硬铝合金属
热处理可
强化铝合金,包括
铝-
铜-
镁系和铝-铜-
锰系合金。硬铝合金由于相对密度小、质量轻及强度高等优点,在
航空及
航天等领域应用非常广泛,其表面处理多采用成本相对较低、膜层质量较好的硫酸阳极氧化工艺。然而,由于种种原因,硬铝合金经硫酸阳极氧化、黑色填充后经常出现表面起白点现象,影响零件的外观质量,这种现象时有时无,没有规律性,从生产中搜集的数据分析来看,经过机加工的硬铝合金件表面起白点较多。为提高产品质量,解决铝合金阳极氧化表面起白点问题,要查明原因并提出解决办法。
简介
硬铝合金由于相对密度小、质量轻及强度高等优点,在航空及航天等领域应用非常广泛,其表面处理多采用成本相对较低、膜层质量较好的硫酸阳极氧化工艺。然而,由于种种原因,硬铝合金经硫酸阳极氧化、黑色填充后经常出现表面起白点现象,影响零件的外观质量,这种现象时有时无,没有规律性,从生产中搜集的数据分析来看,经过机加工的硬铝合金件表面起白点较多。为提高产品质量,解决铝合金阳极氧化表面起白点问题,要查明原因并提出解决办法。
特点及应用
这类合金
强度和耐热性能均好,但
耐蚀性不如
纯铝和
防锈铝合金。常用包铝方法提高
硬铝制品在
海洋和潮湿
大气中的耐蚀性。
该类合金广泛应用于各种
构件和铆钉
材料。在
造船、
建筑等部门也大量应用。在铝-铜-镁系中添加铁和
镍,可发展为
锻造合金,有良好的高温强度和
工艺性能。铝-铜-锰系合金的工艺性能良好,易于
焊接,主要用于耐热可焊的
结构材料和
锻件。
熔融法制锭,再
压力加工成材。密度比铝略高。
主要影响因素分析
黑色阳极化膜层起白点的原因是由多种因素综合影响而成的。
1) 材料原因。黑色填充起白点现象多发生在铜质量分数高的硬铝材料,主要是由于硬铝表面有CuAl3相的影响,氧化膜生成受阻,局部氧化膜层偏薄。
2) 阳极氧化工艺。生产中铝合金阳极氧化工艺为通用工艺,对部分零件的装槽量、
阳极电流密度、搅拌等参数规定的不够详细。保证零件表面不起粉的情况下生成良好的氧化膜。
3) 钛挂具的影响。常用的钛挂具在长期使用过程中容易产生较大的接触电阻,易使零件接触不良。因此,在生产中必须经常对挂具进行处理,保证具有良好的导电性。
4) 黑色填充工艺的影响。黑色填充工艺要求在较高的温度下进行,容易造成溶液pH不稳定。
在较高的pH条件下填充会产生起白点的现象。因此,必须确保黑色填充液处于良好的状态,定期对填充液进行净化处理。
改进措施
1) 挂具。使用钛挂具要经常进行腐蚀(退膜)处理,减少接触电阻。保证阳极氧化时极杠、极板等接触部位导电良好。
2) 阳极氧化。硫酸阳极氧化时,对硬铝材料温度宜取上限、电流密度宜取下限; 使用压缩空气均匀搅拌; 严格按照工艺的要求控制装槽量; 根据零件面积调整阴、阳极比例。
3) 填充。黑色填充槽液控制在20~40℃,严格控制pH,每班进行检查调整,定期对槽液进行净化处理,填充前应充分搅拌槽液。
4) 清洗。清洗水的控制。清洗槽的水应为流动水,工序间应仔细清洗,特别是在黑色填充前一定要清洗干净。
总结
硬铝合金黑色阳极化起白点的现象,一直是生产中存在的难点问题,经过对各种影响因素进行实验和分析,查明了原因,提出了改进措施,经过一年多的生产实践,白点故障未再发生,解决了产品外观质量的难题。