08
2022
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【材料课堂】铝合金零件表面锈斑原因分析
作者：
铝合金材料正以其重量轻、强度高、刚性好、耐腐蚀、散热性，耐冲击性、抗电磁干扰和屏蔽性好，加工性能优良且加工成本更低，以及回收再生性能优异(回收再生率高，再生成本低)等，正受到越来越多的行业的青睐，成为风头正劲的材料新星。
铝合金零件在压铸生产后，一般要经过后续CNC加工和表面处理后才最终变为成品零件，应用到相关的产品上。通常在铝合金零件的CNC加工过程中，往往会发现有很多产品表面出现大面积黑斑，且不易打磨掉，严重影响了产品的外观，导致产品报废。
可以在零件的表面看到明显的黑色斑点随机地分布。
点状缺陷 100×
点状缺陷 500×
将缺陷处放大观察可见其为凹坑，凹坑底部呈圆弧状，凹坑周围存在丝状腐蚀纹路。同时可隐约看到铝合金晶粒的边界线。
01切割
使用TableCUT-200 手自一体精密切割机切割试样。
TableCUT-200 手自一体精密切割机
设备 | TableCUT-200 手自一体精密切割机 |
耗材 | SiC切割片 |
参数 | 0.2mm/s，3000rpm |
02镶嵌
使用特鲁利FlexPRESS 全自动模块化热镶嵌机镶嵌试样，热镶嵌料采用TJ2231。
FlexPRESS 全自动?？榛认馇痘?/strong>
设备 | FlexPRESS 全自动?？榛认馇痘?/strong> |
耗材 | TJ2231 |
参数 | 180℃，180bar，5min，中速冷却 |
03研磨
使用Alpha-600 自动磨抛机研磨试样，砂纸P400→P2500。
Alpha-600 自动磨抛机
特鲁利金相砂纸
设备 | Alpha-600自动磨抛机 |
耗材 | 砂纸：P400；P800；P1200；P2000；P2500 |
参数 | 压力18N，上转80rpm，下转120rpm，时间2min |
04粗抛
使用Alpha-600 自动磨抛机抛光试样，先使用YS抛光布，配合3μm多晶金刚石抛光液粗抛同时添加抛光润滑剂。
Alpha-600 自动磨抛机
YS-JP 白色纤维抛光布
PD-W多晶金刚石抛光液
设备 | Alpha-600自动磨抛机 |
耗材 | YS抛光布，3μm多晶金刚石抛光液，抛光润滑液 |
参数 | 压力20N，上转80rpm，下转150rpm，时间5min |
05精抛
使用Alpha-600 自动磨抛机抛光试样，再使用ET抛光布，配合0.05μm二氧化硅抛光液精抛。
Alpha-600 自动磨抛机
ET-JP白色合成人造丝抛光布
SO T401二氧化硅抛光液
设备 | Alpha-600自动磨抛机 |
耗材 | ET抛光布，0.05μm二氧化硅抛光液 |
参数 | 压力15N，上转80rpm，下转120rpm，时间3min |
06观察
设备 | OUMIT MT60金相显微镜 |
参数 | 50×→500×倍观察 |
07分析
表面凹坑 500×
表面凹坑 500×
表面凹坑 500×
表面凹坑 1000×
①：方形试块 200×
②：工字型试块 200×
从凹坑的剖面图来看其底部较为圆润光滑，有的坑呈蜂窝状，符合点腐蚀的特征。
工字型试样的晶粒拉长变形明显，其内部存在较大的形变储能，产生腐蚀的电极电位差较大，故其处发生了较多的点腐蚀。在被切削的表面，初生金属间化合物Al7FeCr、Al3Fe、Mg2Si等被切削暴露在零件表面，相较于α-Al基体其具有较高的电极电位，在切削液中以初生相为中心形成腐蚀电池造成速度极快的点腐蚀。
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