壓鑄鋁合金殼體清洗后，表面出現(xiàn)了黑斑、點(diǎn)狀白斑，分別是什么？

鋁合金陽極氧化失效分析及預(yù)防

1、常見故障及分析

(1)鋁合金產(chǎn)品經(jīng)硫酸陽極氧化后，局部無氧化觸摸，呈現(xiàn)肉眼可見的黑點(diǎn)或條紋，氧化膜有凸起或孔洞。雖然這樣的失敗很少，但也時有發(fā)生。

上述失效原因一般與鋁及鋁合金的成分、結(jié)構(gòu)和相態(tài)的均勻性有關(guān)，或與電解液中溶解的某些金屬離子或懸浮雜質(zhì)有關(guān)。鋁及鋁合金的化學(xué)成分、顯微組織和金屬相的均勻性會影響氧化膜的形成和性能。純鋁或鋁鎂合金的氧化膜容易形成，而且膜質(zhì)也不錯。

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而對于鋁硅合金或者銅量較高的鋁合金來說，形成的膜都是暗灰色、光澤度差，而且氧化膜很難形成。如果表面出現(xiàn)因熱處理不當(dāng)導(dǎo)致的金屬相不均勻、顯微組織偏析、微雜質(zhì)偏析或各部位顯微組織不均勻，容易產(chǎn)生選擇性氧化或者選擇性溶解。

若鋁合金中的局部硅含量較低，往往會導(dǎo)致局部非氧化膜、黑點(diǎn)和條紋，或是選擇性溶解產(chǎn)生孔洞等。另外，如果電解液里面有過高的金屬雜質(zhì)、粉塵、銅、鐵等物質(zhì)離子含量，往往會出現(xiàn)黑點(diǎn)或者黑條紋，影響氧化膜的防腐性能。

(2)同浴處理的一些陽極氧化的部位，無氧化膜或薄膜層薄或不完整，有的在夾具和處置時會發(fā)生燒傷。這種故障在流動酸陽極氧化工藝的實踐中頻繁發(fā)生，對鋁合金陽極氧化質(zhì)的影響較大。

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因為氧化鋁膜的絕緣性很好，所以在陽極氧化之前，鋁合金零件必須牢固地安裝在普通或者特殊的夾子里，才能保證好導(dǎo)電。導(dǎo)電棒應(yīng)由銅或銅合金制成，并應(yīng)保證足夠的接觸面積。在夾具與零件的接觸處，需要保證電流的自由通過，盡量減少夾具與零件的接觸痕跡。

如果接觸面積太小，電流密度太高，零件和夾具很容易因過熱而燒毀。沒有氧化膜或膜層不完整，主要是由于夾具與工件接觸不良、導(dǎo)電性差或夾具上氧化膜層去除不完全。

(3)鋁合金經(jīng)過硫酸陽極氧化處理后，用手觸摸氧化膜呈散粉甚至脫落，特別是在填充密封之后，部分表面出現(xiàn)了嚴(yán)重的粉色，耐性較差。這種故障多發(fā)生在夏季，尤其是沒有冷卻裝置的硫酸陽極氧化槽。鍍液1-2部位經(jīng)常處理后，會出現(xiàn)松散粉化，明顯影響氧化膜質(zhì)量。

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由于鋁合金陽極氧化膜電阻較高，在陽極氧化過程中會產(chǎn)生大量焦耳熱，電池電壓越高，產(chǎn)生的熱量越大，導(dǎo)致電解液溫度升高。所以，陽極氧化時一定要使用攪拌或者冷卻裝置，把電解液的溫度保持在一定范圍。

一般情況下，溫度應(yīng)控制在13~26℃，氧化膜質(zhì)量較好。如果電解液溫度超過30℃，氧化膜會疏松、粉化，膜的質(zhì)量會變差，嚴(yán)重時會出現(xiàn)“焦燒”。

此外，在電解液溫度不變的情況下，陽極電流密度也必須受到限制，因為陽極電流密度過高，溫度急劇上升，氧化膜容易呈粉末狀或砂狀疏松，對氧化膜的質(zhì)量非常不利。

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(4)在鋁合金硫酸陽極氧化后，氧化膜變暗，有時出現(xiàn)點(diǎn)蝕、嚴(yán)重時黑色點(diǎn)蝕明顯，致使部分零件報廢、損失巨大。

這種失敗往往是偶然發(fā)生的，是特殊原因造成的。鋁合金陽極氧化過程中，中間關(guān)閉電源再供電往往會使氧化膜變鈍，而中間關(guān)閉電源的零件在清洗槽中停留時間過長，清洗槽酸度過高，水質(zhì)不干凈，懸浮物、泥砂等較多。這往往會導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕、點(diǎn)蝕黑點(diǎn)等鋁合金零件。有時電解液中加入自來水，水經(jīng)過漂白粉處理，Cl-含量超標(biāo)，或者有時盛裝HCl的容器清洗不徹底，含有硫酸，會導(dǎo)致陽極氧化電解液中混入過量的Cl-，導(dǎo)致鋁合金零件點(diǎn)蝕，產(chǎn)品報廢。

2、防止故障的措施

鋁合金硫酸陽極氧化膜的質(zhì)量與防腐保護(hù)主要看鋁合金成分、膜厚及陽極氧化工藝條件，比如溫度、電流密度、水質(zhì)以及陽極氧化后填充和封閉工藝等。為減少或避免陽極氧化失效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)從微觀入手，采取有效措施。

(1)對于不同的鋁合金，如鑄造、軋制、機(jī)械加工、熱處理和焊接，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的預(yù)處理方法。例如，對于鑄造鋁合金表面，非加工表面應(yīng)通過噴砂或噴丸等方法進(jìn)行清潔。

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硅含量較高的鋁合金（特別是鑄鋁）應(yīng)使用含有5倍左右氫磷酸的硝酸混合酸溶液進(jìn)行蝕刻活化，以有效維護(hù)良好的生化表面，確保氧化膜質(zhì)量。不同材質(zhì)的鋁合金、裸鋁及純件或不同尺寸規(guī)格的鋁及鋁合金件一般不適合在同一個鍍液中進(jìn)行氧化處理。

對于重疊、點(diǎn)焊或鉚接的鋁合金組件，以及陽極氧化時容易形成氣穴且不易被排除的鋁合金零件，從質(zhì)量角度考慮，一般不允許采用硫酸陽極氧化工藝。

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(2)夾具材料必須保證良好的導(dǎo)電性。一般采用硬質(zhì)鋁合金棒，板材必須有一定的彈性和強(qiáng)度。牽引器應(yīng)由銅或銅合金制成。當(dāng)再次使用特殊或者通用夾具時，如果陽極氧化處理，就要完全去除表面的氧化膜，保證良好的接觸。

夾具不僅要保證足夠的導(dǎo)電接觸面積，還要盡量減少夾具痕跡。如果接觸面過小，會造成陽極氧化零件的燃燒和腐蝕。

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(3)硫酸陽極氧化溶液的溫度必須嚴(yán)格把關(guān)，最好的溫度范圍是15~25。在硫酸陽極氧化過程中，要用壓縮空氣攪拌，并配備冷藏裝置。在沒有制冷裝置的情況下，在硫酸電解液中加入1.5%~2.0%的丙酸或草酸、乳酸等羧酸，可使陽極氧化溶液的溫度范圍超過35℃，避免或減少氧化膜的疏松或粉化。

一些工藝試驗和生產(chǎn)實踐證明，在硫酸陽極氧化電解液中加入適量的羧酸或甘油，可以有效降低反應(yīng)熱效應(yīng)的不利影響，在不降低氧化膜厚度和硬度的情況下，提高陽極氧化電解液的允許溫度上限，在保證質(zhì)量的前提下，提高生產(chǎn)效率。

此外，在控制溫度不變的情況下，還應(yīng)注意有效控制陽極電流密度，從而更好地保證氧化膜的質(zhì)量。

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(4)必須嚴(yán)把硫酸陽極氧化電解液的水質(zhì)和有害雜質(zhì)關(guān)。自來水不適合配制硫酸陽極氧化液，尤其是Ca2+、Mg2+、SiO 2-和Cl-含量較高的渾濁自來水。

一般當(dāng)水中Cl-濃度達(dá)到25mg/L時，會對鋁合金的陽極氧化產(chǎn)生有害影響。Cl-(包括其他鹵素元素)會破壞氧化膜的形成，甚至根本無法形成氧化膜。硫酸陽極氧化應(yīng)選用軟化水、去離子水或蒸餾水，CCL-in電解液≤ 15mg/L，總礦物質(zhì)≤ 50mg/L。

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在硫酸溶液陽極氧化過程中，會出現(xiàn)油泡、浮雜等情況，應(yīng)定期清理。硫酸陽極氧化液中其他常見的有害雜質(zhì)包括Cu2+、Fe3+、Al3+等。如果雜質(zhì)含量超過允許含量，會產(chǎn)生有害影響，可以部分或全部更換硫酸溶液，有效保證鋁合金硫酸陽極氧化質(zhì)量。

鋁合金硫酸陽極氧化是一種普遍應(yīng)用、成熟的防腐保護(hù)與裝修工藝。只要嚴(yán)格執(zhí)行工藝條件，精心操作，硫酸陽極氧化膜的質(zhì)量是完全可以保證的。