铝件6063材料 阳极氧化为什么会出现白点,,
看你图片上白色的情况有两种:
1.
白色点状腐蚀点:你的产品应该是冲压冲件吧,一般来说没有砂孔,有点像是化抛后表面的硅没有除干净,这种在氧化后染色前就能看到,另外一种可能是氧化膜太薄,或是水洗不干净造成。
2.
白色片状和黑色片状:这种可能是染色时候产生的流挂现象,加强染色后面的水洗,做黑色最后能抽换一槽水,另外封孔如果没有洗干净就很有可能出现那种白色的,因为封孔剂干了后就是这样的了。
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。
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FeAl3(阳极相);当铁含量大于时,有β(FeSiAl)(阳极相);而当铁含量小于时,有α(FeSiAl)(阴极相);其他可能的杂质相是:MgZn2、CuAl2等。
生产中,由于非平衡结晶过程而获得的6063铝合金铸锭往往存在宏观偏析或晶内偏析现象。因此,铸锭中的Si、Mg、Zn、Cu等元素分布不均匀。而一些铝型材加工企业缘于经济方面的因素,一般很少对小规格(如φ100 mm以下)的铸锭进行均匀化退火处理,以消除偏析现象,从而为“白斑”的产生创造了条件。
2.挤压-热处理工艺的影响
为提高生产效率,在生产操作中,常采用低温高速挤压,由于挤压速度引起的“热效应”使制品在模具出口处的淬火温度大大提高,而在固定出料台上与表面温度为80~110℃(或略低)的石墨板(或轮)接触时,型材表面就会因受到“急冷换热”作用而使该部分的合金元素Mg、Si的浓度比正常部位的偏高一些。
在随后的人工时效过程中,该部位就会析出粗大的β′(Mg2Si)相;未经均匀化退火处理且加热温度偏低的6063铝合金铸锭由于挤压时所引起的“热效应”不足以使型材的淬火温度升高到500℃以上,这不但会使铸锭中的一少部分β(Mg2Si)相保留在型材组织中,还会使高温固溶于α(Al)基体相中的Mg、Si元素发生如上述中所讲的变化。这些因素为“白斑”的产生准备了组织上的条件。
3.表面碱蚀处理的影响
对Si含量大于Fe的含量,过剩Si在α(Al)晶内或晶界附近偏聚而形成游离单晶Si相。阴极相Si与偏析出的阳极相Mg2Si,或阳极相α(Al)基体与粗大的阴极相Mg2Si在碱蚀液中发生了“原电池效应”;其结果是:游离Si周围的α(Al)固溶体快速溶解或者粗大的Mg2Si相优先于α(Al)固溶体溶解,从而在型材表面留下了一个个浅而平的“腐蚀坑”
此外,有些学者提出:白斑与NaA1O2的水解反应有关。当Al3+浓度与总的NaOH浓度之比大于0.35时,NaAlO2稳定性下降而水解析出的Al(0H)3沉淀在铝材表面,由于水洗不彻底,也容易出现斑点或块状“白斑”。
然而,笔者认为:这主要与碱蚀添加剂中所含结垢抑制剂(如羟基羧酸盐、酒石酸钠等)的作用有关。具体而言,在稳定的碱蚀工艺条件下,羟基羧酸盐能与Al(0H)3发生可逆络合反应而生成可溶性络合阴离子:
4.硫酸阳极氧化工艺的影响因素
一般地,当硫酸浓度太高、或电解温度过高、或者氧化槽硫酸溶液中Al3+含量大于20 g/L时,随着Al3+的增加,处于正常温度(20℃左右)下的下列电离平衡状态式被破坏,使硫酸氧化槽中的Al(0H)3呈絮状沉淀析出并附着于型材表面沟槽或Al2O3膜针孔内,清水洗不净,封孔也不易;风干后,表面即出现白色斑点。
1. 常见故障及分析
(1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后,发生局部无氧化摸,呈现肉眼可见的黑斑或条纹,氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。此类故障虽不多见但也有发生。
上述故障原因,一般与铝和铝合金的成分、组织及相的均匀性等有关,或者与电解液中所溶解的某些金属离子或悬浮杂质等有关。铝和铝合金的化学成分、组织和金属相的均匀性会影响氧化膜的生成和性能。纯铝或铝镁合金的氧化膜容易生成,膜的质量也较佳。而铝硅合金或含铜量较高的铝合金,氧化膜则较难生成,且生成的膜发暗、发灰,光泽性不好。如果表面产生金属相的不均匀、组织偏析、微杂质偏析或者热处理不当所造成各部分组织不均匀等,则易产生选择性氧化或选择性溶解。若铝合金中局部硅含量偏析,则往往造成局部无氧化膜或呈黑斑点条纹或局部选择性溶解产生空穴等。另外,如果电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离子含量过高,往往会使氧化膜出现黑斑点或黑条纹,影响氧化膜的抗蚀防护性能。
(2)同槽处理的阳极氧化零件,有的无氧化膜或膜层轻薄或不完整,有的在夹具和零件接触处有烧损熔蚀现象。这类故障在流酸阳极氧化工艺实践中往往较多发生,严重影响铝合金阳极氧化质量。
由于铝氧化膜的绝缘性较好,所以铝合金制件在阳极氧化处理前必须牢固地装挂在通用或专用夹具上,以保证良好的导电性。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。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。
(3)铝合金硫酸阳极氧化处理后,氧化膜呈疏松粉化甚至手一摸就掉,特别是填充封闭后,制件表面出现严重粉层,抗蚀性低劣。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。
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,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,对氧化膜质量十分不利。
(4)偶然发生铝合金硫酸阳极氧化后氧化膜暗淡无光,有时产生点状腐蚀,严重时黑色点状腐蚀显著,导致零件报废,引起较大损失。
这类故障往往是偶然发生并有特殊原因造成的。在铝合金阳极氧化过程中,中途断电又重新给电,往往会使氧化膜暗淡无光,而中途停电零件在清洗槽停留过久,清洗水槽酸度过高,水质不净,含悬浮物、泥砂等较多,往往会使铝合金制件发生电化学腐蚀,发生点状腐蚀黑斑等。有时向电解液中添加自来水,水经漂白粉处理且Cl-含量超标或有时盛装过HCl的容器未经彻底清洗又盛装硫酸,都会使阳极氧化电解液中混人超量的Cl-,从而导致铝合金零件阳极氧化产生点状腐蚀使产品报废等。
2. 预防故障的措施
铝合金硫酸阳极氧化氧化膜质量好坏,抗蚀防护性能的优劣主要取决于铝合金的成分,膜层厚度以及阳极氧化处理工艺条件,如温度、电流密度、使用水质及阳极氧化后的填充封闭工艺等。要减少或避免阳极氧化故障提高产品质量要从微细处着手,采取有效措施。
(1)对不同的铝合金,如铸造成型、压延成型或机械加工成型或经热处理焊接等工序,要根据实际情况选择适宜的前处理方法。比如,浇铸成型的铝合金表面,其非机加工表面一般应采用喷砂或喷丸除净其原始氧化膜、粘砂等。对硅含量较高的铝合金(尤其是铸铝)应经过含有5%左右氢氟酸的硝酸混合酸溶液浸蚀活化,才能有效地保持良好的活化表面,确保氧化膜质量。不同材质的铝合金,裸铝和纯零件或大小规格不同的铝和铝合金零件,一般不宜同槽氧化处理。
对于搭接、点焊或铆接的铝合金组合件,对于在阳极氧化过程中易形成气袋不易排除的铝合金制件,从质量考虑,一般不允许采用硫酸阳极氧化工艺。
(2)装挂夹具材料必须确保导电良好,一般选用硬铝合金棒,板材要保证有一定弹性和强度。拉钩宜选用铜或铜合金材料。已使用过的专用或通用工夹具如阳极氧化处理时再次使用,必须彻底退除其表面氧化膜,确保良好接触。工夹具既要保证足够导电接触面积,又要尽量减少夹具印痕。如果接触面太小,会导致烧损熔蚀阳极氧化零件。
(3)硫酸阳极氧化溶液的温度必须严格控制,最佳温度范围是15~25℃。硫酸阳极氧化工艺过程中需采用压缩空气搅拌,并应配备制冷装置。在无制冷装置的情况下,在硫酸电解液中加入1.5%~2.0%的丙三酸或草酸、乳酸等羧酸,可以使阳极氧化溶液温度范围超过35℃而避免或减少氧化膜的疏松或粉化。—些工艺试验和生产实践已证实,在硫酸阳极氧化电解液中加入适量羧酸或丙三醇可有效减少反应热效应的不良影响,可以在不降低氧化膜厚度和硬度的条件下提高阳极氧化电解液的温度允许上限,在保证质量的前提下,提高生产效率。另外,控制温度恒定的条件下,也要注意有效控制阳极电流密度,才能更好地保证氧化膜质量。
(4)硫酸阳极氧化电解液所使用的水质及电解液中的有害杂质必须严格控制。配制硫酸阳极氧化溶液不宜用自来水,尤其不能用浑浊的含Ca2+,Mg2+,SiO32-及Cl-含量高的自来水。一般情况下,水中Cl-浓度达25mg/L时就会对铝合金的阳极氧化处理产生有害影响。Cl-(包括其它卤族元素)可破坏氧化膜生成,甚至根本形不成氧化膜。硫酸阳极氧化应选用软化水、去离子水或蒸馏水,电解液中的Ccl-≤15mg/L,总矿物质≤50mg/L。
硫酸溶液在阳极氧化工艺过程中,会产生油污泡沫及悬浮杂质,应定期排除。硫酸阳板氧化溶液中常见的其他有害杂质还有Cu2+,Fe3+,Al3+等。如果杂质含量超过允许含量,会产生有害影响,可部分或全部更换硫酸溶液,才能有效保证铝合金硫酸阳极氧化质量。
铝合金硫酸阳极氧化处理是广泛应用且成熟的抗蚀防护装饰处理工艺,只要严格执行工艺条件,认真操作,硫酸阳极氧化氧化膜质量是完全可以保证的。
1、染色后未进行封闭之前可以先用硝酸脱除表面颜色,在纯水洗将酸液洗尽,然后进行染色对好色板再封闭。
2、封闭后的工件用NaOH脱除表层,按正常流程返工,这种情况下可能会使得样板尺寸有较大的偏差,应在脱膜后测量孔径尺寸的大小,若已经变形则考虑报废。
T6是水冷,就是挤压出来后直接水冷,T5是风冷,T4的是挤压出来风机不开,水泵不开,自己变凉,也无需失效,一般6063的T6挺少见的,T4、T5的挺多。假如想达到T4的硬度就不要退火,切记,不要风冷和水冷,否则硬度绝对会超标