6063铝合金型材氧化过程中出现“白斑”的原因分析及解决
6063铝型材表面斑点腐蚀的机理分析
6063铝型材表面斑点腐蚀的机理分析
杨迎新;张乐平
【期刊名称】《有色金属科学与工程》
【年(卷),期】2002(016)004
【摘要】以6063铝型材表面斑点为研究对象,从本质、产生原因、腐蚀机理三个方面对其作了细致入微的分析,并建议性的提出了几点防止措施.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】杨迎新;张乐平
【作者单位】南方冶金学院南昌分校,江西,南昌,330013;南方冶金学院南昌分校,江西,南昌,330013
【正文语种】中文
【中图分类】TG172.6+1
【相关文献】
1.6063铝型材表面斑点腐蚀的成因与机理探讨 [J], 张建新;刘景柱
2.6063铝型材表面斑点腐蚀的分析 [J], 张建新;杨迎新
3.6063铝型材表面斑点腐蚀的成因分析 [J], 张建新;杨迎新
4.6063铝型材表面斑点腐蚀的成因及维护探究 [J], 杨志远
5.6063铝型材表面斑点腐蚀的成因及维护探究 [J], 李耀汉
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2023年6063铝合金型材表面腐蚀的分析
6063铝合金型材表面腐蚀的分析在6063铝合金型材表面处理过程中，有时会发觉在型材表面有不同程度的、无规章排列的点状暗灰色腐蚀点，这种腐蚀点与锌元素引起的腐蚀点其外形完全不一样，而且，在生产过程中是间断消失的。
有些人认为其缘由为操没有执行正确的表面处理工艺；槽液存在一些有害杂质离子；材质不好、夹杂太多。
对此，我们分析如下。
1.腐蚀点产生的缘由分析我们依据多年的生产阅历和对铝合金型材生产中各工艺参数的考察，以及对操执行工艺状况的跟踪调查，认为产生该类型暗灰色腐蚀点的主要缘由有下述几个方面：(1)有时由于某些缘由在熔铸过程中镁、硅的添加比例不各适，使ω(Mg)/ω(Si)在1．0～1．3范围内，比最佳比值1.73小许多(一般掌握在1．3～1．5范围内)。
这样，虽然镁、硅成分含量在规定(ω(Mg)=0．45%～0.9%，ω(Si)=0．2%～0．6%)范围内。
但有部分富余硅存在，这部分富余硅除有少量硅以游离态存在外，在铝合金中同时会形成三元化合物。
当ω(Si)ω(Fe)时，形成较多的α(Al12Fe3Si)相，它是一种脆性化合物、当ω(Si)ω(Fe)时，则形成较多的β(AL9Fe2Sil2)相，这是一种更脆的针状化合物，它的有害作用比α相更大，往往使合金简单沿它断裂。
这些在合金中形成的不溶性的杂质相或游离态杂质相往往聚集在晶界上，同时减弱晶界的强度和韧性[1-3]，成为耐蚀性最差的薄弱环节，腐蚀首先从该处产生。
(2)在熔炼过程中，虽然镁、硅的添加比例在标准规定的范围内，但有时由于搅拌不匀称和不充分，造成熔体中的硅分布不匀称，局部存在着富集区和贫乏区。
由于硅在铝中的溶解度很小，共晶温度577℃时为1．65%，而室温时仅为0．05%，铸棒后也就产生了成分不匀称的现象，它直接反映到铝型材产品上，铝基体中存在少量游离态硅时，不仅降低合金的抗蚀性能，而且粗化合金的晶粒[4]。
(3)挤压时各工艺参数的掌握，如棒坯预热温度过高，金属挤出流速、挤压时风冷强度、时效温度与保温时间等掌握不当都易产生硅偏析和游离，使镁和硅没有完全成为Mg2Si相，而有部分游离硅存在。
6063铝合金型材氧化过程中出现“白斑”的原因分析及解决
6063铝合金型材氧化过程中出现“白斑”的原因分析及解决1 问题的提出在实际生产中，加工率大(ε>95%)，壁厚较薄(δ≤1.5mm)的T5状态的6063铝合金挤压型材在经硫酸阳极氧化处理后，其表面会呈现有规律(而有时无规律)分布的白色斑点(或无光斑痕)；严重时呈现深色斑痕——“白斑”。
“白斑”的分布规律及特征是：它是在平行于挤压方向的平面上大致等间距的、呈线状或扁四边形状或不规则星点(片)状的、相对于基体表面有微小深度而呈凹槽形的一种表面缺陷[5，6]。
白斑通常分布于型材的一个或几个表面，有时会分布在型材的所有表面(对薄壁空心型材，则是分布于某一平面或曲面的内外两侧)。
2 原因分析在现场见到，“白斑”形成于“碱蚀”工序，在经随后的稀硝酸(或硫酸)“中和”之后，并未消失；经硫酸阳极氧化处理后，又更加清晰地呈现出来。
笔者专门截取了两段“白斑”点面积较大(F=30～40 mm2)的碱蚀洗(槽液中，ω(Zn2＋)≥5×106)型材试样。
然后，采用DV－5型原子发射火花直读光谱仪分别对上述两段试样的“白斑”区的成分做了定量分析，其结果如下(表中数据均为质量分数)：由表1的分析结果可见：“白斑”处Si、Mg、Zn元素的含量明显增加：而表2的结果表明：“白斑”处Si、Zn元素的含量明显增加，而Mg元素的含量却有所下降。
从金属材料腐蚀的观点看来，Mg2Si这种表面缺陷实质上是6063铝合金材料发生“剥落腐蚀”的结果。
剥落腐蚀是一种浅表面的选择腐蚀，腐蚀是沿着金属表面发展的，其产物的体积往往比发生腐蚀的金属大得多，因而膨胀。
一般而言，当铝与呈阴极性的异种金属相邻接时，“剥落腐蚀”程度上升。
在电子显微镜下观察发现：“剥落腐蚀”通常沿不溶组成物(如Si，Mg2Si等)，或沿晶界进行[1]。
2.1铸锭质量的影响6063铝合金的主要相组成是：α(Al)固溶体、游离Si(阳极相)和FeAl3(阳极相)；当铁含量大于时，有β(FeSiAl)(阳极相)；而当铁含量小于时，有α(FeSiAl)(阴极相)；其他可能的杂质相是：MgZn2、CuAl2等。
阳极氧化染色发花露白分析
阳极氧化染色发花露白分析任凭销售说烂嘴，质量问题让你悔。
好的产品是畅销的保证。
你是不是有在铝合金染色的过程中，发现产品出现很多白点或者经常出现染色发花呢？你是不是多次实验都没解决呢？看这里，化繁为简给你剖析。
通常来说，铝表面染色发花和露白都是氧化膜出了问题。
当然这个问题可能是多方面原因造成的，有可能是膜本色质量就有问题，也有可能是后续操作中受到了污染或腐蚀。
比如在阳极氧化后，工件清洗不良，或者工件外形复杂，达不到清洗效果，其膜孔内通常会含有残酸。
待到染色封孔后，残酸会从膜孔流出，从而造成染色发花或露白等情况，此时可用ht400表调剂清除残酸，预防此类情况。
当然，这只是问题的其中之一，我们再看看其他的原因。
白点、露白的产生原因及处理1、水洗不干净，应加强水洗。
2、水洗所用的水太脏，易污染皮膜，此时应更换水，保证水洗质量。
3、氧化皮膜受到空气中烟尘，酸、碱雾的污染。
加强水洗，及时染色，及时转移可大幅度减轻此症状。
4、氧化膜受到油污、汗渍的污染。
必须加强防护，不可用手触摸工件的外观面。
5、染液内有不溶解的杂质，受油污染，破坏正常染色，此时应过滤或更换染液，定期清理槽液。
6、工件缝隙、深孔中有残酸流出，对这类工件要加强水洗。
7、染液受到污染，致染色工件发生点腐蚀，此时必须更换染料，平时应注意避免在操作过程中引入杂质离子。
染色发花，逃色的产生原因及处理1、染液pH值偏低，可用稀氨水调到规范值，或者直接添加ht423ph稳定剂控制pH值。
2、清洗不干净。
应加强水洗。
3、染料溶解不完全，加强溶解致完全溶解。
4、染液温度太高，降低温度。
5、氧化膜孔隙小，原因是氧化温度太低，抑制皮膜被硫酸溶解，可适当调高氧化温度避免此问题。
6、染色上色太快，而染色时间太短，可调稀染液，降低染色温度，适当延长染色时间。
7、封孔温度太低，加温解决。
8、封孔液PH值太低，用稀氨水调高到规范值。
9、染色表面易擦掉。
主要原因是皮膜粗糙，一般是氧化温度太高所致。
阳极氧化表面出现花斑的原因
阳极氧化表面出现花斑的原因
摘要：
1.阳极氧化表面出现花斑的原因
2.铝合金阳极氧化表面产生黄色斑点的原因
3.阳极氧化膜的成分和特点
4.结论
正文：
一、阳极氧化表面出现花斑的原因
型材表面出现花斑的原因一般是由于金属调质不好或材质本身太差所导致。
处理办法是重新热处理或更换材质。
二、铝合金阳极氧化表面产生黄色斑点的原因
1.铝的阳极氧化膜的硬度高、耐腐蚀性能和耐磨损性能好，而且具有很好的透明度，从而使在阳极氧化处理之后的表面保持铝原有的金属质感。
2.阳极氧化处理使得铝合金的表面获得保护性和装饰性，而且可以得到某些工程特性，如耐磨性和其它功能特性。
3.随着科技技术的发展和进步，人们对经过阳极氧化处理的压铸件外观质量要求是越来越高。
三、阳极氧化膜的成分和特点
阳极氧化膜的主要成分之一为AL2O3.AL(OH)x(SO4)y，由于氧化膜中还存在其它形式的各种成分，有可能是黄色斑点产生的原因之一。
四、结论
综上所述，阳极氧化表面出现花斑和铝合金阳极氧化表面产生黄色斑点的原因有多种，包括金属调质不好、材质本身太差、阳极氧化膜的成分和特点等。
元素偏析引起的铝合金阳极氧化白条
元素偏析是指金属材料在加工或使用过程中，某些特定元素在晶界或晶内出现不均匀分布的现象。
对于铝合金而言，元素偏析是一种常见的问题，特别是在进行阳极氧化过程中，元素偏析可能会导致表面产生白条，影响其外观和性能。
本文将探讨铝合金阳极氧化白条产生的原因及相应的解决措施。
1. 元素偏析引起的铝合金阳极氧化白条问题铝合金是一种广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域的轻质金属材料，其表面常常需要进行阳极氧化处理，以增强其耐腐蚀性和美观性。
然而，一些特定成分如铜、硅等在氧化过程中容易发生偏析现象，导致阳极氧化层形成不均匀，出现白条问题。
2. 铝合金元素偏析的原因铝合金中的铜、硅等元素在原料合金中并不均匀分布，而是倾向于在晶界或晶内发生偏析。
在进行阳极氧化过程中，这些偏析的元素会影响阳极氧化层的形成，导致氧化层产生白条。
3. 铝合金阳极氧化白条的危害铝合金阳极氧化白条不仅影响其外观美观度，更重要的是会降低其耐腐蚀性和表面硬度，导致材料性能下降，使其在实际应用中容易出现腐蚀、龟裂等问题，影响材料的使用寿命。
4. 解决铝合金阳极氧化白条问题的措施（1）优化合金配比：通过合理设计合金配比，减少铜、硅等元素在铝合金中的含量，降低其元素偏析的趋势，减少白条问题的产生。
（2）改进加工工艺：在铝合金的熔炼、挤压、轧制等加工过程中，优化工艺参数，控制合金中元素的分布均匀性，减少元素偏析的可能性。
（3）精细处理表面：在进行阳极氧化前，对铝合金表面进行精细处理，去除表面氧化膜和异质物，提高阳极氧化层的成核性和致密性，减少白条的产生。
（4）改进阳极氧化工艺：优化阳极氧化工艺参数，如电流密度、温度、PH 值等，控制氧化层的生成速率和厚度，减少白条问题的产生。
5. 结语铝合金阳极氧化白条问题是一个需要重视的表面处理难题，影响着铝合金材料的表面质量和使用性能。
通过优化合金配比、改进加工工艺、精细处理表面和改进阳极氧化工艺等手段，可以有效减轻铝合金阳极氧化白条问题，提高其表面质量和使用寿命，满足不同领域对铝合金材料的要求。
6063铝型材表面斑点腐蚀的成因及维护探究
6063铝型材表面斑点腐蚀的成因及维护探究李耀汉（佛山市质量计量监督检测中心，广东 佛山 528000）摘 要：由于社会经济的进一步加强，以及工业化速度的提升，诞生了很多的新型材料，这也由此加强了工业产品的生产水平，6063铝型材料在通过阳极氧化极后，有可能发生斑点腐蚀的情况。
所以，我们下面主要来对6063铝型材表面变电腐蚀情况进行充分的研究，并全面掌握6063铝型材表面斑点腐蚀的特征，同时融合实际状况来对行程斑点腐蚀的原因进行研究，依次根据过剩Si元素、挤压工艺等方面的影响，来制定出完善的预防6063铝型材表面斑点腐蚀的有效方案，这样就能够确保6063铝型材的质量。
关键词：6063铝型材；斑点腐蚀；维护措施中图分类号：TG178 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）01-0026-26063铝型材在工业生产期间，因为在得到阳极氧化后，未能够采取合理的工艺处理，导致6063铝型材表面存在一定的腐蚀情况，而斑点腐蚀则比较常见。
而想要确保6063铝型材的质量，那么就一定要找到形成斑点腐蚀的原因，然后制定出预防6063铝型材表面斑点腐蚀的有效方案，那么下面我们就来具体的讨论一下相关的话题。
16063铝型材表面斑点腐蚀的本质1.1 斑点腐蚀的本质分析通过对遭到腐蚀的6063铝型材的表面进行分析能够了解到，之所以会具有斑点缺陷，原因在于很多的残留物的破坏而所形成的腐蚀坑，而想要确保Mg元素在6063铝型材表面能够构成Mg2Si，在对合金进行搭配的过程中，会采用人工形式，不过会造成Si元素过剩的情况，合金晶粒就也会变得更细，而且热处理效果也会十分显著。
不过Si元素过剩一定要保持在合适的范围里，否则就会导致6063铝型材的质量下降，如果更为严重的话，还会造成铝合金塑性降低，以及6063铝型材表面抗腐蚀性能力的降低。
1.2 斑点腐蚀成因分析通过研究后发现，之所以会出现斑点腐蚀的情况，主要是因为预处理期间的碱洗温度以及时间，6063铝型材表面的合金主要包括铁以及锌这两种元素，它们会和合金形成挤压的状态，从而导致6063铝型材的表面发生斑点腐蚀的情况，而挤压情况会给6063铝型材工艺形成出非常好的效果，同时还能够决定腐蚀的程度以及和所有合金元素在分布方面的关系。
铝合金氧化白色斑点去除方法
铝合金氧化白色斑点去除方法以铝合金氧化白色斑点去除方法为题，我们来探讨一下如何有效去除铝合金表面的氧化白色斑点。
铝合金是一种常见的材料，常用于制作家具、建筑材料和汽车零件等。
然而，长时间使用或不当保养往往会导致铝合金表面出现氧化白色斑点，影响美观和使用寿命。
因此，学会去除这些斑点是非常重要的。
以下是几种常见的铝合金氧化白色斑点去除方法：1. 使用酸性清洁剂：酸性清洁剂可以有效去除铝合金表面的氧化白色斑点。
首先，将酸性清洁剂倒入一个容器中，然后用刷子将清洁剂均匀地涂抹在斑点上。
等待一段时间后，用清水冲洗干净即可。
需要注意的是，使用酸性清洁剂时要戴上手套和口罩，避免接触皮肤和呼吸到有害气体。
2. 使用研磨工具：研磨工具可以帮助去除铝合金表面的氧化白色斑点。
首先，选择合适的研磨工具，如砂纸或砂轮，然后用力磨擦斑点部分。
研磨时要注意力度，避免过度磨损铝合金表面。
磨擦完成后，用清水冲洗干净并擦干表面。
3. 使用去氧剂：去氧剂可以快速去除铝合金表面的氧化白色斑点。
首先，将去氧剂涂抹在斑点上，然后用刷子轻轻刷洗，待斑点消失后，用清水冲洗干净。
使用去氧剂时要注意安全，避免接触皮肤和吸入有害气体。
4. 使用脱漆剂：脱漆剂可以有效去除铝合金表面的氧化白色斑点。
首先，将脱漆剂倒入一个容器中，然后用刷子将脱漆剂涂抹在斑点上。
等待一段时间后，用清水冲洗干净即可。
需要注意的是，使用脱漆剂时要戴上手套和口罩，避免接触皮肤和呼吸到有害气体。
5. 使用铝合金清洁剂：铝合金清洁剂是专门用于清洁铝合金表面的产品，可以去除氧化白色斑点并保护表面不再产生新的斑点。
使用时，将清洁剂涂抹在斑点上，用刷子轻轻刷洗，然后用清水冲洗干净。
需要注意的是，无论使用哪种方法，都应先在不显眼的地方进行小范围测试，确保不会对铝合金表面造成损坏。
另外，定期保养铝合金表面，如定期擦拭、防止水沾湿、避免接触酸性物质等，可以减少氧化斑点的产生。
希望以上方法能够帮助您有效去除铝合金表面的氧化白色斑点。
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6063铝合金型材氧化过程中出现“白斑”的原因分析及解决
1 关于白斑
在实际生产中,加工率大(ε> 95 %) ,壁厚较薄(δ≤115 mm) 的T5 状态的6063 铝合金挤压型材在经硫酸阳极氧化处理后,其表面会呈现有规律(而有时无规律) 分布的白色斑点(或无光斑
痕) ;严重时呈现深色斑痕———“白斑”。
“白斑”的分布规律及特征是:它是在平行于挤压方向的平面上大致等间距的、呈线状或扁四边形状或不规则星点(片) 状的、相对于基体表面有微小深度而呈凹槽形的一种表面缺陷[5 ,6 ] 。
白斑通常分布于型材的一个或几个表面,有时会分布在型材的所有表面(对薄壁空心型材,则是分布于某一平面或曲面的内外两侧) 。
2 原因分析
从金属材料腐蚀的观点看来,白斑这种表面缺陷实质上是6063 铝合金材料发生“剥落腐蚀”的结果。
剥落腐蚀是一种浅表面的选择腐蚀,腐蚀是沿着金属表面发展的,其产物的体积往往比发生腐蚀的金属大得多,因而膨胀。
一般而言,当铝与呈阴极性的异种金属相邻接时, “剥落腐蚀”程度上升。
在电子显微镜下观察发现:“剥落腐蚀”通常沿不溶组成物(如Si , Mg2Si 等) ,或沿晶界进行.
2.1 铸锭质量的影响
6063 铝合金的主要相组成是:α(Al) 固溶体、游离Si (阳极相) 和FeAl3 (阳极相) ;当铁含量大于时,有β(FeSiAl) (阳极相) ;而当铁含量小于时,有α(FeSiAl) (阴极相) ;其他可能的杂质相是:MgZn2 、CuAl2 等。
生产中,由于非平衡结晶过程而获得的6063 铝合金铸锭往往存在宏观偏析或晶内偏析现象。
因此,铸锭中的Si 、Mg、Zn、Cu 等元素分布不均匀。
而一些铝型材加工企业缘于经济方面的因素,一般很少对小规格(如Φ100 mm 以下) 的铸锭进行均匀化退火处理,以消除偏析现象[2 ] ,从而为“白斑”的产生创造了条件。
2.2 挤压—热处理工艺的影响
为提高生产效率,在生产操作中,常采用低温高速挤压,由于挤压速度引起的“热效应”使制品在模具出口处的淬火温度大大提高,而在固定出料台上与表面温度为80～110 ℃(或略低) 的石墨板(或轮) 接触时,型材表面就会因受到“急冷换热”作用而使该部分的合金元素Mg、Si 的浓度比正常部位的偏高一些。
在随后的人工时效过程中,该部位就会析出粗大的β′(Mg2Si) ;未经均匀化退火处理且加热温度偏低的6063 铝合金铸锭由于挤压时所引起的“热效应”不足以使型材的淬火温度升高到500 ℃以上,这不但会使铸锭中的一少部分β(Mg2Si) 相保留在型材组织中,还会使高温固溶于α(Al) 基体相中的Mg、Si 元素发生如上述中所讲的变化。
这些因素为“白斑”的产生准备了组织上的条件。
2.3 表面碱蚀处理的影响
对Si 含量大于Fe 的含量,过剩Si 在α(Al) 晶内或晶界附近偏聚而形成游离单晶Si相。
阴极相Si 与偏析出的阳极相Mg2Si ,或阳极相α(Al) 基体与粗大的阴极相Mg2Si 在碱蚀液中发生了“原
电池效应”; 其结果是:游离Si 周围的α(Al) 固溶体快速溶解或者粗大的Mg2Si 相优先于
α(Al) 固溶体溶解,从而在型材表面留下了一个个浅而平的“腐蚀坑”。
此外,有人提出:白斑与NaAlO2 的水解反应有关。
当Al3 + 浓度与总的NaOH 浓度之比大于0135 时,NaAlO2 稳定性下降而水解析出的Al (OH) 3 沉淀在铝材表面,由于水洗不彻底, 也容易出现斑点或块状“白斑”。
然而,笔者认为:这主要与碱蚀添加剂中所含结垢抑制剂(如羟基羧酸盐、酒石酸钠等) 的作用有关。
具体而言,在稳定的碱蚀工艺条件下,羟基羧酸盐能与Al (OH) 3 发生可逆络合反应而生成可溶性络合阴离子
214 硫酸阳极氧化工艺的影响因素
一般地,当硫酸浓度太高、或电解温度过高、或者氧化槽硫酸溶液中Al3 + 含量大于20 g/ L 时,随着Al3 + 的增加,电离平衡状态被破坏,使硫酸氧化槽中的Al (OH) 3 呈絮状沉淀析出并附着于型材表面沟槽或Al2O3 膜针孔内,清水洗不净,封孔也不易; 风干后,表面即出现白色斑点。
3 解决方法
①严格控制化学成分,要求Si 的过剩量不大于0120 % ,且含Zn 量不大于0105 % ,同时,尽量对铸锭进行均匀化退火处理,处理后采用快速冷却方式对铸锭进行冷却。
②将固定出料台上的首未石墨辊的轴线稍作改造,使其高度可调,有条件的话使用比石黑绝热性更好的材料代替石墨。
③采用下限温度挤压,避免局部过热,或尽量缩短过热时间,使6063 铝合金不足以析出
β′(Mg2Si) 相。
④向碱蚀液中补加质量相当于生成ZnS沉淀两倍的沉淀剂Na2S 或过硫化钠,且碱液中Al3 + 超过控制标准时,要及时补充碱蚀添加剂。