壓鑄鋁合金殼體清洗后，表面出現了黑斑、點狀白斑，分別是什么？

鋁合金陽極氧化失效分析及預防

1、常見故障及分析

(1)鋁合金產品經硫酸陽極氧化后，局部無氧化觸摸，呈現肉眼可見的黑點或條紋，氧化膜有凸起或孔洞。雖然這樣的失敗很少，但也時有發生。

上述失效原因一般與鋁及鋁合金的成分、結構和相態的均勻性有關，或與電解液中溶解的某些金屬離子或懸浮雜質有關。鋁及鋁合金的化學成分、顯微組織和金屬相的均勻性會影響氧化膜的形成和性能。純鋁或鋁鎂合金的氧化膜容易形成，而且膜質也不錯。

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而對于鋁硅合金或者銅量較高的鋁合金來說，形成的膜都是暗灰色、光澤度差，而且氧化膜很難形成。如果表面出現因熱處理不當導致的金屬相不均勻、顯微組織偏析、微雜質偏析或各部位顯微組織不均勻，容易產生選擇性氧化或者選擇性溶解。

若鋁合金中的局部硅含量較低，往往會導致局部非氧化膜、黑點和條紋，或是選擇性溶解產生孔洞等。另外，如果電解液里面有過高的金屬雜質、粉塵、銅、鐵等物質離子含量，往往會出現黑點或者黑條紋，影響氧化膜的防腐性能。

(2)同浴處理的一些陽極氧化的部位，無氧化膜或薄膜層薄或不完整，有的在夾具和處置時會發生燒傷。這種故障在流動酸陽極氧化工藝的實踐中頻繁發生，對鋁合金陽極氧化質的影響較大。

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因為氧化鋁膜的絕緣性很好，所以在陽極氧化之前，鋁合金零件必須牢固地安裝在普通或者特殊的夾子里，才能保證好導電。導電棒應由銅或銅合金制成，并應保證足夠的接觸面積。在夾具與零件的接觸處，需要保證電流的自由通過，盡量減少夾具與零件的接觸痕跡。

如果接觸面積太小，電流密度太高，零件和夾具很容易因過熱而燒毀。沒有氧化膜或膜層不完整，主要是由于夾具與工件接觸不良、導電性差或夾具上氧化膜層去除不完全。

(3)鋁合金經過硫酸陽極氧化處理后，用手觸摸氧化膜呈散粉甚至脫落，特別是在填充密封之后，部分表面出現了嚴重的粉色，耐性較差。這種故障多發生在夏季，尤其是沒有冷卻裝置的硫酸陽極氧化槽。鍍液1-2部位經常處理后，會出現松散粉化，明顯影響氧化膜質量。

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由于鋁合金陽極氧化膜電阻較高，在陽極氧化過程中會產生大量焦耳熱，電池電壓越高，產生的熱量越大，導致電解液溫度升高。所以，陽極氧化時一定要使用攪拌或者冷卻裝置，把電解液的溫度保持在一定范圍。

一般情況下，溫度應控制在13~26℃，氧化膜質量較好。如果電解液溫度超過30℃，氧化膜會疏松、粉化，膜的質量會變差，嚴重時會出現“焦燒”。

此外，在電解液溫度不變的情況下，陽極電流密度也必須受到限制，因為陽極電流密度過高，溫度急劇上升，氧化膜容易呈粉末狀或砂狀疏松，對氧化膜的質量非常不利。

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(4)在鋁合金硫酸陽極氧化后，氧化膜變暗，有時出現點蝕、嚴重時黑色點蝕明顯，致使部分零件報廢、損失巨大。

這種失敗往往是偶然發生的，是特殊原因造成的。鋁合金陽極氧化過程中，中間關閉電源再供電往往會使氧化膜變鈍，而中間關閉電源的零件在清洗槽中停留時間過長，清洗槽酸度過高，水質不干凈，懸浮物、泥砂等較多。這往往會導致電化學腐蝕、點蝕黑點等鋁合金零件。有時電解液中加入自來水，水經過漂白粉處理，Cl-含量超標，或者有時盛裝HCl的容器清洗不徹底，含有硫酸，會導致陽極氧化電解液中混入過量的Cl-，導致鋁合金零件點蝕，產品報廢。

2、防止故障的措施

鋁合金硫酸陽極氧化膜的質量與防腐保護主要看鋁合金成分、膜厚及陽極氧化工藝條件，比如溫度、電流密度、水質以及陽極氧化后填充和封閉工藝等。為減少或避免陽極氧化失效，提高產品質量，應從微觀入手，采取有效措施。

(1)對于不同的鋁合金，如鑄造、軋制、機械加工、熱處理和焊接，應根據實際情況選擇合適的預處理方法。例如，對于鑄造鋁合金表面，非加工表面應通過噴砂或噴丸等方法進行清潔。

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硅含量較高的鋁合金（特別是鑄鋁）應使用含有5倍左右氫磷酸的硝酸混合酸溶液進行蝕刻活化，以有效維護良好的生化表面，確保氧化膜質量。不同材質的鋁合金、裸鋁及純件或不同尺寸規格的鋁及鋁合金件一般不適合在同一個鍍液中進行氧化處理。

對于重疊、點焊或鉚接的鋁合金組件，以及陽極氧化時容易形成氣穴且不易被排除的鋁合金零件，從質量角度考慮，一般不允許采用硫酸陽極氧化工藝。

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(2)夾具材料必須保證良好的導電性。一般采用硬質鋁合金棒，板材必須有一定的彈性和強度。牽引器應由銅或銅合金制成。當再次使用特殊或者通用夾具時，如果陽極氧化處理，就要完全去除表面的氧化膜，保證良好的接觸。

夾具不僅要保證足夠的導電接觸面積，還要盡量減少夾具痕跡。如果接觸面過小，會造成陽極氧化零件的燃燒和腐蝕。

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(3)硫酸陽極氧化溶液的溫度必須嚴格把關，最好的溫度范圍是15~25。在硫酸陽極氧化過程中，要用壓縮空氣攪拌，并配備冷藏裝置。在沒有制冷裝置的情況下，在硫酸電解液中加入1.5%~2.0%的丙酸或草酸、乳酸等羧酸，可使陽極氧化溶液的溫度范圍超過35℃，避免或減少氧化膜的疏松或粉化。

一些工藝試驗和生產實踐證明，在硫酸陽極氧化電解液中加入適量的羧酸或甘油，可以有效降低反應熱效應的不利影響，在不降低氧化膜厚度和硬度的情況下，提高陽極氧化電解液的允許溫度上限，在保證質量的前提下，提高生產效率。

此外，在控制溫度不變的情況下，還應注意有效控制陽極電流密度，從而更好地保證氧化膜的質量。

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(4)必須嚴把硫酸陽極氧化電解液的水質和有害雜質關。自來水不適合配制硫酸陽極氧化液，尤其是Ca2+、Mg2+、SiO 2-和Cl-含量較高的渾濁自來水。

一般當水中Cl-濃度達到25mg/L時，會對鋁合金的陽極氧化產生有害影響。Cl-(包括其他鹵素元素)會破壞氧化膜的形成，甚至根本無法形成氧化膜。硫酸陽極氧化應選用軟化水、去離子水或蒸餾水，CCL-in電解液≤ 15mg/L，總礦物質≤ 50mg/L。

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在硫酸溶液陽極氧化過程中，會出現油泡、浮雜等情況，應定期清理。硫酸陽極氧化液中其他常見的有害雜質包括Cu2+、Fe3+、Al3+等。如果雜質含量超過允許含量，會產生有害影響，可以部分或全部更換硫酸溶液，有效保證鋁合金硫酸陽極氧化質量。

鋁合金硫酸陽極氧化是一種普遍應用、成熟的防腐保護與裝修工藝。只要嚴格執行工藝條件，精心操作，硫酸陽極氧化膜的質量是完全可以保證的。