深入分析零件硬質(zhì)氧化表面出現白斑的原因 船用鋁板

一、宏觀(guān)檢驗

使用放大鏡和體視顯微鏡對該連接座的宏觀(guān)形貌進(jìn)行觀(guān)察。連接座表面呈現一片白色斑點(diǎn)區域，在其底部深孔附近也觀(guān)察到白色斑點(diǎn)區域。仔細觀(guān)察發(fā)現白色斑點(diǎn)區域明顯存在類(lèi)似液體流淌的痕跡特征。為了對連接座進(jìn)行立體檢測，特對該零件中的一個(gè)螺紋深孔進(jìn)行解剖�？變扔邪l(fā)白現象。與基體材料存在一定色差，在孔內底端存在少量疑似腐蝕產(chǎn)物。

二、膜層形貌與成分分析

利用掃描電子顯微鏡及X射線(xiàn)能譜儀對鋁合金連接座零件表面的鉻酸硬質(zhì)氧化膜層進(jìn)行深入分析。在無(wú)白斑出現的區域對表面進(jìn)行觀(guān)察，發(fā)現鉻酸硬質(zhì)氧化膜正常區域的膜層宏觀(guān)表面非常致密，并無(wú)異常的宏觀(guān)孔洞缺陷，其SEM形貌及EDAX成分分析結果。經(jīng)觀(guān)察，白色斑點(diǎn)區域存在明顯的腐蝕形貌，不僅有龜裂紋。而且有典型的腐蝕坑。結果表明：被破壞的膜層成分中，含有異常的氯元素，其質(zhì)量分數高達5. 49%。

三、腐蝕產(chǎn)物形貌與成分分析

對螺紋深孔底端的內表面進(jìn)一步觀(guān)察分析，深孔內部鉻酸硬質(zhì)氧化膜層出現明顯的腐蝕現象，主要的腐蝕模式為點(diǎn)蝕，腐蝕坑洞直徑多在10 um以?xún)�。點(diǎn)蝕坑內部及其周?chē)�發(fā)現大量的腐蝕產(chǎn)物：同時(shí)，在螺紋深孔底端的內表面存在片狀的腐蝕產(chǎn)物脫落及典型的龜裂狀“泥紋花樣”。腐蝕產(chǎn)物的EDAX檢測結果表明：其中的化學(xué)元素包括少量的外來(lái)元素氯和硫。

四、點(diǎn)滴實(shí)驗

為驗證連接座表面鉻酸硬質(zhì)氧化工藝的穩定性和可靠性，特對該檢測連接座的正常硬質(zhì)氧化表面和白斑區域表面進(jìn)行點(diǎn)滴實(shí)驗，檢測溫度為25℃，合格時(shí)間為≥3 min。該連接座的檢測結果為：正常硬質(zhì)氧化表面> 10 min，白斑區域表面<2 min。結果表明：白斑區域嚴重不腐蝕。

五、實(shí)驗總結

在鋁和鋁合金的表面處理方法中，硬質(zhì)氧化是工業(yè)上應用zui為普遍的一種。常用的方法包括硫酸硬質(zhì)氧化、鉻酸硬質(zhì)氧化、草酸硬質(zhì)氧化和磷酸硬質(zhì)氧化等。鋁的硬質(zhì)氧化工藝是利用金屬的氧化原理，通過(guò)電解氧化法生成帶色的硬質(zhì)氧化鋁膜層”。這種膜層不僅具有良好的耐磨性能。而且耐蝕性和吸附涂料與色料的能力都很強，可作為零部件表面的打底層。

經(jīng)分析原因認為，在鉻酸硬質(zhì)氧化工序完成后，連接座螺紋深孔內的殘留液體未能及時(shí)排出，殘留在孔內底端部位。檢測方雖然在整個(gè)工序中有連接座表面的汽油清洗環(huán)節，但仍未能將螺紋深孔內的殘留酸性液體清洗干凈。在連接座的包裝封存過(guò)程中，殘留液體從深孔內流出。吸附在塑料薄膜和零件接觸的部位，經(jīng)一段時(shí)間的放置或儲存后造成鉻酸硬質(zhì)氧化膜層出現腐蝕破壞。從而形成白色斑點(diǎn)區域。這也與宏觀(guān)檢驗中表面白斑區域呈現的液體流淌狀花樣相吻合。相對于硬質(zhì)氧化膜而言具有極強的滲透能力。尤其是在隨著(zhù)流動(dòng)液體遷移的運動(dòng)過(guò)程中，易與鋁基體及氧化膜反應生成可溶性金屬氯化物。產(chǎn)生電極電位，在局部微小區域形成原電池，進(jìn)而導致蝕孔的產(chǎn)生。

鋁合金鉻酸硬質(zhì)氧化膜質(zhì)量的優(yōu)劣及其抗蝕防護性能的好壞主要取決于鋁合金成分、膜層厚度、硬質(zhì)氧化處理工藝條件f如溫度、電流密度、使用水質(zhì)及硬質(zhì)氧化后的填充封閉工藝等等。因此，要避免類(lèi)似本文出現的硬質(zhì)氧化膜失效現象，就必須從細節把關(guān)，嚴格規范生產(chǎn)操作程序，杜絕鋁合金硬質(zhì)氧化工序后產(chǎn)生的酸性液體殘留，以防止陽(yáng)極化膜層受到腐蝕破壞。