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文摘:6061鋁合金加工圓柱體在內絲機加工時,易發生表面銹蝕,這對其生產效率有很大的影響。本項目擬采用表面形貌、低倍掃描、宏觀/微觀腐蝕觀察、金相組織觀察等手段,研究內絲機加工過程中表面腐蝕的成因。研究發現,6061鋁合金圓桿在內螺紋加工時發生的局部腐蝕,其產生的原因是由于殘余的乳化液造成的。
一系列缺陷中,點腐蝕缺陷占據了很大的比重,某批次6061鋁合金圓棒在在內螺紋機加工過程中,內螺紋表面會出現點腐蝕缺陷,具體情況如圖1所示。為了找出缺陷的產生原因,分別對缺陷部位展開了外觀形貌、宏觀、低倍、微觀等實驗。
2.實驗計劃
(1)用體式顯微鏡測定缺陷形態;
(2)低倍率缺陷;
(3)通過金相分析,研究缺陷的形成機制。
三、實驗結果
3.1體式顯微結構
此缺陷位于內孔螺紋附近的一小片區域,其形狀為水滴狀,在其上、下、左、右和原樣上沒有發現相似的缺陷。用體式顯微鏡對缺陷進行了分析,結果表明,缺陷的形貌表現為密集孔洞狀,孔洞形狀不規則,非氣孔類型缺陷(氣孔型缺陷應該是邊緣光滑的圓形或橢圓形)。
3.2低倍體分析
缺陷樣品通過低倍法觀察,除了缺陷區域之外,沒有發現任何類似的缺陷,也沒有發現任何其它與材料有關的缺陷,缺陷區域呈水滴狀。
經過低倍蝕刻后,原來的孔洞邊緣出現了一些模糊的點坑,可以看到里面的情況,所以可以確定這個缺陷是一個漂浮在水面上的點坑,但是在低倍蝕刻之后,這些點看起來并不平整,所以可以排除氣泡缺陷。
3.3金相分析
沿著有缺陷的部分切割樣品,并對該部分的材料進行微觀結構分析。從缺陷部分來看,只有邊緣有空洞,內部沒有任何缺陷。
這些空洞的形狀是不規則的,深度在18微米左右,邊緣有明顯的向內侵蝕的跡象,可以判定為點侵蝕。
四、結果分析
密布的空洞是指表面被蝕刻后形成的小坑,缺陷區呈水滴形,表面還可以看到殘余的液體;造成機床加工表面腐蝕缺陷的原因,是因為加工件的形狀是螺紋狀,在機加工過程中,乳化液殘留在螺紋槽口,經過一定時間的反應后,對材料的局部區域造成的點腐蝕缺陷。
在這種情況下,由于銹蝕缺陷的出現,會導致結構的連貫性和機械性能的穩定性受到破壞,從而對使用者的服役造成很大的影響。所以,表面銹蝕是一種不能忽視的缺陷。
5.結論
(1)造成這些缺陷的原因。這一缺陷是由切削后殘余的乳化劑在鋁材表面發生反應一段時間后,在其表面局部產生的點蝕。
(2)危害:由于銹蝕缺陷的存在,會導致結構不連續,機械性能不穩定,給使用者帶來很大的不利影響。
(3)防治措施。選擇合適的乳化劑種類;在加工完成后,應添加合適的凈化或清潔程序;在機械加工過程中,采用適當的減濕措施,可防止機械加工表面發生點腐蝕。
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