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1、铝型材氧化缺陷成因和对策铝型材氧化缺陷成因和对策第一部分：铝阳极氧化膜的缺陷汇编第1章 前处理工序的缺陷1.1脱脂不良缺陷名 脱脂不良 对应英语 Uneven degreasing曾用名 产生工序 脱 脂 起因工序 脱 脂定义：由于脱脂不完全而产生的浸蚀不均。现象：因浸蚀不均变成凸凹不平，呈现不同光泽。着色后变成色斑。原因：（1）附着在表面处理前材料上的油脂，在脱脂处理中未除去就进行浸蚀处理。（2）脱脂条件偏离控制范围。对策：（1）确认挤压工序中使用的切削油，防锈剂；（2）使脱脂条件在控制范之内。1.2过浸蚀缺陷名 过浸蚀 对应英语 Rough etching曾用名 Coarse etchin
2、g产生工序 浸 蚀 起因工序 浸 蚀定义：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。原因：因漕液条件（浓度、温度）、处理时间、再处理次数等不当而变成过度浸蚀。使用添加剂时也受其影响。此外，由于处理材料的合金成分、挤压、轧制等条件不同，其结果也有所不同。对策：（1）选择适当的漕液条件（氢氧化钠浓度、溶存铝量、温度）；（2）选择适当的处理时间；（3）减少再处理次数。1.3碱烧伤缺陷名 碱烧伤 对应英语 Alkali-burned pattern曾用名 产生工序 浸 蚀 起因工序 浸 蚀定义：浸蚀后，残留在材料表面的浸蚀液的过度反应所引
3、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）；（2）正确进行浸蚀液的温度控制；（3）浸蚀后立即进行水洗。1.4光亮花样缺陷名 光亮花样 对应英语 Spangling曾用名 宏观花样产生工序 浸 蚀 起因工序 浸 蚀定义：在浸蚀中产生的晶粒分散的梨皮状花样。现象：随浸蚀液中溶解锌的增加，会出现晶粒和晶粒取向导致的溶解差异，变成闪烁梨皮花样。这种现象，伴随浸蚀进行而清晰。原因：这种现象是由浸蚀液
4、溶解锌导致的，并随其浓度的增加而清晰。已确定溶存锌的浓度为4ppm时产生此现象。这种现象还受合金中锌含量及晶粒大小、取向等的影响。对策：（1）出去浸蚀液中溶存的锌；（2）降低合金中锌的含量；（3）防止晶粒的粗化。1.5雪花状腐蚀缺陷名 雪花状腐蚀 对应英语 Rinse water corrosion曾用名 雪印、清洗水腐蚀产生工序 阳极氧化前的水洗 起因工序 阳极氧化前的水洗定义：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
5、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。 对策：（1）减少合金中锌、镓的含量；（2）控制水洗水中硫酸根、氯离子的浓度。备注：业已确定，在合金中锌含量0.015%、水洗水PH3.5、（cl-）15ppm条件下产生雪花状腐蚀。第二章：阳极氧化工序产生的缺陷2.1泛黄缺陷名 泛黄（氧化膜变黄） 对应英语 Yellowing（JIS）曾用名 产生工序 阳极氧化 起因工序 阳极氧化定义：由于杂质混入阳极氧化膜中使氧化膜带黄色
6、。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；（2）选择适当的阳极氧化条件。2.2叠置缺陷名 叠 置 对应英语 Crossing，overlapping曾用名 产生工序 阳极氧化 起因工序 阳极氧化定义：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）原因：点解中型材紧靠重置及异常接近造成
7、的。对策：（1）调整好适宜的吊装间隔；（2）紧固夹具；（3）弃掉弯曲的夹具；（4）勿吊装弯曲的、翘曲的型材；（5）降低搅拌速度及循环量。2.3气体积存缺陷名 气体积存 对应英语 Defects of gasAccumulation曾用名 气包产生工序 阳极氧化电解着色 起因工序 阳极氧化电解着色定义：点解中生成的气体或用于搅拌的空气积存在材料间隙、拐角等部位，致使这些部位不能生成阳极氧化膜，也不能正常着色。现象：材料间隙或拐角部位阳极氧化膜局部地较薄或未生成，在电解着色时不能均匀地着色。原因：受到吊装角度不适当或材料等影响，材料的间隙、拐角部位积存反应气体或用于搅拌的空气，阻碍氧化膜生成和着色
8、。 对策：使材料的吊装方向（角度等）和形状（有排气孔）有利于逸出气体。2.4黑斑缺陷名 黑 斑 对应英语 Black spot（JIS）曾用名 产生工序 阳极氧化 起因工序 挤 压 定义：局部析出的?Mg2Si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?Mg2Si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
9、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）正常部分 黑斑部分1 96.3 91.12 96.3 86.83 94.6 84.4平均 95.9 87.62.5粉化缺陷名 粉 化 对应英语 Pwodreing（JIS）曾用名 泛 白产生工序 阳极氧化 起因工序 阳极氧化定义：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；（2）降低电解液溶存铝量；（3）缩短浸渍
10、时间。2.6短路缺陷名 短 路 对应英语 Short circuit曾用名 电蚀、溶解、穿孔、火花产生工序 阳极氧化电解着色电泳涂漆 起因工序 阳极氧化点解着色电泳涂漆定义：通电时，材料与对极接触而使部分材料溶解。现象：阳极氧化、电解着色、电泳涂漆工序中对电极与材料短路，材料的一部分流过大电流而溶解。原因：对电极与材料接触或通过掉落的材料而短路。对策：（1）改善排列方法；（2）防止型材摇摆；（3）清除落下的材料；（4）调整极间距离。2.7点解不良缺陷名 点解不良 对应英语 Current carrying defect曾用名 通电不良产生工序 阳极氧化 起因工序 挤 压定义：阳极氧化时，由于供
11、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；（4）设定电流值错误。对策：（1）清理夹具接点；（2）增大夹具 接触面积；（3）确定设定电流密度值。2.8乳白缺陷名 乳 白（氧化膜变白） 对应英语 Milk-white曾用名 产生工序 阳极氧化 起因工序 铸造、挤压、阳极氧化 定义：阳极氧化膜混入杂质，氧化膜结构不同等原因，造成氧化膜为乳白色。现象：阳极氧化膜失去透明性而发白。原因：（1）高
12、温下点解处理（2）热水洗涤时间短（3）挤压条件不正确（挤压温度低等）（4）硅、铁、锰等含量的偏差。对策：（1）选择适当的阳极氧化条件；（2）选择适当的热水洗涤条件；（3）改进挤压条件；（4）选择适合的合金成分。2.9氧化膜烧损缺陷名 氧化膜烧损 对应英语 Burning of anodicOxide coating（JIS）曾用名 烧 损 产生工序 阳极氧化 起因工序 阳极氧化定义：阳极氧化因电流密度局部过大变成烧伤状外观。现象：阳极氧化处理中，电流局部集中处升高温度，氧化膜厚度增加、泛白，成为粉状；氧化膜烧损的周围，氧化膜也变薄。原因：接点面积不够，材料与对电极接近产生电流密度局部过大，搅拌
13、能力不足和搅拌不均引起温度分布不均；以及溶存铝量极大增加都造成氧化膜烧损。对策：（1）确保适当的接点面积；（2）改善对电极配制；（3）增加点解溶液循环量及均匀地循环；（4）设定适当的电流密度；（5）确定点解液条件，特别是溶存铝量。第三章：点解着色工序产生的缺陷 3.1颜色不均缺陷名 颜色不均 对应英语 Irregular colour（JIS）曾用名 雾气产生工序 点解着色 起因工序 电解着色，着色前后水洗定义：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；（3）点解着色预浸时间短；（4）
14、着色液质不好（PH异常、混入杂质）（5）搅拌不够或过度；（6）着色后的水洗水的PH异常。对策：（1）调整好阳极氧化后的水洗时间；（2）选好水洗水的质量；（3）延长预浸时间； （4）配制好着色液浓度，调整好PH值，除去杂质；（5）重新确定搅拌条件和循环条件；（6）调整着色工序后的水洗水的PH值。3.2叠置褪色缺陷名 重叠褪色 对应英语 Overlapping曾用名 重 置产生工序 电解着色 起因工序 电解着色定义：材料紧靠状态下进行点解着色时产生的着色不良。现象：材料紧靠部分的电流密度低，颜色变浅。原因：（1）型材间距小；（2）竖吊夹具的垂直度不够（未垂直）。对策：（1）进行适当的吊挂间距调整，
15、细小的材料及摇摆大的材料，要进行防止摇摆处置；（2）夹具定期维护，注意因夹具不稳而摇摆与材料的倾斜。3.3慧星状斑点缺陷名 慧星状斑点 对应英语 Comet spot曾用名 产生工序 电解着色 起因工序 电解着色定义：阳极氧化膜发生裂纹，在裂纹边缘产生的着色不良现象。现象：材料表现产生未着色的慧星状的流迹花样，多集中在材料的边棱部位。原因：阳极处理时阳极氧化膜发生裂缝，裂缝产生的气体阻碍着色。对策：点解着色条件，特别是脉冲电解时的阳极处理条件要正常化。分析：金相电子显微镜，扫描电子显微镜观察；白点中央部位有缺陷，其周围有同心圆裂纹，是一种近似于剥落状缺陷。EPMA（电子探针微区分析）分析： 慧星状部分与正常部分比较，镍的尖峰小。3.4碱流痕缺陷名 碱流痕 对应英语 Alkali slobbery stain曾用名 碱
