2A12合金加工件黑点缺陷原因分析

王理

（西南铝业(集团)有限责任公司，重庆401326）

技术工程

2A12合金加工件黑点缺陷原因分析

王理

（西南铝业(集团)有限责任公司，重庆401326）

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析设备，对2A12合金加工件的黑点缺陷进行了宏观、显微形貌特征及能谱结果综合分析。结果表明，加工件黑点缺陷形成原因是由于该部位存在氧化膜缺陷，在加工过程中暴露出来的表像。

2A12合金；黑点缺陷；氧化膜

0 前言

某厂使用ϕ85mm棒材加工零件，通过以下工序（下料→机加工→荧光检测）后，发现1100个零件中有4个零件在加工内表面存在黑点缺陷，为分析黑点缺陷产生原因，取了2个黑点缺陷样品进行分析。

1 宏观观察

经观察，2个缺陷样品（编号1#、2#）内表面局部均存在黑灰色物质，样品宏观形貌见图1（图中黑框内所示均为缺陷部位）。

图1 两缺陷样品宏观形貌

2 扫描电镜观察

在扫描电镜下观察，两样品缺陷部位典型电镜形貌见图2，能谱检测结果见表1～表3。

由图2可知，两样品缺陷部位均存在较多松散的黑灰色颗粒状物质，呈典型的夹杂物形貌特征。

由能谱结果可知，两样品缺陷部位的黑灰色颗粒物主要含O、Mg、Al元素，结合其显微形貌特征，两样品缺陷均为氧化膜。

图2 两样品缺陷部位典型SEM形貌

表1 1#样品缺陷部位能谱结果

表2 2#样品缺陷部位能谱结果

表3 样品正常部位能谱结果

3 显微组织观察

在两样品缺陷附近区域取样分别磨制其截面，两样品显微组织基本相当，典型显微组织见图3。

图3显示，样品未见过烧现象，样品组织未见异常。

图3 样品典型显微形貌

4 分析讨论

铝合金熔炼铸造过程中，由于镁具有高活性，更易与空气中的氧结合形成氧化镁产物。通常情况下，铝合金熔体表面会自然形成氧化铝薄膜。氧化铝薄膜具有致密度高、密闭性能好的特点，可以保护熔体不被继续氧化。但是，氧化镁却具有松脆多孔的特性，它使氧化铝薄膜的致密性和连续性遭到不同程度的破坏，使氧化铝薄膜的柔韧性下降，对熔体的保护能力降低，氧化铝氧化膜混合物（尖晶石类）极易随着熔体的扰动破碎而裹入熔体，形成氧化膜夹杂缺陷。因此，在2A12合金熔铸过程中，熔体的精炼净化、在线过滤尤为重要。

本次故障表现为少数零件加工后表面存在黑点缺陷，说明熔铸过程中的偶然因素造成了局部氧化膜破损，少量破碎的氧化膜裹入熔体并遗传到制品中，形成黑点缺陷。偶然现象可以排除熔体精炼净化或过滤的问题。从过滤箱出口，经过流槽、流盘、下注嘴、分流袋到结晶器的过程中，熔体处于一种流动状态，流动的任何扰动都可能造成二次污染。

经对熔铸现场勘察，过滤箱出口存在清渣不彻底的问题，致使液流在该处发生紊流。经过处理后，后续生产的产品中未再出现氧化膜类型黑点缺陷。

5 结论

通过对两样品缺陷部位的宏观、显微形貌特征及能谱结果进行综合分析，确认零件黑点缺陷形成原因是由于该部位存在氧化膜缺陷，之后在加工过程中暴露出来的表像结果。

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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，大学本科。

2017-04-10