表3 6063合金w(Fe)和w(Mg)/w(Si)量对导电率的影响
| 序号 |
175℃ |
195℃ |
215℃ |
w（Fe）/％ |
w（Mg）/（Si） |
| 2h |
5h |
2h |
5h |
2h |
5h |
| 1 |
50.2 |
51 |
51.8 |
52.9 |
53.1 |
54.3 |
0.11 |
1.23 |
| 2 |
49.8 |
51 |
51.7 |
52.7 |
5.3 |
54.4 |
0.17 |
1.33 |
| 3 |
49.8 |
50.7 |
51.6 |
52.5 |
52.7 |
54.1 |
0.25 |
1.1 |
|
3.2 对阳极氧化的影响
合金的导电率对阳极氧化膜的生长有影响。随着导电率增加阳极氧化膜的重量减少，见图5。6063合金在时效过程中导电率是随着时效温度和时效时间增加而增加的，也就是说导电率随着合金中的Mg2Si相及杂质相析出、长大而增加，而耐电化学溶解和耐酸溶解腐蚀性却降低，因而膜的生成效率降低。过时效的型材不但力学性能降低，而且耐电化学和耐化学腐蚀性也降低。
图5 合金导电率对阳极氧化膜生长的影响
3.3 对阳极氧化膜和着色膜的光泽度的影响
图6是阳极氧化膜的重量对光的反射率的影响。表4是人工时效温度和时效时间对阳极氧化膜和着色膜的光泽度的影响。可以看出，氧化膜和着色膜的光泽度（光反射率）是随着时效温度、时效时间的增加而减小的；也是随着合金中Fe的质量分数增加而减小的，并且其减小程度较温度和时间的大，而对着色膜的色调（L值）几乎没有影响。L值小，色调越暗。
图6 阳极氧化膜重量对光的反射率的影响
表4 人工时效及合金成分对氧化和着色膜光泽度的影响 |
| 时效条件 |
175℃ |
195℃ |
215℃ |
| 2h |
5h |
12h |
2h |
5h |
12h |
0.83h |
2h |
5h |
| A |
氧化膜反射率/％ |
14.3 |
13.3 |
10.5 |
11.5 |
9.4 |
8.7 |
10.6 |
10.5 |
7.6 |
| 着色膜反射率/％ |
7.0 |
6.2 |
5.2 |
5.9 |
4.9 |
4.9 |
5.2 |
5.2 |
4.1 |
| 色调L值 |
27.0 |
27.8 |
25.9 |
28.4 |
29.8 |
28.1 |
26.7 |
26.4 |
30.1 |
| 氧化膜反射率/％ |
10.1 |
7.9 |
6.7 |
8.2 |
5.2 |
4.9 |
6.0 |
6.0 |
6.0 |
| B |
着色膜反射率/％ |
5.0 |
4.5 |
4.1 |
5.0 |
3.1 |
3.4 |
3.6 |
3.7 |
3.2 |
| 色调L值 |
25.5 |
26.5 |
27.5 |
29.6 |
29.8 |
30.3 |
29.3 |
29.4 |
38.4 |
| 氧化膜反射率/％ |
7.2 |
6.5 |
5.3 |
6.7 |
5.5 |
5.5 |
5.9 |
6.0 |
9.7 |
| C |
着色膜反射率/％ |
3.6 |
4.1 |
3.4 |
4.0 |
3.0 |
3.2 |
4.1 |
3.5 |
3.4 |
| 色调L值 |
26.1 |
26.1 |
27.8 |
30.4 |
28.0 |
32.8 |
27.4 |
28.4 |
29.9 |
|
一般认为阳极氧化膜越厚，对光的反射率越低，而图6中却是膜越重，对光的反射率越高，具有相反的结果。这是因为随着时效温度、时效时间及合金中Fe的质量分数增加，阳极氧化膜的耐蚀性降低，氧化膜变得疏松，致密度降低，重量相对减少，因而对光的反射率减小。
另一方面，随着时效时间和时效温度增加，Mg2Si强化相由β"→β＇→β相转变，析出量增加并粗大。在阳极氧化中阻挡层变薄，氧化膜增厚，电容增加，着色等当点（着色离子刚析出所需时间）上升，因而着色浓，但光泽度降低。图7是Mg2Si析出形态与氧化膜的电容C及着色等当点tc的关系。
图7 Mg2Si析出形态与氧化膜的电容C及着色等当点tc的关系
4 结束语
综上所述，6063合金型材的质量和性能除与合金的化学成分有密切关系外，还与人工时效制度有较大关系。低温长时间时效和高温短时间时效及合金中的杂质Fe、Zn等能提高型材的力学性能，但却降低其电化学性能。为了兼顾两种性能及有较高的生产效率，需认真选择人工时效制度，而严格控制温度条件是至关重要的。根据研究和生产实践，笔者认为选择自然时效2h后再在195～205℃人工时效2～3h较为适宜。
作者简介：李世平，男，1946年生，高级工程师。
作者单位：贵州铝加工厂 贵州省贵阳市 550005 |
