賀智敏,杜新偉
(乳源東陽(yáng)光優(yōu)艾希杰精箔有限公司,廣東 韶關(guān) 512700)
筆記本電腦目前已經(jīng)是辦公領(lǐng)域以及家具電器的必備品,其殼體材料(鍵盤)初期一直由工程塑料制作。隨著鋁加工行業(yè)的發(fā)展。鋁合金殼體逐漸取代工程塑料成為鍵盤的優(yōu)先選用材料,其中6063,5052,5182等合金成為主流。同等強(qiáng)度的條件下,相比傳統(tǒng)工程塑料制作的筆記本電腦外殼,鋁合金筆記本電腦外殼厚度可減薄50%,質(zhì)量減輕40%,其外觀著色性能良好,而且擁有良好的散熱性、屏蔽性、耐候性和耐腐蝕性[1]。6063鋁合金經(jīng)過(guò)成型之后進(jìn)行陽(yáng)極氧化后會(huì)偶發(fā)表面黑條紋缺陷(圖1),造成報(bào)廢損失。本文通過(guò)對(duì)缺陷樣板的技術(shù)分析,旨在找出缺陷產(chǎn)生的原因。
圖1 6063鋁合金筆記本鍵盤材缺陷樣品
化成成分采用德國(guó)斯派克直讀光譜儀進(jìn)行,截取正常區(qū)域與異常區(qū)域樣品,經(jīng)過(guò)直讀光譜檢測(cè)后,具體成分見(jiàn)表1,數(shù)據(jù)表明1#(正常樣品)、2#(缺陷樣品)#試樣的成分均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)1#試樣相比2#試樣的Zn、Mn、Cr、Zr含量少一半,甚至Cu含量少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
經(jīng)光學(xué)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)1#(正常樣品)、2#(缺陷樣品)試樣晶粒形狀均為等軸晶,平均晶粒度分別約為:27μm、206μm,見(jiàn)圖2。金相圖片表明1#、2#試樣均發(fā)生了再結(jié)晶,并且再結(jié)晶程度順序?yàn)?#>1#。
圖2 樣品金相組織
經(jīng)光學(xué)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)1#(正常樣品)、2#(缺陷樣品)試樣的基體內(nèi)均分布有大量的析出相。析出相尺寸分兩類,一類是尺寸為納米級(jí)尺寸的析出相,納米級(jí)析出相尺寸<700nm,呈“麻點(diǎn)”狀分布。另外一類是微米級(jí)的析出相。如圖3所示,1#試樣微米級(jí)析出相長(zhǎng)寬比較小,呈球狀,尺寸從2μm~10μm不等,試樣中微米級(jí)析出相主要為球狀,也有較少量的棒狀析出相。如圖3所示,2#試樣微米級(jí)析出相長(zhǎng)寬比較大,呈棒狀,尺寸從2μm~20μm不等,幾乎沒(méi)有球狀相出現(xiàn)。
圖3 樣品析出相
表1 1#(正常樣品)、2#(缺陷樣品)、直讀光譜儀分析結(jié)果
圖4 正常樣品不含Si的雜質(zhì)相SEM形貌及EDS結(jié)果
圖5 異常樣品不含Si的雜質(zhì)相SEM形貌及EDS結(jié)果
對(duì)正常樣品與異常樣品進(jìn)行經(jīng)SEM觀察,在異常樣品和異常樣品均觀察到不含Si,只富含K、Ca、Fe、Cu、Ti、Na、Cl元素的其他顆粒,其結(jié)果如下:
異常區(qū)域:①Ca;②Fe;②Fe、Ca;④Ca、Ti;④Cu。
正常區(qū)有 :①Ca、Fe;②Fe;②Ca、K、Cl;④Ca、K、Cl、Na。
綜合分析:結(jié)合上述1#、2#試樣的分析結(jié)果,材料在化成成分、SEM以及EDS結(jié)果等方面差異不大,表明缺陷的產(chǎn)生與上述因素?zé)o關(guān)。正常樣品與異常樣品的晶粒尺寸存在較大差異,均勻性程度略差,從而導(dǎo)致塑性沖壓性能不佳。這應(yīng)該是導(dǎo)致產(chǎn)品在加工過(guò)程中出現(xiàn)缺陷的主因。
從工藝因素考慮,2#(異常樣品)的加工溫度或者加工時(shí)間相比于1#(正常樣品)加工溫度或者加工時(shí)間要高或長(zhǎng),2#試樣的微米級(jí)析出相長(zhǎng)大而出現(xiàn)棒狀析出相,而1#試樣保留球狀析出相這一現(xiàn)象也驗(yàn)證了這一推斷。
6063筆記本殼體(鍵盤)材料陽(yáng)極氧化之后容易發(fā)生表面條紋缺陷,經(jīng)過(guò)分析,平均晶粒度尺寸50μm以下,析出相為尺寸在10μm附近的球狀析出的6063鋁合金材料能克服上述缺陷,要達(dá)到上述材質(zhì)要求,加工過(guò)程中需要控制較低的加工溫度,較短的加工時(shí)間。