黃 凱

（江西鳳凰光學科技有限公司，江西 上饒 334000）

6061鋁合金是Al-Mg-Si系鋁合金，在幾個系列的鋁合金中具有中等的強度，同時塑性優(yōu)良，可焊性和耐蝕性好，同時沒有應力腐蝕開裂的傾向。在使用某公司生產(chǎn)的6061擠壓管材用于車削加工時，可觀察到車削加工樣品表面區(qū)域存在有小黑點的缺陷，盡管黑點缺陷較小，但對后續(xù)的陽極氧化影響較大，嚴重影響陽極氧化的均勻性[1]。

為了查明產(chǎn)生此類黑點缺陷的成因，本文將通過OM和SEM進行檢測和分析，分析問題存在的因素，為避免今后生產(chǎn)中存在類似的缺陷提供借鑒[2]。

1 實驗材料與方法

試驗選擇多個樣品同樣的在機加工過程中均發(fā)現(xiàn)有黑點的試樣，并選取黑點缺陷較多的擠壓無縫管來進行檢測，其管材的規(guī)格為Ф30mm×7mm，并分別標記4個區(qū)域的黑點，分別編號為A、B、C。

試驗采用的金相顯微鏡為尼康NIKON LV150金相顯微鏡，樣品經(jīng)過自動磨拋機拋光后，用氫氧化鈉+蒸餾水溶液進行腐蝕并觀察。能譜掃描則采用日本電子JSM-IT300型掃描電鏡進行觀察分析。

2 試驗結(jié)果及分析

圖1 A點區(qū)域橫截面金相組織

對A點區(qū)域截取其橫截面進行金相分析，檢查其是否有缺陷。圖1為A點區(qū)域橫截面的金相組織結(jié)果，有圖可知，A點區(qū)域橫截面未發(fā)現(xiàn)缺陷情況。

對A點區(qū)域進行掃描電鏡觀察及能譜分析，檢查其黑點情況。圖2為A點區(qū)域的掃描能譜結(jié)果，由圖可知，A點黑點區(qū)域主要成分為C、O和Fe，同時含有少量的Al、Si、Mn。并未發(fā)現(xiàn)其他典型的夾雜物元素，該黑點區(qū)域夾雜物主要為富Fe相雜質(zhì)、碳化物等。結(jié)合圖1金相分析結(jié)果，由此可推斷出該黑點區(qū)域夾雜物為后續(xù)鑄錠加工過程中所帶入的外物。

圖2 A點區(qū)域能譜形貌結(jié)果

圖3 B點區(qū)域能譜形貌結(jié)果

對B點區(qū)域進行掃描電鏡觀察及能譜分析，檢查其黑點情況。圖3為B點區(qū)域的能譜結(jié)果，由圖可知，B點黑點區(qū)域其主要成分為C、O，同時含有少量的Na、Mg、Al、Si、S、Cl、K、Ca、Ti。

其中夾雜中存在的Na、Cl、Ca、K等雜質(zhì)元素，為在進行熔煉過程中，其溶劑在進行覆蓋和精煉時帶入到熔體中，且除渣不徹底而殘留下來。

由此可推斷出該黑點區(qū)域夾雜物主要有碳化物、MgAl2O4、Al2O3、含Ti的細化劑顆粒和鋁合金溶劑的殘留物。

對C點區(qū)域進行掃描電鏡觀察及能譜分析，檢查其黑點情況。圖4為C點區(qū)域的能譜結(jié)果，由圖可知，C點黑點區(qū)域夾雜物其主要成分為C、O，同時含有少量的Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Cu。

同樣的黑點區(qū)域夾雜物主要有碳化物、Al2O3和鋁合金溶劑的殘留物。

圖4 C點區(qū)域能譜形貌結(jié)果

通過對6061無縫擠壓管車削時出現(xiàn)的黑點缺陷表面進行金相分析和掃描及能譜分析發(fā)現(xiàn)，A點區(qū)域主要成分為C、O和Fe，同時含有少量的Al、Si、Mn。

橫截面金相組織未發(fā)現(xiàn)缺陷，可推測其黑點夾雜物為鑄錠后續(xù)加工過程中所帶入的外物。

通過對B點區(qū)域掃描及能譜分析發(fā)現(xiàn)，B點黑點區(qū)域其主要成分為C、O，同時含有少量的Na、Mg、Al、Si、S、Cl、K、Ca、Ti。通過對C點區(qū)域掃描及能譜分析發(fā)現(xiàn)，C點黑點區(qū)域夾雜物其主要成分為C、O，同時含有少量的Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Cu。

由結(jié)果可推測出B點和C點區(qū)域存在缺陷的主要原因是鑄錠質(zhì)量問題，在熔體凈化環(huán)節(jié)應進一步加強，以提高鑄錠質(zhì)量。鋁合金鑄錠質(zhì)量影響到最終成品的質(zhì)量，鑄錠在熔鑄過程中產(chǎn)生的冶金缺陷和組織缺陷很難在后續(xù)的熱處理和加工過程完全消除。

3 結(jié)論

（1）在對6061鋁合金擠壓態(tài)車削加工件進行掃描能譜分析發(fā)現(xiàn)，A點區(qū)域處存在的夾雜物為鑄錠后續(xù)加工過程中所帶入的外物。

（2）在對6061鋁合金擠壓態(tài)車削加工件進行掃描能譜分析發(fā)現(xiàn)，B點和C點區(qū)域樣件處存在有夾雜物，其鑄錠冶金質(zhì)量不高，熔體凈化環(huán)節(jié)需要重視和加強。