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2024

【材料课堂】铝合金阳极氧化层的金相制备方法

作者：

一

前言

以铝或铝合金制品为阳极，置于电解质溶液中进行通电处理，利用电解作用使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金的阳极氧化处理。经过阳极氧化处理，铝表面能生成几个微米至几百个微米的氧化膜。比起铝合金的天然氧化膜，其耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。

金相检验是评价铝阳极氧化层质量和工艺研究的重要手段。铝阳极氧化层的主要成分是氧化铝，其本质是一种陶瓷，陶瓷的性质很脆，很容易在切割及研磨阶段产生碎裂、崩缺；若抛光不当则会导致氧化层表面发麻、不光亮。针对以上这些难点应有恰当的措施来避免以获得良好的金相。

二

制备指南

切割

切割前要小心装夹以防破坏表面的氧化层，如有条件尽可能使用自动切割机在脉冲模式下进行切割，可以获得比手切更好的效果。推荐使用特鲁利S系列碳化硅切割片，切割过程中切削液要充分喷淋。

推荐设备：

TableCUT-200 手自一体精密切割机

S系列碳化硅砂轮切割片

切割机	TableCUT-200 手自一体精密切割机
切割片	特鲁利S系列碳化硅砂轮切割片

镶嵌

冷镶和热镶皆可，薄壁易变形件可使用冷镶法，结构尺寸较大件可选择热镶法。无论热镶还是冷镶，一定要选用保边型的镶嵌料，否则氧化层可能在制样过程中得不到有效支撑而碎裂。如冷镶可选用TJ2562，热镶可选择EP2237。

TJ2562 环氧慢型树脂（3:1）

边缘?；ば阅芎茫阶帕?，收缩率非常低

EP2237 高品质环氧保边热镶嵌料

极高的硬度，最佳的边缘连接，对样品表面的良好附着力

磨抛

由于阳极氧化层较脆，在研磨时很容易产生碎裂，所以第一道研磨的砂纸可以尽量细一些，如P800。研磨要充分，以去除上一道产生的扰乱层。

由于氧化物的硬度要高于其还原态，且氧化物往往很脆，所以为了保证试样表面具有一致平面性，粗抛应选用平的无绒丝绸布，同时应进行机械化学抛光，避免氧化层因金刚石冲击碎裂而导致表面发麻。

推荐设备：

Alpha-610 自动磨抛机

磨料	碳化硅砂纸 P800 P1200 P2000 P2500	SC-JP抛光布	ZN-ZP抛光布
润滑	水	3μm PD-WT多晶金刚石抛光液+0.05μm AO-439二氧化硅抛光液	0.05μm AO-439二氧化硅抛光液
压力/N	10	20	15
转速/rpm	90/90	80/150	80/120
转向	同向	同向	同向
时间	2min	10~15min	1~2min
以上工艺适用于φ30mm试样；用二氧化硅抛光时最后15s用水冲洗抛光