[科普中国]-硬铝合金

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1。

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2。

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3。