鋁型材表面斑狀缺陷的成因
　　經(jīng)過熔鑄、均勻化處理、擠壓、陽極氧化等幾大工序。、各種腐蝕缺陷，如白色條紋、斑點(diǎn)、斑塊等。由于合金成分不當(dāng)或處理工藝有限，鋁型材表面會(huì)產(chǎn)生。為了提高鋁型材的表面質(zhì)量，預(yù)防和控制表面斑駁腐蝕缺陷，有必要加強(qiáng)對(duì)斑駁缺陷成因的深入分析。本文將從鋁型材生產(chǎn)中的幾個(gè)典型步驟來分析產(chǎn)生點(diǎn)缺陷的原因。
　　一、鑄造過程中的點(diǎn)缺陷
　　在鋁型材的熔鑄過程中，形成表面點(diǎn)缺陷的主要原因是合金的化學(xué)成分。合金中除了主要元素Mg、Al、Si外，還有少量元素Mn、Fe、Zn。適當(dāng)添加這些元素可以有效改善原料的機(jī)械和化學(xué)性能，但如果這些元素過量，也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，因此需要嚴(yán)格控制。
　　大量實(shí)驗(yàn)證明，如果Zn > 0.02%，一方面，如果在氧化處理中遇到SO和CI=時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生雪花點(diǎn)；另一方面，當(dāng)時(shí)效處理過程中析出亞穩(wěn)相η(MgZn2)時(shí)，在陽極氧化預(yù)處理中，η相與鋁基體的電化學(xué)位置不同，形成微電池，加快了η相周圍鋁基體的溶解速度，此時(shí)相脫落，產(chǎn)生雪花斑。
　　鋁型材陽極氧化前，堿洗中的鋁固溶體Zn被Zn2+溶解，經(jīng)電極電位校正的鋁被溶液置換，同時(shí)發(fā)生溶解反應(yīng)，加快了鋁基體的溶解速度，在合金中造成雪花狀斑點(diǎn)。鋅含量越高，這種情況就越嚴(yán)重。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)合金中游離Si和Al-Fe-Si化合物的偏析相反時(shí)，相對(duì)的鋁固溶體為陰極，周圍的鋁首先在堿洗中溶解，形成雪花點(diǎn)。
　　此外，如果偏析相沿晶界呈連續(xù)鏈狀分布，則容易發(fā)生晶界腐蝕。但合金中的Fe、Zn等元素易形成α-Fe2Sial8、β-FeSiAl、T-AlMgZn3等雜質(zhì)相，大大降低了合金的電化學(xué)、耐蝕性、氧化著色均勻性和抗擠壓性。特別是在富Fe元素的位置，氧化膜薄且不夠致密，這個(gè)陽極區(qū)Z先被腐蝕。由Mn和Fe形成的金屬間化合物Al6(MnFe)削弱了氧化膜的透明度。
　　因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，合理控制這些元素對(duì)提高鋁合金的效率具有重要意義。為了盡量減少雜質(zhì)的有害影響，實(shí)際生活中應(yīng)控制元素的含量，以(Fe) = 0.15 ~ 0.20，ω (Zn) < 0.02%，ω (Si) (Mn) < 0.1%為宜。
　　二、均勻化處理中的斑點(diǎn)缺陷
　　均勻化處理的主要目的是細(xì)化晶粒，以避免后續(xù)加工中的選擇性晶間腐蝕。并且產(chǎn)生表面斑點(diǎn)。在鑄錠過程中，F(xiàn)e元素的加入產(chǎn)生的強(qiáng)化相Mg2Si和β-FeSiAl在鑄錠中相互連接，呈樹枝狀分布，對(duì)擠壓性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
　　雖然擠壓過程中會(huì)有更多的Mg2Si相破碎，但破碎的相不會(huì)彌散在基體中，時(shí)效過程中部分Mg2Si相會(huì)異常長大。堿洗后優(yōu)先腐蝕，產(chǎn)生雪花狀腐蝕坑。由于β-FeSiAl與鋁基體的電化學(xué)位置不同，在堿洗過程中會(huì)促進(jìn)鋁基體的快速溶解，產(chǎn)生腐蝕坑。
　　通過科學(xué)的均勻化處理，β-FeSiAl相可以球化，而Mg2Si相呈針狀，可以提高組織的均勻性，有效減弱黑斑的形成。實(shí)踐證明，可行的均勻化熱處理標(biāo)準(zhǔn)為:溫度為560±5℃時(shí)，保溫時(shí)間大于6小時(shí)，溫度為580℃左右時(shí)，保溫時(shí)間為2小時(shí)左右。
　　3.擠壓過程中的斑點(diǎn)缺陷
　　因?yàn)殇X型材的擠壓性能一般較好，一般實(shí)心型材的擠壓速度在20-50m/min左右。但為了提高鋁型材加工組織的均勻性，擠壓型材出口速度一般應(yīng)大于30m/nin。為了強(qiáng)化Mg2Si相在鋁基體中的固溶，擠壓時(shí)鋁型材出口溫度應(yīng)高于500℃，但在后續(xù)工藝中應(yīng)加強(qiáng)表面處理。但出口溫度不能超過530℃，否則鋁型材表面質(zhì)量會(huì)降低，尺寸精度無法保證。
　　由于擠壓前鑄錠的預(yù)熱溫度約為480℃，為了將型材出口溫度提高到510℃，可以適當(dāng)改變擠壓速度，調(diào)節(jié)出口溫度。在選擇擠壓工藝時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮鋁型材的力學(xué)性能。對(duì)材料和表面處理質(zhì)量的要求不同，產(chǎn)品采用的工藝參數(shù)也應(yīng)該不同。
　　經(jīng)過一些實(shí)際測試要求，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)擠壓型材出口速度控制在37m/min時(shí)，鋁型材表面處理具有較強(qiáng)的性能，型材出口溫度僅為510℃，滿足要求。因此，要想控制鋁型材的點(diǎn)蝕，主要措施是:將鑄錠加熱溫度控制在480℃左右，以合適的擠壓速度工作，并保證其出口溫度在510℃左右。
　　四、時(shí)效中的點(diǎn)缺陷
　　在時(shí)效過程中，主要是固溶體強(qiáng)化相的析出過程。根據(jù)強(qiáng)化相的性質(zhì)、分布和大小，對(duì)時(shí)效的影響主要包括時(shí)效時(shí)間和時(shí)效溫度。Al-Mg-Si系的強(qiáng)化相主要是Mg2Si相，其析出順序?yàn)?①過飽和固溶體高；②濃度空位GP區(qū)；③針狀共格沉淀相β”；④棒狀半共格沉淀相β’；⑤板狀穩(wěn)定沉淀相β。
　　當(dāng)溫度長時(shí)間高于200℃時(shí)，或時(shí)效產(chǎn)生再加熱時(shí)，可能引起β相的異常長大。由于不均勻的晶粒分布，電化學(xué)性能的差異被放大。在堿洗過程中，Mg2Si相提前溶解，形成腐蝕坑，氧化形成雪花點(diǎn)。為了保證鋁型材中的Mg2Si相在時(shí)效后能夠很好的分散，一般應(yīng)在200℃保溫1-2小時(shí)，或者在170℃保溫7-10小時(shí)，也可以選擇階段性失效方式，即在185℃低溫2.5小時(shí)，在205℃保溫1小時(shí)，這樣會(huì)達(dá)到更好的時(shí)效效果。
　　動(dòng)詞 （verb的縮寫）加工工藝控制
　　鋁型材表面經(jīng)常出現(xiàn)點(diǎn)缺陷，這些缺陷大多發(fā)生在擠壓過程中，尤其是工藝方法和參數(shù)的確定，對(duì)鋁型材的質(zhì)量至關(guān)重要。一，鋁型材擠壓模具的操作非常關(guān)鍵，不能有任何缺陷。如果模具邊緣粗糙，尺寸不對(duì)，就會(huì)影響鋁型材的質(zhì)量。其次，由于鋁型材焊接產(chǎn)生的熱影響，會(huì)造成色調(diào)不均勻的問題。在焊接過程中，固溶狀態(tài)下可能在表面形成著色不良的透明氧化膜，而沉淀狀態(tài)下會(huì)在表面形成光澤和透明性不良的著色氧化膜。第三，車、彎、銑等機(jī)器加工時(shí)，切割粉附著在鋁型材表面，容易造成疤痕。為了盡可能避免這種疤痕，可以用砂紙進(jìn)行局部處理。
　　另外，如果在噴砂、拋光、打磨等處理過程中出現(xiàn)局部過熱，會(huì)造成色調(diào)不均勻，出現(xiàn)斑點(diǎn)。在包裝和運(yùn)輸過程中，為了避免鋁型材的劃傷和磕碰，應(yīng)注意包裝和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，減少不必要的損壞。
　　從以上可以看出，鋁型材表面斑點(diǎn)缺陷產(chǎn)生的原因是多方面的。本文對(duì)鋁型材生產(chǎn)過程中的幾個(gè)典型步驟進(jìn)行了分析和闡述。在生產(chǎn)過程中，只有找出表面斑點(diǎn)缺陷產(chǎn)生的原因，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并積極解決，才能提高進(jìn)入市場的鋁制品質(zhì)量，Z大限度地減少損失。此外，質(zhì)檢部門也需要嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量，努力提高鋁制品的整體質(zhì)量。