6063铝型材阳极氧化轮廓雀斑 侵蚀 缺点 的缘由 阐发

　　6063铝型材经阳极氧化后，具有具有优越 的耐蚀机能 和装潢 机能 ,最近几年来,跟着 国平易近 经济的成长 及人们生涯 程度 的提高,铝合金门窗、铝合金幕墙的利用 愈来愈 普及,但是 很多 的铝合金在利用 一段时候 今后 ,皮相呈现形态各别 的侵蚀 缺点 ，此中黑点侵蚀 较为常见,严重影响铝型材的利用 机能 及装潢 结果 。为了公道 改良 铝型材的皮相质量，到达 节制 皮相黑点侵蚀 的目的，很有需要 对黑点缺点 做深切 详细的剖析 。本文以6063铝型材经阳极氧化后皮相呈现的黑点侵蚀 为研究对象，剖析 黑点侵蚀 的素质 、成因及生成机理，切磋发生 黑点侵蚀 的枢纽身分 。

　　1　黑点侵蚀 的素质 剖析

　　由所利用 的6063铝型材成份 可知， 为了确保Mg元素充裕 构成 强化相Mg2Si，一般在配制合金成份 时工资 的使Si元素适当 多余 。由于 跟着 Si含量的增添 ，合金的晶粒变细，热处置惩罚 结果 较好。但另外一 方面，Si的多余 也有负面感化 ，使合金的塑性下降 ，耐蚀性变坏。研究解释：多余 Si不但 能构成 游离态的Si相，还会与基体构成 α相(Al12 Fe2Si)和β相(Al9Fe3Si2)，如许 在铝合金中存在游离态的Si相、α相(Al12 Fe2Si)、β相(Al9Fe3Si2)等阴极相粒子和阳极相Mg2Si粒子。α相和β相对合金的侵蚀 机能 影响很年夜 ， 特别 是β相能显著下降 合金的侵蚀 机能 。黑点处残留物的成份 主如果 游离Si相和AlFeSi相，同时发现氯元素在残留物处也发生了吸附，这申明 Cl-介入 了侵蚀 进程 。侵蚀 区中锌元素含量较基体高很多 ，申明 合金中的杂质元素锌也介入 了侵蚀 进程 。

　　阳极氧化工序中，阳极相Mg2Si是合金的点蚀源。在阳极氧化碱洗时，Mg2Si粒子优先消融 而构成 蚀坑，此中镁消融 在溶液中而硅在铝合金上残留下来，当蚀坑会萃在晶粒上就会使该晶粒色彩 发暗。在硫酸中和工序中硅不容易 除去，故黑点侵蚀 蚀坑底部硅含量较其他区域高。

　　2　黑点侵蚀 的成因剖析

　　影响黑点侵蚀 的首要 身分 有预处置惩罚 进程 中的碱洗温度、碱洗时候 和 合金成份 中的Zn、Fe、Si元素含量与合金的挤压状况 等。在诸多身分 中，挤压状况 起着枢纽性的感化 ，它关系到对侵蚀 机能 有较年夜 影响的Zn、Fe、Si等元素的散布 ， 和 金属键间化合物等粒子的析出位置。在较粗的挤压条纹区中，黑点侵蚀 散布 具有明明的标的目的性，由于 这个区域挤压时阻力较年夜 ，应力多在此集中，该处金属的晶格发生严重畸变，成为局部高自由能区，在随后的再结晶进程 中优先形核， 为了下降 界面能和处于不乱 态，此处晶粒不但 异常终年 夜 ，并且 Mg2Si阳极相、游离Si、FeSiAl、FeAl3等阴极相优先析出，为后续的黑点侵蚀 缔造 了前提 。

由于上述缘由 ，在析出游离Si、FeSiAl、FeAl3等金属问化合物的晶界四周 呈现硅铁元素的窘蹙区，此区近乎为纯铝，电位为负是阳极，它与金属间化合物(是阴极)组成 了微电池，在侵蚀 介质的感化 下，微电池中阴极相(如游离Si、FeSiAl、FeAl3)四周的Si、Fe窘蹙区(是阳极相)优先消融 ，而Mg2Si也发生消融 ， 成效阳极相四周Al的消融 构成 了带有残留物的侵蚀 坑，阳极相消融 则构成 没有残留物的侵蚀 坑。当侵蚀 前提 继续恶化(如温度上升、碱洗时候 长等)的环境下，基体Al继续消融 ，侵蚀 坑向深的标的目的成长 ，因而 皮相描摹就施展阐发为部份 带有残留物的侵蚀 坑和部份 无残留物的侵蚀 坑， 由两者 组成 了前面所述的黑点侵蚀 。

　　3　黑点侵蚀 生成机理剖析

　　6063是Al-Mg-Si系合金，Mg2Si是独一 的时效强化相。为提高合金强度，出产中常使Si元素含量多余 ， 由多余 Si便构成 了游离Si、FeSiAl相粒子。这些粒子在挤压工艺欠妥 及热处置惩罚 不规范的环境下。可能致使 与FeAl3 、Mg2Si粒子一路 在晶界处偏聚(或偏析)，这就组成 了点蚀源.凭据 侵蚀 学理论，阴极质点四周的阳极铝会优先侵蚀 ，生成的Al3+向阴极分散，而溶液中的OH-朝阳 极分散， 终究 在阴阳极的界面沉淀出白色絮状的Al(OH)3，干涸后在铝材的皮相组成 白色黑点。即所谓的黑点侵蚀 。响应 的化学方程式以下 ：

　　Al→Al3++3e (阳极)

　　Al3++3OH-→Al(OH)3 ↓(阴极)

　　4　活性元素的影响

　　4.1　Zn元素的加速感化

　　固溶在铝合金中的锌以“消融 -再沉积”的体例加速晶粒侵蚀 ，合金皮相上沉积的锌或铁和 高电位脱溶物FeSiAl和游离硅等阴极性粒子能起到有用 的阴极感化 ，加速 消融 氧的还原进程 ，增进 侵蚀 络续扩大 、加深。

　　Zn元素碱洗时随Al的消融 而以Zn(OH)42-和Zn(OH)-3的情势 溶于碱液中 。又由于 Zn的电位(-0．76V)较Al的电位(-1．67V)正，当碱液中Zn离子的浓度增至必然 命 值时，Zn就会选择性地沉积在侵蚀 坑中的残留物上，所以会呈现Zn元素偏高的异常现象。另外一 方面，由于Zn、Al两者 的电位差较年夜 ，致使 微电池中的侵蚀 电流很年夜 ， 阴极性粒子Fe、Si窘蹙区(根基 为纯铝)消融 较快，这类 侵蚀 终究 施展阐发为黑点侵蚀 。

　　4.2　Cl-的活化感化

　　作为外部身分 的Cl-对黑点侵蚀 十分敏感，具有引发 、加重点蚀的感化 。研究成效发现， 脱脂酸中的Cl-会在钝化膜缺点 处吸附，并穿透钝化膜吸附于基体上。此处的铝元素由于被活化而敏捷 消融 ，因而 钝化膜被损坏 ，构成 电偶电池布局，在酸性介质的感化 下，局部侵蚀 电流较年夜 ，此时Cl-与消融 的A13+发生以下 络合反映：Al3++Cl-+ H2O→AlOHCl++H+，使溶液的酸性进一步增强 ，侵蚀 前提 加倍 恶化。当Cl-浓度增高时， 络合反映向右进行，钝化膜上的活性点会年夜 年夜 增添 ，在随后的碱洗进程 中优先消融 ，从而呈现较为严重的黑点侵蚀 。

　　4.3　pH值的增进 感化

　　水洗水中的pH值小于2或 年夜 于4时，很少发生黑点侵蚀 。色彩 发暗时的晶粒由灰色向黑色改变 进程 中，水洗槽中的pH值起到了必然 的增进 感化 。

　　当水洗水中pH＞4时，铝型材皮相构成 的钝化膜比力完全 、致密，H+、Cl-的吸附、活化、损坏 感化 年夜 年夜 削弱 ，故型材很少乃至 没有侵蚀 发生；当pH＜2时，铝型材皮相处于活性消融 状况 ，无钝化膜构成 ，所以也不会呈现黑点侵蚀 。

　　5　结论

　　6063铝型材黑点侵蚀 是因铝合金中阳极相Mg2Si的偏析、粗化引发 的，而合金中杂质元素Zn及溶液中Cl-和pH值加速了黑点侵蚀 的发生与成长 。应恰当 调剂 合金中的镁硅元素质量比，不宜使硅元素含量太高 ，并公道 放置 时效轨制 以免 Mg2Si粒子的偏聚，以免影响铝型材的侵蚀 机能 。节制 合金中微量元素Zn和 处置惩罚 进程 中溶液的Cl-浓度和pH值，减轻活性元素的负面影响。