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硬铝合金

冶金工程学术语

硬铝合金属热处理可强化铝合金，包括铝-铜-镁系和铝-铜-锰系合金。硬铝合金由于相对密度小、质量轻及强度高等优点，在航空及航天等领域应用非常广泛，其表面处理多采用成本相对较低、膜层质量较好的硫酸阳极氧化工艺。然而，由于种种原因，硬铝合金经硫酸阳极氧化、黑色填充后经常出现表面起白点现象，影响零件的外观质量，这种现象时有时无，没有规律性，从生产中搜集的数据分析来看，经过机加工的硬铝合金件表面起白点较多。为提高产品质量，解决铝合金阳极氧化表面起白点问题，要查明原因并提出解决办法。

简介
硬铝合金由于相对密度小、质量轻及强度高等优点，在航空及航天等领域应用非常广泛，其表面处理多采用成本相对较低、膜层质量较好的硫酸阳极氧化工艺。然而，由于种种原因，硬铝合金经硫酸阳极氧化、黑色填充后经常出现表面起白点现象，影响零件的外观质量，这种现象时有时无，没有规律性，从生产中搜集的数据分析来看，经过机加工的硬铝合金件表面起白点较多。为提高产品质量，解决铝合金阳极氧化表面起白点问题，要查明原因并提出解决办法。
特点及应用
这类合金强度和耐热性能均好，但耐蚀性不如纯铝和防锈铝合金。常用包铝方法提高硬铝制品在海洋和潮湿大气中的耐蚀性。
该类合金广泛应用于各种构件和铆钉材料。在造船、建筑等部门也大量应用。在铝-铜-镁系中添加铁和镍，可发展为锻造合金，有良好的高温强度和工艺性能。铝-铜-锰系合金的工艺性能良好，易于焊接，主要用于耐热可焊的结构材料和锻件。熔融法制锭，再压力加工成材。密度比铝略高。
主要影响因素分析
黑色阳极化膜层起白点的原因是由多种因素综合影响而成的。
1) 材料原因。黑色填充起白点现象多发生在铜质量分数高的硬铝材料，主要是由于硬铝表面有CuAl3相的影响，氧化膜生成受阻，局部氧化膜层偏薄。
2) 阳极氧化工艺。生产中铝合金阳极氧化工艺为通用工艺，对部分零件的装槽量、阳极电流密度、搅拌等参数规定的不够详细。保证零件表面不起粉的情况下生成良好的氧化膜。
3) 钛挂具的影响。常用的钛挂具在长期使用过程中容易产生较大的接触电阻，易使零件接触不良。因此，在生产中必须经常对挂具进行处理，保证具有良好的导电性。
4) 黑色填充工艺的影响。黑色填充工艺要求在较高的温度下进行，容易造成溶液pH不稳定。
在较高的pH条件下填充会产生起白点的现象。因此，必须确保黑色填充液处于良好的状态，定期对填充液进行净化处理。
改进措施
1) 挂具。使用钛挂具要经常进行腐蚀(退膜)处理，减少接触电阻。保证阳极氧化时极杠、极板等接触部位导电良好。
2) 阳极氧化。硫酸阳极氧化时，对硬铝材料温度宜取上限、电流密度宜取下限; 使用压缩空气均匀搅拌; 严格按照工艺的要求控制装槽量; 根据零件面积调整阴、阳极比例。
3) 填充。黑色填充槽液控制在20～40℃，严格控制pH，每班进行检查调整，定期对槽液进行净化处理，填充前应充分搅拌槽液。
4) 清洗。清洗水的控制。清洗槽的水应为流动水，工序间应仔细清洗，特别是在黑色填充前一定要清洗干净。
总结
硬铝合金黑色阳极化起白点的现象，一直是生产中存在的难点问题，经过对各种影响因素进行实验和分析，查明了原因，提出了改进措施，经过一年多的生产实践，白点故障未再发生，解决了产品外观质量的难题。
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