第

48

卷第

2

期

2019

年

4

月

DOI：10．3969/j．issn．1671

－

6795．2019．02．014

有

金属加工

NONFEＲＲOUSMETALSPＲOCESSING

Vol.48No.2

April2019

6061

铝合金阳极氧化后黑斑原因分析

周

京辉

（

佛山市三水凤铝铝业有限公司

，

广

东佛山

528133）

摘要

：

采用韦氏硬度钳

、

扫描电镜设备

、

能谱分析设备和金相显微镜

，

对

6061

铝合金阳极氧化后局部黑斑及正常表面

进行宏观

、

显微形貌特征综合分析

；

指出局部黑斑是由于喷雾淬火时

，

某喷头堵塞未形成雾状而直接喷水造成的

，

并提

出改正措施

。

关键词

：6061

铝合金

；

黑斑

；

退火

；Mg

2

Si；

淬

火

中图分类号

：TG178．2

文献标识码

：B

文章编号

：1671

－

6795（2019）02

－

0054

－

03

6061

铝

合金

，

是中等强度

Al

－

Mg

－

Si

合金

，

广泛用

于建筑模板

、

汽车避震器

、

保险杠

、

自行车车身

、

板材

、

棒材等领域

，

主要从合金成分

、

挤压工艺

、

时效工艺等

来研究提高性能

、

降低能耗

。

根据型材截面尺寸通过

选择强风

、

喷雾

、

喷水或穿水方式来达到

6061

合金的

150mm

高

、

淬火要求

。

本文所述型材是

500mm

宽

、

7mm

厚的

6061

－

T6

材质的帐篷管

，

选择喷雾淬火

，

针

对

6061

合金氧化后出现黑斑问题

，

从淬火工艺查找

原因

，

以期指导正常生产

。

图

1

阳极氧化后型材表面中间显现黑斑

Fig．1Blackspotsappearinsurfaceofprofileafteranodicoxidation

1

实验材料及方法

使

用Φ

518mm

的

6061

合金铝棒

，

合金的名义成

2

2．1

实验结果与分析

硬度检验

%）

为

，Si0．61，Fe0．17，Cu0．20，Mn0.91，

分

（

质量分数

，

Mg0．91，Zn0．01，Ti0．01，Al

余量

。

经长棒加热炉加热

至

500℃～510℃，

然后在线剥皮至Φ

510mm，

用

90MN

正

150mm

高

、7mm

厚的

6061

－

T6

向挤压机挤压

500mm

宽

、

材质的帐篷管

，

挤压速度

4m/min，

使用在线喷雾淬

火

。

按订单长度锯切后时效

，

再做阳极氧化表面处

理

，

底面中间局部出现沿挤压方向的黑斑

，

如图

1

所

示

A

处

。

将该型材脱掉氧化膜

，

用韦氏硬度钳分别检验

A

处与

B

处外表面及内表面的硬度

；

然后将

A

与

B

处各

2#，

切一小样品下来

，

编号为

1#、

经过粗磨

、

抛光

，

再用

2

#样品横截面

；

扫描电镜和能谱观察分析

1#、

2

#样腐蚀后在金相显微镜下观察

。

然后将

1#、

表

1

为用韦氏硬度钳检验

A

处与

B

处内

、

外表面

的硬度数值

。

由表

1

可知

，

黑斑区域硬度低于正常区

域硬度

，

且外表面低于内表面硬度

。

表

1

Tab．1

不同位置硬度实测数值

Measuredvaluesofhardnessatdifferentlocati

位

置

A

处

外表面

A

处

内表面

B

处外表面

B

处内表面

韦氏硬度

/HW

8

10

15

15

2．2

扫描电镜观察

2

#样品

，

用扫描电镜分别观察

1#、

如图

2

所示

。

收

稿日期

：2018

－

05

－

10

第

2

期有

金属加工

55

由图

2

可见

，

两个样品都有黑颗粒状物质

，

其中

1#1

#样品黑颗粒物质直径约为颗粒物质的

10

倍

，

20um，2

#号样品黑颗粒物质直径约为

10um。样品单位面积内黑颗粒物质数量约是

2

#样品黑

图

2

样

品显微形貌

Fig．2Samplemorphology

2．3

能谱分析

1

#样晶粒粗大无规律分布

，

由图

3

可知

，

图中粗大的

晶粒宽度约

500um；2

#样晶粒组织较细大致呈平行分

布

，

图中晶粒宽度约

300um。

2

#样品的黑颗粒状物质进行能谱分析

，

对

1#、

Mg、Al、

见表

2。

由表

2

可知

，

黑颗粒物质主要含

O、

Si

元素

，

其中

Mg

与

Si

的原子比例约为

2∶1，

可以判

断黑点物质含有

Mg

2

Si

相

。

表

2

Tab．2

样品黑颗粒状物质能谱结果

substancesofsample

样号元素重量百分比

/%

原子百分比

/%

3

分

析讨论

6061

铝

合金帐篷管经在线喷雾淬火

（

图

4（a）

），

Energydispersiveresultsofblackgranular

导致

由于局部某喷头未喷雾而直接喷水

（

图

4（b）

），

A

处冷却过快

，

且外表面比内表面冷却快

，

而后沿挤

压方向喷雾正常

，

高温部分向

A

处传热

，

导致

A

处又

回温

，

形成退火

，

晶粒长大

，

且强化相

Mg

2

Si

析

出并长

大至

20um

左右

，

使该处强化相不够弥散

（0．1um

左

从而使时效后该处硬度较正常区域低

。

同时由

右

）

，

导致该处阳极氧于

Mg

2

Si

相对铝基体处于电势高位

，

化时腐蚀严重

，

从而出现阳极氧化后显现黑斑现象

。

经过现场检查淬火装置

，

发现黑斑区域下方有

2

个喷雾喷头喷洒的雾没有散开

，

将喷头拆下来

，

发现

里面有铁锈

、

泥沙等杂质堵塞

。

将喷头彻底清洗后再

安装上去

，

同时检修其他喷头

，

仔细观察喷雾状态

，

正

常后再安排上机生产

，

后续未再出现氧化后黑斑

现象

。

O

1

#Mg

Al

Si

O

2

#Mg

Al

Si

5．40

17．09

65．45

12．06

4．19

15．73

71．17

8．90

8．66

18．04

62．27

11．02

6．78

16．74

68．27

8．20

2．4

金相观察

2

#样腐蚀后做金相观察

，

对

1

#样

、

如图

3

所示

。

56

有

金属加工第

48

卷

图

3

Fig．3

样品边部金相组织

Sampleedgemetallographicstructure

图

4

Fig．4

喷雾冷却示意图

Spraycoolingdiagram

4

结论

（1）

在

线淬火不均匀

，

导致型材局部温度从高温

阳极氧化时腐蚀严重

，

呈现黑斑表象

。

参考文献

．1

版

．

长沙

：

中南工业大

［1］

王祝堂

，

田荣璋

．

铝合金及其加工手册

［M］

1989：113．

学出版社

，

［2］

肖亚庆

．

铝加工技术实用手册

［M］．

北京

：

冶金工业出版社

，

2005：124．

到低温再到高温的变化

，

使局部出现退火现象

，

从而

晶粒长大

；使其强化相

Mg

2

Si

大量析出

，

（2）Mg

2

Si

大

量析出位置

，

时效后其硬度低于正常

固溶位置的硬度

；

其电位相对铝基体处于电势高位

，

AnalysisonBlackSpotof6061AluminumAlloyafterAnodizing

ZhouJinghui

（GuangdongFengluAluminumCo．，Ltd．，Foshan528133，China）

Abstract：Inthispaper，localblackspotsandnormalsurfaceof6061aluminiumalloyafteranodizingaredetectedandanalyzed

byWechslerhardnesstester，scanningelectronmicroscopy，energydispersivespectrometerandmetallographicmicroscope．

Theresultowthatthelocalblackspotsarecausedbydirectsprayingofwaterwithoutfoggyformingwhenanozzleis

blockedduringsprayquenching，andthecorrectionmeasuresareputforward．

Keywords：6061aluminumalloy；blackspot；annealing；Mg

2

Si；quenching