鋁及鋁合金憑借著密度小、強度高、導電導熱性好、耐腐蝕性強以及加入一定合金元素后加工塑性好等優點，廣泛應用于汽車、航空航天、船舶、電子通訊等多個領域。鋁合金的成型加工技術包括軋制、擠壓、拉拔、鍛造等諸多種類，模鍛是鋁合金鍛造中的一種成型方法。在鋁合金表面處理技術中，陽極氧化應用較為廣泛。鋁合金陽極氧化是指在電解質溶液中，通過施加陽極電流使鋁合金表面形成一層氧化膜，達到增強耐腐蝕性、提高硬度和耐磨性以及增強耐熱性等效果，同時鋁的陽極氧化膜外層多孔，易吸附染料和有色物質，可進行染色，提高鋁合金表面的裝飾性。

陽極氧化后表面具有黑點缺陷，如圖1所示為某殼體產品表面黑點缺陷，既影響零件表面美觀，降低了耐蝕性，又影響鋁合金鍛件的使用性能，因此，通過對原材料及生產工藝進行長期跟蹤和調查，總結出鋁合金陽極氧化后產生黑點的主要原因，并針對產生原因對工藝進行改進，以減少黑點缺陷。

1、缺陷產生原因分析

通過對原材料及生產工藝進行長期跟蹤分析，總結鋁合金模鍛件陽極氧化后表面存在大量黑點缺陷產生的主要原因，包括以下幾個方面：

①鋁合金棒料經過酸洗銼修工序后，表面缺陷并未被完全清理干凈，經過車削加工之后表面存在黑點等缺陷；

②鋁合金棒料在磚砌加熱爐爐內進行加熱時，加熱爐爐襯等部位可能有顆粒物掉落到鋁合金棒料表面，在后續進行模鍛時，顆粒物被壓入鍛件表面形成表面缺陷；

③在油刷潤滑，所采用的20號機油未進行充分檢測，機油中可能存在雜質，另油刷多次潤滑時，鋁件毛邊的碎屑可能會粘到油刷上，進而在模鍛時被壓入鍛件表面形成缺陷；

④低壓風吹型腔時，未將型腔吹干凈，或是沒有定期檢測低壓風潔凈度；

⑤鍛模和切邊模等模具和工具在使用前未進行充分清理，如鍛模內表面存在顆粒物等雜質，在進行模鍛時可能嵌入棒料和毛坯表面形成表面缺陷；工作臺面不干凈，水箱在使用前未清理等因素也會造成模鍛件表面附帶雜質；

⑥在毛坯的流動過程中發生磕碰造成鍛件表面凹坑等缺陷，盛放鍛件的盒子不干凈，酸洗過被腐蝕產生黃斑，大量銼修造成鍛件表面不光滑等。

2、預防措施及效果

2.1預防措施

（1）原材料表面控制。

針對鋁合金棒料原材料表面原有缺陷，一方面，在機加工時增加車外圓工序，且車后為防止表面被氧化，采用油封保護表面；另一方面，在裝爐加熱前，應對棒料表面進行逐一檢查，若有缺陷，則用刮刀等工具修干凈，然后用低壓風吹去表面雜質，并逐一擦拭表面，再裝爐，若擦拭完需放置，則應裝入潔凈且附帶箱蓋的專用箱子中，過程中不應有磕碰，逐件進行擺放，如圖2所示。

（2）加熱過程。

鍛件坯料在加熱時，不直接放在爐底板上，而是放入爐內如圖3所示裝置中，可防止爐襯掉落細微顆粒粘附在坯料表面上，避免后續模鍛壓入鍛件形成缺陷。

（3）采用專用航空潤滑油。

采用專用的航空潤滑油代替20號機油，用航空液壓油裝入專用罐子在上下型腔噴成霧狀潤滑型腔，不允許有雜質。潤滑時，先用低壓風吹上下型腔，再潤滑，再上下吹型腔。型腔潤滑先用低壓風吹上下腔，再噴潤滑油，再上下吹，模鍛過程每次取一件輕拿輕放，鍛件坯料不允許落地，如果不慎掉到地上或爐邊上，一定要進行擦拭并用風槍吹干凈，然后再放入型腔，模鍛完成后，用鉗子或專用的工裝將鍛件放入干凈的水箱中冷卻，然后切邊。

（4）增加低壓風過濾器，保證低壓風的潔凈度。

對鍛造車間增加低壓風過濾器，定期在干凈的玻璃上檢查壓縮空氣的潔凈度，定期更換壓縮空氣過濾裝置中的濾芯。每季度清洗1次，每星期對壓縮空氣進行一次清潔度檢查。將一清潔的玻璃鏡片放在距壓縮空氣噴嘴00mm~250mm的地方，打開噴嘴閥門，讓噴嘴垂直對準試片噴5s~30s，然后目視檢查試片表面，不應有可見的水、油或固體顆粒的痕跡。

（5）模具及工具表面清理。

鍛模、切邊模在使用前需先將型腔表面清理干凈，切邊模將沖頭清理干凈；模具預熱時型腔面朝上分開裝入爐中；制作專用的不銹鋼水箱，且每次進行模鍛都需要更換箱子里的水；所有與坯料接觸的工具及工作臺面清理干凈；若模鍛時鍛件留在上模，用專用的潔凈工具接住毛坯，防止毛坯上粘附雜質；切邊時，先將毛坯表面擦拭干凈，再進行切邊。

（6）轉運過程避免磕碰。

對于大小不同的鍛件轉運方式不同，小鍛件可直接從工作臺面上取走，而大鍛件可在臺面下用干凈的黑皮做斜面滑道進行轉運，以減輕碰傷；鍛件在所有轉運及淬火時效等工序實施過程中注意避免磕碰，轉運盒子采用帶有分格裝置的干凈的專用盒子，鍛件在轉運盒子中要求單獨擺放（如圖4所示），銼修清理完需要入庫的鍛件經檢驗合格后，采用專用的包裝紙逐個包裝入庫。

2.2效果

經過對原材料及各工藝過程進行控制及改進，使得鍛件有效避免了黑點缺陷，鍛件經機加工和陽極氧化后，表面質量完好，如圖5所示。

3結論

為有效防止鋁合金鍛件表面經機加工和陽極氧化處理后產生黑點缺陷，需從原材料和加工工藝過程嚴格控制。通過采取控制原材料表面質量，采用專用盛放鍛件裝置避免磕碰，采用航空潤滑油，改進轉運裝置及部分加工工藝，同時嚴格分析各工序可能將雜質粘附在鍛件表面的因素，進而防止鍛件表面粘附雜質等措施，有效控制鋁合金鍛件表面缺陷的產生，防止陽極氧化后黑點的出現。