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深入分析零件硬質(zhì)氧化表面出現(xiàn)白斑的原因

2017-06-05 15:41:27 作者：本網(wǎng)整理來源：鋁友社區(qū) 分享至：

市場中有些硬質(zhì)氧化零件出現(xiàn)白斑現(xiàn)象，但不知道是出自何種原因。再此對白斑現(xiàn)象的零件進行解剖分析，分析過程與結(jié)果如下：

    一、宏觀檢驗

    使用放大鏡和體視顯微鏡對該連接座的宏觀形貌進行觀察。連接座表面呈現(xiàn)一片白色斑點區(qū)域，在其底部深孔附近也觀察到白色斑點區(qū)域。仔細觀察發(fā)現(xiàn)白色斑點區(qū)域明顯存在類似液體流淌的痕跡特征。為了對連接座進行立體檢測，特對該零件中的一個螺紋深孔進行解剖。孔內(nèi)有發(fā)白現(xiàn)象。與基體材料存在一定色差，在孔內(nèi)底端存在少量疑似腐蝕產(chǎn)物。

    二、膜層形貌與成分分析

    利用掃描電子顯微鏡及X射線能譜儀對鋁合金連接座零件表面的鉻酸硬質(zhì)氧化膜層進行深入分析。在無白斑出現(xiàn)的區(qū)域?qū)Ρ砻孢M行觀察，發(fā)現(xiàn)鉻酸硬質(zhì)氧化膜正常區(qū)域的膜層宏觀表面非常致密，并無異常的宏觀孔洞缺陷，其SEM形貌及EDAX成分分析結(jié)果。經(jīng)觀察，白色斑點區(qū)域存在明顯的腐蝕形貌，不僅有龜裂紋。而且有典型的腐蝕坑。結(jié)果表明：被破壞的膜層成分中，含有異常的氯元素，其質(zhì)量分數(shù)高達5. 49%。

    三、腐蝕產(chǎn)物形貌與成分分析

    對螺紋深孔底端的內(nèi)表面進一步觀察分析，深孔內(nèi)部鉻酸硬質(zhì)氧化膜層出現(xiàn)明顯的腐蝕現(xiàn)象，主要的腐蝕模式為點蝕，腐蝕坑洞直徑多在10 um以內(nèi)。點蝕坑內(nèi)部及其周圍發(fā)現(xiàn)大量的腐蝕產(chǎn)物：同時，在螺紋深孔底端的內(nèi)表面存在片狀的腐蝕產(chǎn)物脫落及典型的龜裂狀“泥紋花樣”。腐蝕產(chǎn)物的EDAX檢測結(jié)果表明：其中的化學(xué)元素包括少量的外來元素氯和硫。

    四、點滴實驗

    為驗證連接座表面鉻酸硬質(zhì)氧化工藝的穩(wěn)定性和可靠性，特對該檢測連接座的正常硬質(zhì)氧化表面和白斑區(qū)域表面進行點滴實驗，檢測溫度為25℃，合格時間為≥3 min。該連接座的檢測結(jié)果為：正常硬質(zhì)氧化表面> 10 min，白斑區(qū)域表面<2 min。結(jié)果表明：白斑區(qū)域嚴重不腐蝕。

    五、實驗總結(jié)

    在鋁和鋁合金的表面處理方法中，硬質(zhì)氧化是工業(yè)上應(yīng)用最為普遍的一種。常用的方法包括硫酸硬質(zhì)氧化、鉻酸硬質(zhì)氧化、草酸硬質(zhì)氧化和磷酸硬質(zhì)氧化等。鋁的硬質(zhì)氧化工藝是利用金屬的氧化原理，通過電解氧化法生成帶色的硬質(zhì)氧化鋁膜層“。這種膜層不僅具有良好的耐磨性能。而且耐蝕性和吸附涂料與色料的能力都很強，可作為零部件表面的打底層。

    經(jīng)分析原因認為，在鉻酸硬質(zhì)氧化工序完成后，連接座螺紋深孔內(nèi)的殘留液體未能及時排出，殘留在孔內(nèi)底端部位。檢測方雖然在整個工序中有連接座表面的汽油清洗環(huán)節(jié)，但仍未能將螺紋深孔內(nèi)的殘留酸性液體清洗干凈。在連接座的包裝封存過程中，殘留液體從深孔內(nèi)流出。吸附在塑料薄膜和零件接觸的部位，經(jīng)一段時間的放置或儲存后造成鉻酸硬質(zhì)氧化膜層出現(xiàn)腐蝕破壞。從而形成白色斑點區(qū)域。這也與宏觀檢驗中表面白斑區(qū)域呈現(xiàn)的液體流淌狀花樣相吻合。相對于硬質(zhì)氧化膜而言具有極強的滲透能力。尤其是在隨著流動液體遷移的運動過程中，易與鋁基體及氧化膜反應(yīng)生成可溶性金屬氯化物。產(chǎn)生電極電位，在局部微小區(qū)域形成原電池，進而導(dǎo)致蝕孔的產(chǎn)生。

    鋁合金鉻酸硬質(zhì)氧化膜質(zhì)量的優(yōu)劣及其抗蝕防護性能的好壞主要取決于鋁合金成分、膜層厚度、硬質(zhì)氧化處理工藝條件f如溫度、電流密度、使用水質(zhì)及硬質(zhì)氧化后的填充封閉工藝等等。因此，要避免類似本文出現(xiàn)的硬質(zhì)氧化膜失效現(xiàn)象，就必須從細節(jié)把關(guān)，嚴格規(guī)范生產(chǎn)操作程序，杜絕鋁合金硬質(zhì)氧化工序后產(chǎn)生的酸性液體殘留，以防止陽極化膜層受到腐蝕破壞。