2A12合金加工件黑點缺陷原因分析

王理

（西南鋁業(集團)有限責任公司，重慶401326）

技術工程

2A12合金加工件黑點缺陷原因分析

王理

（西南鋁業(集團)有限責任公司，重慶401326）

采用金相顯微鏡、掃描電鏡和能譜分析設備，對2A12合金加工件的黑點缺陷進行了宏觀、顯微形貌特征及能譜結果綜合分析。結果表明，加工件黑點缺陷形成原因是由于該部位存在氧化膜缺陷，在加工過程中暴露出來的表像。

2A12合金；黑點缺陷；氧化膜

0 前言

某廠使用?85mm棒材加工零件，通過以下工序（下料→機加工→熒光檢測）后，發現1100個零件中有4個零件在加工內表面存在黑點缺陷，為分析黑點缺陷產生原因，取了2個黑點缺陷樣品進行分析。

1 宏觀觀察

經觀察，2個缺陷樣品（編號1#、2#）內表面局部均存在黑灰色物質，樣品宏觀形貌見圖1（圖中黑框內所示均為缺陷部位）。

圖1 兩缺陷樣品宏觀形貌

2 掃描電鏡觀察

在掃描電鏡下觀察，兩樣品缺陷部位典型電鏡形貌見圖2，能譜檢測結果見表1～表3。

由圖2可知，兩樣品缺陷部位均存在較多松散的黑灰色顆粒狀物質，呈典型的夾雜物形貌特征。

由能譜結果可知，兩樣品缺陷部位的黑灰色顆粒物主要含O、Mg、Al元素，結合其顯微形貌特征，兩樣品缺陷均為氧化膜。

圖2 兩樣品缺陷部位典型SEM形貌

表1 1#樣品缺陷部位能譜結果

表2 2#樣品缺陷部位能譜結果

表3 樣品正常部位能譜結果

3 顯微組織觀察

在兩樣品缺陷附近區域取樣分別磨制其截面，兩樣品顯微組織基本相當，典型顯微組織見圖3。

圖3顯示，樣品未見過燒現象，樣品組織未見異常。

圖3 樣品典型顯微形貌

4 分析討論

鋁合金熔煉鑄造過程中，由于鎂具有高活性，更易與空氣中的氧結合形成氧化鎂產物。通常情況下，鋁合金熔體表面會自然形成氧化鋁薄膜。氧化鋁薄膜具有致密度高、密閉性能好的特點，可以保護熔體不被繼續氧化。但是，氧化鎂卻具有松脆多孔的特性，它使氧化鋁薄膜的致密性和連續性遭到不同程度的破壞，使氧化鋁薄膜的柔韌性下降，對熔體的保護能力降低，氧化鋁氧化膜混合物（尖晶石類）極易隨著熔體的擾動破碎而裹入熔體，形成氧化膜夾雜缺陷。因此，在2A12合金熔鑄過程中，熔體的精煉凈化、在線過濾尤為重要。

本次故障表現為少數零件加工后表面存在黑點缺陷，說明熔鑄過程中的偶然因素造成了局部氧化膜破損，少量破碎的氧化膜裹入熔體并遺傳到制品中，形成黑點缺陷。偶然現象可以排除熔體精煉凈化或過濾的問題。從過濾箱出口，經過流槽、流盤、下注嘴、分流袋到結晶器的過程中，熔體處于一種流動狀態，流動的任何擾動都可能造成二次污染。

經對熔鑄現場勘察，過濾箱出口存在清渣不徹底的問題，致使液流在該處發生紊流。經過處理后，后續生產的產品中未再出現氧化膜類型黑點缺陷。

5 結論

通過對兩樣品缺陷部位的宏觀、顯微形貌特征及能譜結果進行綜合分析，確認零件黑點缺陷形成原因是由于該部位存在氧化膜缺陷，之后在加工過程中暴露出來的表像結果。

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WANG Li
(Southwest Alum inum(Group)Co.,Ltd.,Chongqing 401326,China)

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2A12 alloy;black pointdefect;oxidization film

TG292

：A

：1005-4898(2017)04-0004-03

10.3969/j.issn.1005-4898.2017.04.01

王理（1983-），男，湖北鄂州人，大學本科。

2017-04-10