1 引言 6063铝型材经过阳极氧化后，由于处理工艺与合金成分不适当，加工型材表面会出现形态各异的腐蚀缺陷，如斑点、白条和斑块等，其中斑点腐蚀在实际生产中较为常见。为了改善6063铝型材的表面质量，控制表面斑点腐蚀，有必要对斑点缺陷做深入细致的探讨。本文分析了6063铝型材表面斑点腐蚀的本质及产生原因，并提出了防止斑点缺陷的几点措施。
2 分析与讨论
2.1 斑点腐蚀的本质分析
从腐蚀型材的表面看，斑点缺陷是由大量存在残留物的腐蚀坑构成。利用SEM分析腐蚀残留物的成分，
其中，编号1、2、3、4对应经模拟槽液处理，腐蚀情况较严重的斑点残留物，5则是按正常工艺处理，腐蚀情况较轻的斑点残留物。
所使用的6063铝型材成分见表2。为了确保Mg元素充分形成强化相Mg2Si，一般在配制合金成分时人为地使Si元素适量过剩，因为随着Si含量的增加，合金的晶粒变细，热处理效果较好；但另一方面，Si的过剩也有负面作用，使合金的塑性降低，耐蚀性降低[1]。研究表明：过剩Si不仅能形成游离态的Si相，还会与基体形成富含铁、硅的Al－Fe－Si相，Al－Fe－Si相对合金的耐腐蚀性能影响很大，能显著降低合金的耐腐蚀性能。从表中数据易知，斑点处残留物的成分主要是游离Si相(1、2号)和Al－Fe－Si相(3、4号)，同时发现氯元素在残留物处也发生了吸附(见表1中1、2、4号)，这说明Cl－参与了腐蚀过程。
为了进一步了解腐蚀坑中相的组成，分析可能存在的偏聚或偏析元素，我们利用EPMA着重对Al、Cu、Zn、Si、Fe等合金元素进行了分析，打点位置A、B、C、D分别对应于腐蚀坑边缘、无残留物的腐蚀坑底、坑中残留物和未腐蚀区，数据结果如表3所示。
从表3可以看出，Fe、Si在腐蚀区中分布不均匀，特别是坑中残留物处(表中C点)，Fe、Si含量较蚀坑边缘、无残留物的坑底、未腐蚀区等高的多。这说明合金元素Fe、Si与Al形成了Al－Fe－Si相、游离Si相，这与SEM分析的结论完全一致，再次证明了腐蚀残留物是由游离Si相、Al－Fe－Si相等(相对基体铝来说是阴极相)形成。
综合以上斑点腐蚀的形态及产物成分可知，斑点腐蚀的实质是点蚀，它是由游离Si、Al－Fe－Si等阴极相周围铝的溶解而形成的腐蚀坑所构成的表面缺陷，并且这些缺陷具有明显的凸出现象。
2.2 斑点腐蚀的成因分析
影响斑点腐蚀的主要因素有预处理过程中的碱洗温度、碱洗时间以及合金成分中的Zn、Fe、Si元素含量与合金的挤压状态等。在诸多因素中，挤压状态起着关键性的作用，它关系到对腐蚀性能有较大影响的Zn、Fe、Si等元素的分布，以及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，斑点腐蚀分布具有明显的方向性，因为这个区域挤压时阻力较大，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，在随后的再结晶过程中优先形核，为了降低界面能和处于稳定态，此处晶粒不仅异常长大，而且Mg2Si阳极相、游离Si、Al－Fe－Si、FeAl3等阴极相优先析出，为后续的斑点腐蚀创造了条件[2]。
上一页12 3 下一页