。

即使是光泽消失了的漆制品也发生但不明显。

和水接触时间短的话,材料一干燥即消失。

铝型材氧化缺陷成因和对策

铝型材氧化缺陷成因和对策

定义:浸蚀后,残留在材料表面的浸蚀液的过度反应所引起的光泽不均。

现象:浸蚀后,转入水洗工序期间,材料表面部分变干,浸蚀面变为不均匀,变成光泽不均。

原因:(1)浸蚀液老化;(2)浸蚀液温度过高;(3)浸蚀后转入水洗的时间长;(4)气温高时易发生碱烧伤。

对策:(1)控制好浸蚀液(氢氧化钠、溶存铝量等);定义:由材料中含有的杂质引起的水洗中产生的斑点状腐蚀。

定义:由于杂质混入阳极氧化膜中使氧化膜带黄色。

现象:硫酸阳极氧化膜带黄色,这种氧化膜经点解着色,色调就不一样。

原因:(1)因点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,即低温点解、高电流密度点解,异常厚膜而产生。

对策:(1)降低合金、电解液中铁、硅的浓度;定义:点解中生成的气体或用于搅拌的空气积存在材料间隙、拐角等部位,致使定义:局部析出的ßMg2Si中间相,在阳极氧化后呈现黑斑或白斑。

现象:挤压方向上见到大致等间距的黑、白或灰色的斑点。

在这些斑点部位观察到许多镁-硅系的析出物,其硬度低。

原因:当挤压材与冷却板接触处(等间隔)受到急冷-换热的热过程中,析出ßMg2Si中间相。

析出中间相的铝表面在除污工序中粗糙化,并形成由阳极氧化处理导致的紊乱的氧化膜结构,也可以认为硅粒和未氧化的铝粒子发黑色。

对策:(1)利用冷却风扇控制换热;(2)减少与挤压接触的材料的热传导率。

分析:A6063S-T5 合金的维氏硬度(HV)试验载荷1.96N(200gf)定义:阳极氧化时,由于供电部分接触不好,设定电流值的错误等原因,未流过规定的电流,致使氧化膜几乎没有生成。

现象:氧化膜几乎没有生成,有时表面呈现彩虹色(干涉色),电解着色也不正常。

原因:(1)停电、电源故障等造成点解中断;(2)夹具恶化污浊、夹得不紧;(3)夹具的接触面积不够;定义:着色后部分色调差异,着色外观颜色不均。

定义:材料紧靠状态下进行点解着色时产生的着色不良。

6063_铝合金阳极氧化型材的色差缺陷浅析

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)摘要:为了解决6063铝合金阳极氧化和电解着色后出现色差缺陷,根据色差产生机理,结合现场生产记录和监控回放,跟踪调查色差产生的原因,最终通过对合金成分中Fe、Mn元素含量的控制以及着色电压等工艺参数的调整,得出消除阳极氧化型材电解着色后出现色差问题的最优措施。

铝棒合金成分中Fe元素含量控制在≤0.30%,Mn元素含量控制在≤0.025%,型材氧化后将会得到较好的砂面银白色和光面古铜色表面质量;从生产成本和颜色的稳定性来看,最佳的电解着色电压应该控制在15~16V之间。

各类铝材阳极氧化的性能、优缺点及应用

各类铝材阳极氧化的性能、优缺点及应用

各类铝材阳极氧化的性能、优缺点及应用在现实工艺中,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。

类型:硫酸阳极氧化性能:1 膜厚约为3-15微米2 膜层多孔,孔隙率为35%3 膜层脆,不导电,脱水后绝缘性能提高,热辐射能力高。

4 可以有机染料着色,可以电解着色:黄,红,绿,蓝,黑等。

特点:为了提高耐腐蚀性孔隙可以用四种方法封闭:A重铬酸盐封闭,为黄色,耐腐蚀性高;B聚合物进行二次封闭,大大提高耐腐蚀性;C沸水封闭,保持原色;D高压蒸汽封闭。

应用范围:1 铝合金零件防护。

2 零件着色。

3 要求光亮外观和一定的耐腐蚀性。

4 Cu大于4%的铝合金防护。

5 形状简单的对接气焊零件。

类型:铬酸阳极氧化性能:1 膜厚约为3微米,不透明。

2 膜厚致密,成灰色或乳白色。

3 染色能力不好,粘接力中等特点:1 对率合金的疲劳强度影响小。

2 可以显露缺陷和晶粒组织3 对零件尺寸和粗糙度影响小。

4 溶液的腐蚀性小。

应用范围:1 对疲劳性能要求较高的铸件。

2 要求检查加工工艺量的铸件。

3 气孔率超过三级的铸件。

4 Al-Si合金的防护。

5 精密零件的防护。

6 对接气焊零件或需胶结的零件。

7 检查晶粒度的铸件。

8 蜂窝结构面板的防护。

类型:草酸阳极氧化性能:1 膜层后度6-39微米2 孔隙直径大。

3 膜呈灰色至深灰色。

4 可以颜色,但成本高。

特点:1 电绝缘性最好,侵漆后和耐300-500V电压2 膜层耐腐蚀性好。

3 阳极氧化后使零件尺寸加大。

应用范围:1 要求有较高的电绝缘性能的精密仪器,仪表零件。

2 要求有较高的硬度和良好的耐腐蚀性的仪器,仪表零件。

类型:硬质阳极氧化性能:1 膜层厚可达50微米以上。

2 硬度高,可达300HV。

3 膜层脆性大。

特点:1 电绝缘性好。

2 耐磨性,耐热性,耐腐蚀性好。

铝表面阳极氧化处理方法及缺陷分析

铝表面阳极氧化处理方法及缺陷分析

铝表面阳极氧化处理方法及缺陷分析铝表面阳极氧化处理方法一、表面预处理无论采用何种方法加工的铝材及制品,表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷,如灰尘、金属氧化物(天然的或高温下形成的氧化铝薄膜)、残留油污、沥青标志、人工搬手印(主要成分是脂肪酸和含氮的化合物)、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。

因此在氧化处理之前,用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗,使其裸露纯净的金属基体,以利氧化着色顺利进行,从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。

(一)脱脂铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。

几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。

在这些方法中,以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。

二)碱蚀剂碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程,通常也称为碱腐蚀或碱洗。

其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理,以便进一步清理表面附着的油污赃物;清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。

从而使制品露出纯净的金属基体,利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。

此外,通过改变溶液的组成、温度、处理时间及其他操作条件,可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。

蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠,另外还添加调节剂(NaF、硝酸钠),结垢抑制剂、(萄糖酸盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精等)、多价螯合剂(多磷酸盐)、去污剂。

(三)中和和水清洗铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解,但却能溶于酸性溶液中,所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在除去挂灰和残留碱液,以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗,这种过程称为中和、光泽或出光处理。

其工艺过程是制品在300-400g/L 硝酸(1420kg/立方米)溶液中,室温下浸洗,浸洗时间随金属组成的不同而有差异,一般浸洗时间3-5 分钟。

铝合金阳极氧化常见缺陷及解决方法

铝合金阳极氧化常见缺陷及解决方法

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阳极氧化和封孔发现的缺陷及其特征

阳极氧化和封孔发现的缺陷及其特征

阳极氧化和封孔发现的缺陷及其特征、成因及对策本表示出了在阳极氧化和封孔中容易出现的缺陷的特征、成因和防治措施缺陷特征产生原因对策白斑(白点)表面有点状或水星状的白色花样,而氧化膜并未剥落合金中夹杂金属间化合物或其他异物,使氧化膜产生不连续处改善铸造和挤压,防止卷入异物;铝棒进行均匀化处理等表面有点状未着色部分,而氧化膜未剥落阳极氧化膜上附着碱雾末加大碱洗槽的排气能力,改变车间的气流方向等白灰阳极氧化发生的白灰见粉化(氧化灰)见粉化(氧化灰)封孔发生的白灰见粉化(封孔灰)见粉化(封孔灰)彩虹色(干涉色)阳极氧化膜出现彩虹色阳极氧化失败;如大气曝露后出现则表面有封孔灰全面检查工艺和设备粗晶表面(粗晶带)在挤压方向上呈粗晶条带或条纹,碱洗和阳极氧化使该缺陷显露挤压时,铝不能以均匀的速度流经模具;挤压比不够改进模具设计;加大挤压比点腐蚀阳极氧化膜上细微麻点,边缘处更为明显阳极氧化槽液氯化物含量高检查水质(槽液中去除氯离子非常困难)粉化(封孔灰)沸水封孔后发生的白灰,用湿布可以抹去;封孔灰不与染料作用,可与氧化灰相鉴别沸水封孔所用水的硬度高,如溶解了较多盐类的自来水更换封孔水;添加除灰剂;用20%(体积分数)的硝酸溶液洗灰,再用水清洗粉化(氧化灰)阳极氧化膜局部发生的白灰;湿布可以擦去,干燥后又再次出现阳极氧化局部过热槽液温度高;空气搅拌不充分;局部挂料太密黑斑阳极氧化后在挤压方向上大致等距离出现的黑、白或灰色斑挤压冷却时析出的Mg2Si中间相,使阳极氧化膜的结构紊乱加大加压的冷却风量;减小挤压件接触物的热导率焊合线明显中空型材在碱洗和氧化后出现发暗的线或带,偶尔在半中空挤压型材上发生挤压时,模具进口处金属的压力不够改进模具设计;加大挤压比碱洗流痕碱液在铝表面流动发生的碱蚀痕迹碱液局部腐蚀铝工件缩短碱洗槽转移到水洗的时间;降低碱洗液的温度;降低碱洗槽液的腐蚀性亮度下降阳极氧化膜的亮度明显下降并且感觉失光发暗挤压出口温度过高或冷却太慢;氧化温度低或电流密度大;碱洗不良或除灰不够;氧化槽液重金属离子高;封孔工艺不当;厚氧化膜引起发光针对各种可能的原因,对症采取措施;硫酸质量须严格把关,如铁含量不宜过高;核对氧化膜的厚度铝盐沉淀阳极氧化膜上有白色沉淀物硫酸氧化槽液中氯离子高或铝盐饱和而沉淀析出控制铝离子含量最好低于20g/L膜剥离阳极氧化膜发生脱膜阳极氧化过程曾发生突然中止检查氧化程序,排除故障膜发绿镍盐封孔(含冷封孔)后阳极氧化膜呈浅绿色,有时候经过大气曝露才显露微孔中吸收镍太多;封孔槽液镍离子过高或pH值过高调整封孔槽液的镍离子和pH值膜泛黄阳极氧化膜带黄色,致使着色的色调变化电解液或合金中铁硅等杂质掺入氧化膜中;阳极氧化温度低或电流密度高降低槽液和合金的铁硅含量;核对阳极氧化工艺条件膜厚不足未得到预计的膜厚挂料面积计算有误;电接触不良;恒电压阳极氧化改为恒电流阳极氧化;核对挂料面积;检查电接触膜厚不均用一根料的膜厚或同一挂料上下的膜厚不同挂料工件过于密集;阴阳极的面积比不当;槽液上下温差太大调整挂料之间、阴阳极之间的距离;合理布置阴极;加大槽液的循环量膜硬度下降(软膜)阳极氧化膜的硬度或耐磨性下降,硬质阳极氧化更为多见槽液温度或硫酸浓度高;槽液的循环或搅拌不够降低槽温和加强搅拌膜烧损阳极氧化膜局部灾难性的程度不同的浸蚀,或伴有金属溶解阳极氧化时局部过热,尤其多见于高铜铝合金的金属间化合物大块析出位置维持良好搅拌;保持槽液温度;控制电流上升速度,最好采用脉冲电源阳极氧化氧化膜发暗参见亮度下降氧化温度低或电流密度大,使膜厚高于正常值核对温度和电流密度氧化膜龟裂氧化膜发现裂纹(氧化,封孔、大气曝露或弯曲加工以后)沸水封孔发生由于膨胀产生的应力;由于电流密度太大发生硬质氧化;阳极氧化膜的塑性不够对症采取措施;冷封孔之后热水浸泡提高氧化膜的塑性氧化膜疏松膜的致密性差,疏松容易擦坏阳极氧化温度高;电流密度大;氧化时间长检查工艺参数并照章改正污灰封孔后发现的灰色或褐色的污灰阳极氧化前的除灰不干净检查硫酸除灰质量或改用硝酸除灰指纹腐蚀痕(指痕)手指接触后留下的指纹腐蚀痕迹手指上汗迹中的氯化物引起操作人员不能赤手接触工件。

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

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 alloyCHEN 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.Keywords: aluminum alloys,hard anodizing,coating defects引言铝及铝合金具有比强度高,塑性好,导电,导热性能优异,以及优良的加工性能和耐蚀性能,是广泛应用于各种工业领域,特别是航空、航天工业中的有色金属材料[1]。

阳极氧化封孔的缺陷以及解决方法

阳极氧化封孔的缺陷以及解决方法

铝合金的阳极氧化处理和表面涂覆技术是铝合金扩大应用范围、延长使用期限的关键,表面技术一直受到我国铝合金材料工业的特别关注。

而铝表面阳极氧化膜的封孔也是铝表面处理的重要一步,其能提高膜层的耐腐蚀性、耐磨性以及绝缘性,对工件起到良好的保护作用。

那么阳极氧化封孔又有那些缺陷,我们又应该怎么应对呢?封孔处理后常见的一些缺陷有一下几点:1、封孔白灰。

这是热封孔常见的缺陷。

起源于水中钙离子或镁离子过高,但是一般可以用湿布擦掉。

封孔灰应该与粉化膜区分,封孔灰不会与染料作用,而粉化的阳极氧化膜与染料能发生作用。

解决方法常在热封孔的纯水中加入ht410封孔抑灰剂,效果较好。

2、热封孔膜龟裂。

这种缺陷多见于硬质阳极氧化膜,尤其发生在抛光铝表面的热封孔膜上。

主要原因是由于热封孔时阳极氧化膜的热膨胀系数低,而金属铝的热膨胀系数高,使得氧化膜中产生大的拉应力所致。

此时一般应考虑降低阳极氧化的电流密度,或适当升高槽液温度来解决。

3、热封孔膜发黄。

这在热封孔中偶尔发生,主要由于水中铁或铜的污染,很可能是金属在热水中腐蚀引起的,一般铁或铜超过50μg/g就存在发黄的危险。

解决办法是一旦发现就立即更换溶液。

4、封孔不合格。

热封孔不合格的原因很多,主要有封孔温度低、pH值偏低、封孔时间短以及溶液中的杂质超标等。

在杂质控制中尤其要控制二氧化硅和磷酸根的含量。

针对封孔不合格的原因,采取相应措施。

一般槽液温度应该高于95摄氏度,pH值保持在6.0左右,封孔时间应该维持在阳极氧化时间的一倍以上。

以上都是我总结的一些热封孔工艺中常见的问题,以及解决方案。

其实这些问题也可以尽量去避免,在封孔处理的时候注意操作规范,减少槽液的污染和杂质含量。

最好的话,可以使用槽液耐杂质离子和耐干扰性比较好的高温封孔剂。

铝合金型材氧化膜缺陷原因

铝合金型材氧化膜缺陷原因

表面处理】铝合金型材氧化膜缺陷原因铝合金建筑型材氧化膜质量缺陷原因1氧化膜质量缺陷氧化膜质量的主要缺陷是氧化膜厚度和封孔度质量达不到铝合金建筑型材标准GB/T5237-200所规定的要求,不能保证在正常使用情况下铝型材的耐腐蚀、耐候性等性能指标。

1.1 氧化膜厚度缺陷氧化膜厚度是阳极氧化膜技术指标中最重要的指标,对铝型材的耐腐蚀、耐磨性、耐候性起着重要的作用,直至影响铝型材的使用寿命。

氧化膜厚度的主要技术指标是氧化膜的最小平均厚度和最小局部厚度。

氧化膜厚度出现的主要问题是膜厚达不到标准规定的最小值。

国内目前普遍采用的阳极氧化方法是直流电硫酸阳极氧化法,即采用10%~20%的硫酸作为电解液,保持直流电压15~20V,电流密度1~2A/dm2,电解液温度15~20℃,氧化时间在30分钟以上,就可保证铝型材的氧化膜厚度达到标准规定10um以上。

(硫酸 :H2SO412~25wt%,浴溫21℃,電流密度 260A/m,電壓 12~22V.合理)该方法影响氧化膜形成和生长的主要因素有电解液温度、成分及其浓度、电流密度、直流电压、氧化时间和合金成分。

电流密度低,氧化时间不足,电解液温度偏高或局部过热,合金中Cu, Si, Fe含量过高等都会影响到氧化膜的厚度及色差。

从技术角度采取以下措施是能够保证氧化膜厚度合格:1、合理控制电流密度和电压,保持稳定;2、加强电解液的搅拌,保证温度均匀;3、保证电解液的成分和浓度;4、保证足够的氧化时间;5、铸锭熔铸时注意控制成分,提高合金成分的均匀性。

正常的阳极氧化过程,阳极氧化膜的厚度是随着阳极氧化的时间增加而增加的,当然随着时间的增加,生产成本也会增加,实践证明平均每吨铝型材氧化膜厚度每增加1um,将增加成本100~120元。

一些生产厂家为了降低生产成本而不惜缩短阳极氧化时间,降低阳极氧化膜的厚度,这是造成氧化膜不合格的首要原因,技术上的工艺因素只是次要的。

1.2 封孔质量缺陷封孔是铝型材在阳极氧化后,将氧化膜外表面的多孔质层封闭,减少氧化膜的孔隙及其吸附能力的一道工序,从而提高氧化膜的耐腐蚀性、防污染和电磁绝缘性能,从根本上保证铝型材使用时的寿命。

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。

2.1铸锭质量的影响6063铝合⾦的主要相组成是:α(Al)固溶体、游离Si(阳极相)和F eAl3(阳极相);当铁含量⼤于时,有β(F e Si Al)(阳极相);⽽当铁含量⼩于时,有α(F e Si Al)(阴极相);其他可能的杂质相是:MgZn2、CuAl2等。

5052铝合金阳极氧化黑条缺陷分析

5052铝合金阳极氧化黑条缺陷分析

2021年第5期总第262期《铝加工》工艺技术作者简介:吴春江(1981-),男,云南人,工程师,主要从事铝合金压延加工工艺研究。

收稿日期:2021-08-115052铝合金阳极氧化黑条缺陷分析吴春江(中铝瑞闽股份有限公司,福州350015)摘要:利用扫描电镜和能谱仪对阳极氧化后出现了黑色条纹及斑点的5052铝合金进行了分析,发现其含有N 、Mg 、S 、P 、C 、F 等杂质元素。

对杂质产生的原因进行了分析判断,并提出改进措施。

通过采取改进热轧辊刷压靠、确保辊刷清辊效果和提高终轧温度、减少铝粉和乳液残留,确保冷轧板坯表面干净无残留等系列预防措施后,阳极氧化表面的黑条现象得到有效控制。

关键词:5052铝合金;阳极氧化;氧化黑条;能谱分析景。

中图分类号:TG 178.2文献标识码:A文章编号:1005-4898(2021)05-0035-03doi :10.3969/j.issn.1005-4898.2021.05.080前言铝合金材料的硬度较低,耐磨性较差,可以通过阳极氧化的方式在其表面生成一层氧化膜,以提高其表面硬度、耐磨性及耐蚀性,该技术在工业领域应用广泛[1]。

同时,阳极氧化膜着色后能够制出各种色彩的装饰外观,可以用来制作笔记本、手机等电子产品的外壳[2]。

5052合金铝板材具有良好的成形加工性能、抗蚀性、中等强度等,广泛运用在制造飞机油箱、油管以及交通车辆、船舶的钣金件、电子3C 产品的结构件和外观件等工业和民用消费领域。

其中,国产5052阳极氧化材近几年在国内手机和笔记本电脑外观件上的应用比例大幅提高,性价比极高,有逐渐取代进口材料的趋势。

本文分析了5052铝合金轧制板阳极氧化后出现的黑条缺陷产生的原因,并提出了相应的解决措施。

1试验材料及方法铝合金阳极氧化工艺流程主要包括以下环节:样品打磨除油→水洗→碱蚀→水洗→中和→阳极氧化→封闭晾干[3]。

为了获得质量完好的铝合金阳极氧化层,进行阳极氧化的铝板表面需平整,否则容易出现黑色斑点及条纹等缺陷[4-5]。

铝合金阳极氧化缺陷明细表(同名6664)

铝合金阳极氧化缺陷明细表(同名6664)

铝合金阳极氧化缺陷明细表(同名6664)目录1.铝及铝合金氧化表面处理制品的表面缺陷 (4)Q001手印腐蚀 (5)Q002擦划伤 (6)Q003 粘连 (7)Q004砂粗 (8)Q005砂轻 (9)Q006脱脂不良 (10)Q007氧化气泡 (11)Q008脱膜不净 (12)Q009雪花状腐蚀 (13)Q010氧化白点 (14)Q011电伤 (15)Q012夹渣 (16)Q013氧化膜剥落 (17)Q014黑点 (18)Q015爆膜 (19)Q016封孔起彩 (20)Q017针孔腐蚀 (21)Q018色差 (22)Q019酸碱水腐蚀 (23)Q020封孔起灰 (24)Q021无漆膜 (25)Q022麻点 (26)Q023电泳气泡 (27)Q024氧化膜粉化 (28)Q025 复合膜发黄 (29)Q026凝胶粘附 (30)Q027漆留痕 (31)Q028水斑 (32)2.氧化表面处理制品的外观性能缺陷 (33)Q029封孔不合格 (34)Q030氧化膜厚度不达标 (35)Q031漆膜铅笔硬度不达标 (36)Q032漆膜耐腐蚀性不合格 (37)3.氧化表面处理制品的尺寸精度 (38)Q033扎线痕超标 (39)Q034返工壁厚薄 (40)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。

3.氧化表面处理制品的尺寸缺陷,在生产中所占废品率不多,主要有返工壁厚薄、扎线痕超标等。

4.氧化表面处理制品的外观性能缺陷主要有封孔不合格、氧化膜厚度不达标、漆膜铅笔硬度不达标、漆膜耐腐蚀性不达标等5.下面以列表的方式对各种缺陷的名称(英文对照按美国AA标准和数据技术语篇)、起因、定义、特征及对策进行较为全面的说明,供广大技术人员、生产人员、质检人员作为工作和学习参考。

铝合金手机外壳阳极氧化不良原因分析

铝合金手机外壳阳极氧化不良原因分析

导电接触不良:
无氧化膜或膜层不完整等现象,主要是由于夹具和制 件接触不好,导电不良或者是由于夹具上氧化膜层未 彻底清除所致
导电接触面:
导电棒应选用铜或铜合金材料并要保证足够接触面积。 夹具与零件接触处,既要保证电流自由通过,又要尽
可能减少夹具和零件间的接触印痕。接触面积过小,
电流密度太大,会产生过热易烧损零件和夹具。
清洗水腐蚀(又称雪花状腐蚀):
当工件在碱洗 ,化学抛光 ,或硫酸除灰 后 ,水洗有时会 出现星形或辐射状斑点 ,腐蚀 深度很浅 ,清洗水污染 严重或溢流水洗的流 速低时易出现这种腐蚀 ,由于其 外观类似于 雪花形结晶 ,故又称雪花状腐蚀。其原因
氯化物腐蚀:
硫酸阳极氧化槽液中存在少量氯化物也 容易导致点蚀 ,其外观 特征是深的星形黑点 , 在工件边角位置或其它高电流密度区域 更为 密集。点蚀位置处没有阳极氧化膜 ,其余“正 常” 区域的 膜厚也低于预期膜厚值。自来水 中含盐量高是槽液中 Cl - 污染
三 氧化膜疏松粉化。
温度过高无冷却装置:
这一类故障多发生在夏季,尤其是没有冷却装置的硫 酸阳极化槽,往往处理1-2槽零件后,疏松粉化现象 就会出现,明显地影响氧化膜的质量。
电压高电解液温度过高:
由于铝合金阳极氧化膜电阻很大,在阳极氧化工艺过 程中会产生大量焦耳热,槽电压越高产生热量越大,
Hale Waihona Puke 从而导致电解液温度不断上升。所以在阳极氧化过程
中,必须采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一 定范围。一般情况下,温度应控制在13~26℃,氧 化膜质量较佳。若电解液温度超过30℃,氧化膜会产 生疏松粉化,膜层质量低劣,严重时发生“烧焦”现 象。另外,当电解液温度恒定时,阳极电流密度也必 须予以限制,因为阳极电流密度过高,温升剧烈,氧 化膜也易疏松呈粉状或砂粒状

抛光、氧化铝表面典型缺陷

抛光、氧化铝表面典型缺陷

抛光、氧化铝表面典型缺陷氧化表面典型缺陷(2)该文件描述了以下表面缺陷,这些缺陷既可能由半成品或原材料缺陷造成,也可能在继续加工中产生:●灰线●抛光纹●鱼尾●腐蚀●条纹●收缩凹陷●挤出纹灰线(3)●类型形态●线性缺陷,在光亮氧化表面出现●挤出方向及以小角度向挤出方向延伸的缺陷●可能原因●溶液中有非金属杂质,硼化钛和/或铝镁混氧化物。

ALMINOX型材中因为杂质产生的缺陷量<<0,5 %!●型材/半成品裂缝●机械损伤,如划痕、拉弯时夹具造成的压痕等●严重的抛光纹●光学显微镜和REM中的边界●由杂质产生的灰线在光学显微镜中以“珍珠项链”点状缺陷出现。

每个缺陷要么是杂质,要么是含有杂质的孔,这些杂质在抛光槽中溶解。

如果对灰线是否由杂质造成存有疑问,可以进行大量的纵向切割,此后杂质线还必须大量存在。

●由表面预先损伤(如“划痕”)造成的灰线在光学显微镜中具有锋利的棱边。

灰线边缘通常有些凸出,并且通常很长(几厘米),而且可能是在和夹具接触的区域。

还有一个由于预先损伤造成灰线的标志是,零件上的灰线通常出现在相同的位置。

灰线:原因——非金属杂质(4)Pressrichtung 挤出方向Aufsicht im Lichtmikroskop: 光学显微镜俯视图:Einschlüsse sind als einzelne Punkte zu erkennen 杂质是单独的点weiss: reguläre intermetallische Phasen 白色:正常的金属间的状态schwarz: nicht-metallische Einschlüsse 黑色:非金属杂质Längsschliff im REM REM中纵向磨片Längsschliff im Lichtmikroskop 光学显微镜中纵向磨片灰线:原因——机械损伤(5)Pressrichtung 挤出方向Aufsicht im Lichtmikroskop: 光学显微镜俯视图:Die Zeile weist scharf abgegrenzte Ränder auf 灰线有清晰的分界边抛光纹(6)●类型描述●抛光纹用肉眼观察很像小划痕,在底色中散发金属光泽,可以延挤出方向或者以一定角度延挤出方向延伸。

铝型材氧化缺陷成因和对策

铝型材氧化缺陷成因和对策

铝型材氧化缺陷成因和对策文件管理序列号:[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]定义:由于过度浸蚀变成粗糙表面。

现象:由于浸蚀表面粗糙,变成梨皮状态。

不仅降低光泽而且过度溶解甚至影响尺寸精度。

定义:浸蚀后,残留在材料表面的浸蚀液的过度反应所引起的光泽不定义:由材料中含有的杂质引起的水洗中产生的斑点状腐蚀。

现象:阳极氧化前的含硫酸水洗水中(硫酸脱脂或中和后)发生的斑点腐蚀,因其形状类似雪花结晶而得名。

而且正常部分的表面有时也变为闪闪发光的梨皮状花样。

原因:含在材料中的微量锌和镓与溶存在阳极氧化前的水洗中的硫酸根和氯离子发生反应而产生的。

表明面之所以成梨皮状,是因为不同晶界与晶粒取向引起溶解量的不同,也有材料中锌的影响。

水洗和浸蚀中发生,与光亮花样相类似的现象。

但在硝酸去污后的水洗中不发生。

定义:点解时材料的重置,异常接近等原因,氧化膜不能正常生成。

现象:未生产氧化膜的部分及氧化膜非常薄的部分中可以看到紧邻型材的痕迹,有时部分地呈现彩虹色(干涉色)定义:点解中生成的气体或用于搅拌的空气积存在材料间隙、拐角等部定义:局部析出的?Mg2Si中间相,在阳极氧化后呈现黑斑或白斑。

定义:阳极氧化后氧化膜表面生成白粉。

现象:阳极氧化后氧化膜变为白色粉末,不透明,容易用手擦除去。

原因:在高温、高浓度的点解液中长时间点解时,或点解后的浸渍时间过长时,氧化膜因化学溶解而粉化。

对策:(1)降低电解液的温度、浓度;定义:阳极氧化时,由于供电部分接触不好,设定电流值的错误等原因,未流过规定的电流,致使氧化膜几乎没有生成。

现象:氧化膜几乎没有生成,有时表面呈现彩虹色(干涉色),电解着色也不正常。

原因:(1)停电、电源故障等造成点解中断;定义:阳极氧化膜混入杂质,氧化膜结构不同等原因,造成氧化膜为乳定义:着色后部分色调差异,着色外观颜色不均。

现象:点解着色的色调模糊深浅不均匀。

原因:(1)阳极氧化后水洗不充分或者长时间的水洗;(2)用异常的水质进行水洗;定义:碱溶液附着在待点解着色材料上产生的液流痕状颜色不均。

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目录
1.铝及铝合金氧化表面处理制品的表面缺陷 (4)
Q001手印腐蚀 (5)
Q002擦划伤 (6)
Q003 粘连 (7)
Q004砂粗 (8)
Q005砂轻 (9)
Q006脱脂不良 (10)
Q007氧化气泡 (11)
Q008脱膜不净 (12)
Q009雪花状腐蚀 (13)
Q010氧化白点 (14)
Q011电伤 (15)
Q012夹渣 (16)
Q013氧化膜剥落 (17)
Q014黑点 (18)
Q015爆膜 (19)
Q016封孔起彩 (20)
Q017针孔腐蚀 (21)
Q018色差 (22)
Q019酸碱水腐蚀 (23)
Q020封孔起灰 (24)
Q021无漆膜 (25)
Q022麻点 (26)
Q023电泳气泡 (27)
Q024氧化膜粉化 (28)
Q025 复合膜发黄 (29)
Q026凝胶粘附 (30)
Q027漆留痕 (31)
Q028水斑 (32)
2.氧化表面处理制品的外观性能缺陷 (35)
Q029封孔不合格 (36)
Q030氧化膜厚度不达标 (37)
Q031漆膜铅笔硬度不达标 (38)
Q032漆膜耐腐蚀性不合格 (39)
3.氧化表面处理制品的尺寸精度 (40)
Q033扎线痕超标 (41)
Q034返工壁厚薄 (42)
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。

3.氧化表面处理制品的尺寸缺陷,在生产中所占废品率不多,主要有返工壁厚
薄、扎线痕超标等。

4.氧化表面处理制品的外观性能缺陷主要有封孔不合格、氧化膜厚度不达标、
漆膜铅笔硬度不达标、漆膜耐腐蚀性不达标等
5.下面以列表的方式对各种缺陷的名称(英文对照按美国AA标准和数据技术
语篇)、起因、定义、特征及对策进行较为全面的说明,供广大技术人员、生产人员、质检人员作为工作和学习参考。

1.铝及铝合金氧化表面处理制品的表面缺陷
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。

Q001手印腐蚀
外观:
手印腐蚀发生原因:
Q002擦划伤
外观:
擦划伤
Q003 粘连
外观:
粘连发生原因:
外观:
砂粗发生原因:
外观:
砂轻发生原因:
Q006脱脂不良
外观:
脱脂不良发生原因:
Q007氧化气泡
外观:
氧化气泡发生原因:
Q008脱膜不净
外观:
脱膜不净发生原因:
Q009雪花状腐蚀
外观:
雪花状腐蚀发生原因:
Q010氧化白点
外观:
氧化白点发生原因:
Q011电伤
外观:
电伤发生原因:
Q012夹渣
外观:
夹渣发生原因:
Q013氧化膜剥落
外观:
氧化膜剥离发生原因:
Q014黑点
名称黑点
起因阳极氧化英文Black point
定义:铝材表面产生的黑色星状腐蚀坑
特征:呈黑色点状不规则分布,腐蚀点的位置没有氧化膜
外观:
黑点
发生原因:
1.氧化电解液中氯离子浓度过高。

对策:
1.更换槽液,保证氧化槽液的稳定。

Q015爆膜
外观:
爆膜发生原因:
Q016封孔起彩
外观:
封孔起彩发生原因:
Q017针孔腐蚀
外观:
针孔腐蚀发生原因:
Q018色差
外观:
色差
Q019酸碱水腐蚀
外观:
酸碱水腐蚀发生原因:
Q020封孔起灰
外观:
封孔起灰发生原因:
Q021无漆膜
外观:
无漆膜发生原因:
Q022麻点
外观:
麻点发生原因:
Q023电泳气泡
外观:
电泳漆膜发生原因:
Q024氧化膜粉化
外观:
氧化膜粉化发生原因:
Q025 复合膜发黄
Q026凝胶粘附
Q027漆留痕
名称漆留痕
起因电泳英文acid slobbery stain
(film)
定义:电泳型材固化后,型材表面有漆斑或漆流痕。

特征:漆膜表面有不规则分布的漆斑或漆流痕。

外观:
漆留痕
发生原因:
1.电泳出槽后停留时间过长;
2.涂料的浓度不当;
3.电泳后水洗不充分;
4.RO2水洗槽固体份过高;
5.导电梁上有酸碱水滴下。

对策:
1.电泳起槽后的停留时间在 1 min 以内;
2.严格按照工艺要求控制涂料浓度;
3.适当延长电泳后的水洗时间;
4.降低RO2水洗槽固体份;
5.氧化工序要充分喷淋水洗大梁。

Q028水斑
Q029着色气泡
2.氧化表面处理制品的外观性能缺陷
氧化表面处理制品的外观性能缺陷主要有封孔不合格、氧化膜厚度不达标、漆膜铅笔硬度不达标、漆膜耐腐蚀性不达标等。

一般情况下此类缺陷一旦产出往往是批次报废,损失惨重,必须时时注意防止。

Q029封孔不合格
外观:
封孔不合格发生原因:
外观:
氧化膜厚度不达标发生原因:
Q032漆膜耐腐蚀性不合格
3.氧化表面处理制品的尺寸精度
氧化表面处理对制品尺寸的影响较低,此类缺陷较少,往往是从前道工序流入,本道工序影响的主要集中在扎线痕超标、返工壁厚薄两种缺陷上。

Q033扎线痕超标
外观:
扎线痕
Q034返工壁厚薄。

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