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鋁及鋁合金憑借著密度小、強度高、導電導熱性好、耐腐蝕性強以及加入一定合金元素后加工塑性好等優(yōu)點，廣泛應用于汽車、航空航天、船舶、電子通訊等多個領域。鋁合金的成型加工技術包括軋制、擠壓、拉拔、鍛造等諸多種類，模鍛是鋁合金鍛造中的一種成型方法。在鋁合金表面處理技術中，陽極氧化應用較為廣泛。鋁合金陽極氧化是指在電解質(zhì)溶液中，通過施加陽極電流使鋁合金表面形成一層氧化膜，達到增強耐腐蝕性、提高硬度和耐磨性以及增強耐熱性等效果，同時鋁的陽極氧化膜外層多孔，易吸附染料和有色物質(zhì)，可進行染色，提高鋁合金表面的裝飾性。
陽極氧化后表面具有黑點缺陷，如圖1所示為某殼體產(chǎn)品表面黑點缺陷，既影響零件表面美觀，降低了耐蝕性，又影響鋁合金鍛件的使用性能，因此，通過對原材料及生產(chǎn)工藝進行長期跟蹤和調(diào)查，總結出鋁合金陽極氧化后產(chǎn)生黑點的主要原因，并針對產(chǎn)生原因?qū)に囘M行改進，以減少黑點缺陷。
1、缺陷產(chǎn)生原因分析
通過對原材料及生產(chǎn)工藝進行長期跟蹤分析，總結鋁合金模鍛件陽極氧化后表面存在大量黑點缺陷產(chǎn)生的主要原因，包括以下幾個方面：
①鋁合金棒料經(jīng)過酸洗銼修工序后，表面缺陷并未被完全清理干凈，經(jīng)過車削加工之后表面存在黑點等缺陷；
②鋁合金棒料在磚砌加熱爐爐內(nèi)進行加熱時，加熱爐爐襯等部位可能有顆粒物掉落到鋁合金棒料表面，在后續(xù)進行模鍛時，顆粒物被壓入鍛件表面形成表面缺陷；
③在油刷潤滑，所采用的20號機油未進行充分檢測，機油中可能存在雜質(zhì)，另油刷多次潤滑時，鋁件毛邊的碎屑可能會粘到油刷上，進而在模鍛時被壓入鍛件表面形成缺陷；
④低壓風吹型腔時，未將型腔吹干凈，或是沒有定期檢測低壓風潔凈度；
⑤鍛模和切邊模等模具和工具在使用前未進行充分清理，如鍛模內(nèi)表面存在顆粒物等雜質(zhì)，在進行模鍛時可能嵌入棒料和毛坯表面形成表面缺陷；工作臺面不干凈，水箱在使用前未清理等因素也會造成模鍛件表面附帶雜質(zhì)；
⑥在毛坯的流動過程中發(fā)生磕碰造成鍛件表面凹坑等缺陷，盛放鍛件的盒子不干凈，酸洗過被腐蝕產(chǎn)生黃斑，大量銼修造成鍛件表面不光滑等。
2、預防措施及效果
2.1預防措施
（1）原材料表面控制。
針對鋁合金棒料原材料表面原有缺陷，一方面，在機加工時增加車外圓工序，且車后為防止表面被氧化，采用油封保護表面；另一方面，在裝爐加熱前，應對棒料表面進行逐一檢查，若有缺陷，則用刮刀等工具修干凈，然后用低壓風吹去表面雜質(zhì)，并逐一擦拭表面，再裝爐，若擦拭完需放置，則應裝入潔凈且附帶箱蓋的專用箱子中，過程中不應有磕碰，逐件進行擺放，如圖2所示。
（2）加熱過程。
鍛件坯料在加熱時，不直接放在爐底板上，而是放入爐內(nèi)如圖3所示裝置中，可防止爐襯掉落細微顆粒粘附在坯料表面上，避免后續(xù)模鍛壓入鍛件形成缺陷。
（3）采用專用航空潤滑油。
采用專用的航空潤滑油代替20號機油，用航空液壓油裝入專用罐子在上下型腔噴成霧狀潤滑型腔，不允許有雜質(zhì)。潤滑時，先用低壓風吹上下型腔，再潤滑，再上下吹型腔。型腔潤滑先用低壓風吹上下腔，再噴潤滑油，再上下吹，模鍛過程每次取一件輕拿輕放，鍛件坯料不允許落地，如果不慎掉到地上或爐邊上，一定要進行擦拭并用風槍吹干凈，然后再放入型腔，模鍛完成后，用鉗子或?qū)Ｓ玫墓ぱb將鍛件放入干凈的水箱中冷卻，然后切邊。
（4）增加低壓風過濾器，保證低壓風的潔凈度。
對鍛造車間增加低壓風過濾器，定期在干凈的玻璃上檢查壓縮空氣的潔凈度，定期更換壓縮空氣過濾裝置中的濾芯。每季度清洗1次，每星期對壓縮空氣進行一次清潔度檢查。將一清潔的玻璃鏡片放在距壓縮空氣噴嘴00mm~250mm的地方，打開噴嘴閥門，讓噴嘴垂直對準試片噴5s~30s，然后目視檢查試片表面，不應有可見的水、油或固體顆粒的痕跡。
（5）模具及工具表面清理。
鍛模、切邊模在使用前需先將型腔表面清理干凈，切邊模將沖頭清理干凈；模具預熱時型腔面朝上分開裝入爐中；制作專用的不銹鋼水箱，且每次進行模鍛都需要更換箱子里的水；所有與坯料接觸的工具及工作臺面清理干凈；若模鍛時鍛件留在上模，用專用的潔凈工具接住毛坯，防止毛坯上粘附雜質(zhì)；切邊時，先將毛坯表面擦拭干凈，再進行切邊。
（6）轉運過程避免磕碰。
對于大小不同的鍛件轉運方式不同，小鍛件可直接從工作臺面上取走，而大鍛件可在臺面下用干凈的黑皮做斜面滑道進行轉運，以減輕碰傷；鍛件在所有轉運及淬火時效等工序?qū)嵤┻^程中注意避免磕碰，轉運盒子采用帶有分格裝置的干凈的專用盒子，鍛件在轉運盒子中要求單獨擺放（如圖4所示），銼修清理完需要入庫的鍛件經(jīng)檢驗合格后，采用專用的包裝紙逐個包裝入庫。
2.2效果
經(jīng)過對原材料及各工藝過程進行控制及改進，使得鍛件有效避免了黑點缺陷，鍛件經(jīng)機加工和陽極氧化后，表面質(zhì)量完好，如圖5所示。
3結論
為有效防止鋁合金鍛件表面經(jīng)機加工和陽極氧化處理后產(chǎn)生黑點缺陷，需從原材料和加工工藝過程嚴格控制。通過采取控制原材料表面質(zhì)量，采用專用盛放鍛件裝置避免磕碰，采用航空潤滑油，改進轉運裝置及部分加工工藝，同時嚴格分析各工序可能將雜質(zhì)粘附在鍛件表面的因素，進而防止鍛件表面粘附雜質(zhì)等措施，有效控制鋁合金鍛件表面缺陷的產(chǎn)生，防止陽極氧化后黑點的出現(xiàn)。
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