工业铝型材阳极氧化表面斑点腐蚀的解决办法

　　【小知识】阳极氧化（anodic oxidation），金属或合金的电化学氧化。铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用下，在铝制品（阳极）上形成一层氧化膜的过程。阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧化。为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是目前应用最广且最成功的。

　　探讨阳极氧化后表面出现的斑点腐蚀为研究对象，分析斑点腐蚀的本质、成因探讨产生斑点腐蚀的关键因素。

　　由于处理工艺与合金成分不适当，6063铝型材经过阳极氧化或表面会出现形态各异的腐蚀缺陷，其中斑点腐蚀在生产中较为常见。6063铝型材经过阳极氧化后，具有具有良好的耐蚀性能和装饰性能,近年来,随着国民经济的发展,工业铝型材的使用越来越普及,然而不少的铝合金在使用一段时间以后,表面出现形态各异的腐蚀缺陷，其中斑点腐蚀较为常见,严重影响铝型材的使用性能及装饰效果。为了合理改善铝型材的表面质量，达到控制表面斑点腐蚀的目的。

　　首先我们来分析斑点腐蚀的本质。从所腐蚀铝型材的表面看，斑点是有大量存在残留物的腐蚀坑构成。利用SEM分享腐蚀残留物的成分，过剩Si不仅能形成游离态的Si相，还会与基体形成α相(Al12 Fe2Si)和β相(Al9Fe3Si2)，α相和β相对合金的腐蚀性能影响很大，尤其是β相能显著降低合金的腐蚀性能。斑点处残留物的成分主要是游离Si相和AlFeSi相，同时发现氯元素在残留物处也发生了吸附，这说明Cl-参与了腐蚀过程。腐蚀区中锌元素含量较基体高得多，以上说明合金中的杂质元素锌也参与了腐蚀过程。

　　正所谓有利与弊，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的使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，耐蚀性变坏。阳极氧化工序中，阳极相Mg2Si是合金的点蚀源。在阳极氧化碱洗时，Mg2Si粒子优先溶解而形成蚀坑，其中镁溶解在溶液中而硅在铝合金上残留下来，当蚀坑聚集在晶粒上就会使该晶粒颜色发暗。在硫酸中和工序中硅不易除去，故斑点腐蚀蚀坑底部硅含量较其他区域高。

　　经知名人士研究表面，6063铝型材斑点腐蚀是因铝合金中阳极相Mg2Si的偏析、粗化引起的，而合金中杂质元素Zn及溶液中Cl-和pH值加速了斑点腐蚀的发生与发展。所以有效的方案则为以下几种，适当调整合金中的镁硅元素质量比，不宜使硅元素含量过高，并合理安排时效制度以防止Mg2Si粒子的偏聚，以免影响铝型材的腐蚀性能；控制合金中微量元素Zn以及处理过程中溶液的Cl-浓度和pH值，减轻活性元素的负面影响。