以前我們在6063鋁合金型材的生產(chǎn)中，會見到一些空心、半空心的，甚至是一些斷面曲率較大的實(shí)心的擠壓材，經(jīng)過硫酸陽極氧化生產(chǎn)工藝處理后，其表面局部會出現(xiàn)一種沿縱向連續(xù)分布的，粗糙不平（似梨皮狀）的，清晰可見的閃爍晶粒狀的表面缺陷，那么造成這種現(xiàn)象的原因是什么，該怎么預(yù)防呢？
一、成因分析
1.氧化前處理工藝的影響
某些擠壓材經(jīng)硫酸脫脂并水洗后，表面無異常變化，而當(dāng)其在wZn2+≥4×10-6的堿蝕液中，經(jīng)正常的浸蝕并隨后立即有效水洗后，就會看到“梨皮花紋”的存在。筆者對擠壓材的擠壓組織進(jìn)行分析，結(jié)果表明：“閃爍花紋”對應(yīng)的組織是晶粒度比正常部位的大得多的粗大等軸晶的再結(jié)晶組織——粗晶環(huán)，且晶粒越粗大，“梨皮花紋”越明顯；這種現(xiàn)象也隨著浸蝕的進(jìn)行而越來越明顯。
產(chǎn)生“梨皮花紋”的根本原因是堿蝕液中Zn污染引起的選擇性晶間腐蝕。晶間腐蝕的機(jī)理是電化學(xué)的，是晶界內(nèi)的局部原電池作用的結(jié)果。沿晶粒邊緣沉淀析出的第二相Mg2Si與貧乏的固溶體之間由于腐蝕電位的不同，在堿蝕電解質(zhì)溶液中，形成了原電池α-Al-Mg2Si。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般都要求Si的含量過剩，則其晶間腐蝕敏感性增大，因?yàn)槲挥诰Ы缂捌涓浇鼌^(qū)域的游離硅具有很強(qiáng)的陽極性。
2.鑄錠質(zhì)量的影響
在6063鋁合金型材（RCS狀態(tài)）的堿蝕處理過程中，當(dāng)其他條件具備時，只要合金中wZn≥0.03%，就可能產(chǎn)生“梨皮花紋”缺陷；并且這種缺陷的清晰程度隨合金中Zn含量的增加而增大。特別應(yīng)該指出的是：在相同條件下，產(chǎn)生“閃爍花紋”缺陷時，合金中Zn的含量對空心型材的影響要比它對實(shí)心型材的影響更明顯。
3.擠壓-熱處理工藝因素的影響
在正常的工藝條件下生產(chǎn)RCS狀態(tài)的6063鋁合金擠壓型材，在經(jīng)擠壓-淬火處理后，其組織為：Mg、Si等元素的原子固溶于α-Al中而形成過飽和鋁基固溶體以及游離Si單質(zhì)等，晶粒細(xì)小且均勻分布，成為只發(fā)生了動態(tài)回復(fù)或靜態(tài)回復(fù)的加工組織。
經(jīng)人工時效處理后，6063鋁合金型材的主要相組成為：α-Al，游離Si，主要強(qiáng)化相Mg2Si等等。組織狀態(tài)為：細(xì)小的Mg2Si晶粒彌散均勻分布于α-Al基體中，而游離Si分布與晶界及其附近區(qū)域。而當(dāng)生產(chǎn)條件控制不當(dāng)（如淬火冷卻強(qiáng)度不足）時，就可能發(fā)生“靜態(tài)再結(jié)晶”及“再結(jié)晶晶粒長大”而形成粗晶環(huán)。
當(dāng)6063鋁合金擠壓溫度偏高，擠壓速度過快，模具局部工作帶過長，使合金型材流出模孔溫度偏高而又未及時風(fēng)冷至250℃以下時，就易發(fā)生局部的靜態(tài)再結(jié)晶及再結(jié)晶晶粒的聚集長大，這就產(chǎn)生了粗晶環(huán)。粗晶環(huán)的存在，為“梨皮花紋”的形成創(chuàng)造了組織上的客觀條件。
二、預(yù)防措施
由于“梨皮花紋”缺陷的存在，造成大量工藝廢品，給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營帶來重大損失。因此，必須針對具體成因而采取具體的預(yù)防措施，防止這種表面缺陷的產(chǎn)生。
1.根據(jù)擠壓材表面有無粗晶環(huán)及粗晶的大小，在生產(chǎn)工藝規(guī)程規(guī)定的范圍內(nèi)，調(diào)整生產(chǎn)工藝控制參數(shù)，盡量減小粗晶環(huán)對氧化材表面質(zhì)量的影響。
2.選擇性能優(yōu)良的堿蝕添加劑。當(dāng)堿蝕液中[Zn2+]偏高時，應(yīng)及時向槽液中補(bǔ)加過量NaS或多硫化鈉。
3. 根據(jù)下列處于工作溫度下的電離平衡方程式：Zn2+＋2OH-Zn(OH)22H+＋Zn，為了抑制Zn2+的不良影響，可以增大游離NaOH的濃度，從而降低Zn2+的濃度，從而使wZn2+<3×10-6。或者采用先排放一部分舊槽液，再補(bǔ)充相當(dāng)量的新槽液，亦可使得wZn2+<3×10-6。
4.依據(jù)國際GB3190-82之規(guī)定，從企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際出發(fā)，制定一個適合本企業(yè)情況的6063鋁合金成分的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格控制Si、Fe、Mg、Zn的含量，要求Si的含量相對于wMg∶wSi=1.73∶1所要求的含Si量過剩，但過剩量不大于0.20%；wZn2+≤0.050%；要進(jìn)行鑄錠的均化退火處理，消除偏析現(xiàn)象。
5.調(diào)整模具結(jié)構(gòu)，減小局部的劇烈摩擦縮短相應(yīng)部位工作帶的長度，加大空刀斜度或保證工作帶平面與空刀斜面結(jié)合處的高度差不小于0.5mm，調(diào)整分流孔的布置或第一分流比K1的大小及模橋斷面下端的形狀尺寸，減小兩股金屬在焊和室上部相遇時的相對摩擦力。
6.調(diào)整鑄、錠擠壓筒等的加熱溫度，擠壓溫度和擠壓速度的控制參數(shù)，嚴(yán)格控制淬火冷卻工藝，避免靜態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。
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