铝合金阳极氧化膜表面异常典型案例分析

淡婷，宋全，孙宏波，李克梅，彭铮，郭祖光

（首都航天机械有限公司，北京 100076）

阳极氧化是铝合金常用的表面处理方式之一。经阳极氧化后，铝合金的力学性能和耐腐蚀性能都有很大提高[1-2]，并且所得阳极氧化膜为多孔结构，很适合染色而获得漂亮的外观。然而，目前航天用铝合金阳极氧化产品表面出现异常现象(如黑点、黑斑、印痕、条带等)的频次颇高。本文选取了4种典型案例进行分析，涉及到7075、LF6和2A14三种铝合金基体，对航天产品阳极氧化膜表面缺陷的发现与分析具有一定的指导意义。

1 4种典型的阳极氧化膜表面异常案例分析

1.1 基材成分差异导致的阳极氧化膜表面异常

某7075铝合金产品经机加工、阳极氧化后表面存在不规则的黑色斑迹(见图1)。对黑斑部位进行横向剖切，用5 mL/L氢氟酸 + 15 mL/L盐酸 + 25 mL/L硝酸溶液浸蚀后采用德国蔡司Observer Z1m金相显微镜进行观察，结果如图2所示。黑斑处的显微组织与正常位置不同，并且黑斑处基体异常组织的深度不定。采用S-3700N型扫描电镜附带的能谱仪分析发现，黑斑处合金元素Mg的质量分数略高于正常位置(见表1)。镁含量偏高会使基体的耐腐蚀能力减弱，在阳极氧化前的碱洗过程中被腐蚀而形成腐蚀坑(见图3)，导致阳极氧化后对应位置的表面粗糙度与正常位置不同，从而显示出肉眼可见的黑斑[3]。因此，铝合金基材局部成分异常会导致其阳极氧化膜出现黑色斑迹。

图3 黑斑位置基体的腐蚀坑Figure 3 Etching pits on the substrate of black spot

表1 黑斑和正常区域基体的元素组成……