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文摘:6061铝合金加工圆柱体在内丝机加工时,易发生表面锈蚀,这对其生产效率有很大的影响。本项目拟采用表面形貌、低倍扫描、宏观/微观腐蚀观察、金相组织观察等手段,研究内丝机加工过程中表面腐蚀的成因。研究发现,6061铝合金圆杆在内螺纹加工时发生的局部腐蚀,其产生的原因是由于残余的乳化液造成的。
一系列缺陷中,点腐蚀缺陷占据了很大的比重,某批次6061铝合金圆棒在在内螺纹机加工过程中,内螺纹表面会出现点腐蚀缺陷,具体情况如图1所示。为了找出缺陷的产生原因,分别对缺陷部位展开了外观形貌、宏观、低倍、微观等实验。
2.实验计划
(1)用体式显微镜测定缺陷形态;
(2)低倍率缺陷;
(3)通过金相分析,研究缺陷的形成机制。
三、实验结果
3.1体式显微结构
此缺陷位于内孔螺纹附近的一小片区域,其形状为水滴状,在其上、下、左、右和原样上没有发现相似的缺陷。用体式显微镜对缺陷进行了分析,结果表明,缺陷的形貌表现为密集孔洞状,孔洞形状不规则,非气孔类型缺陷(气孔型缺陷应该是边缘光滑的圆形或椭圆形)。
3.2低倍体分析
缺陷样品通过低倍法观察,除了缺陷区域之外,没有发现任何类似的缺陷,也没有发现任何其它与材料有关的缺陷,缺陷区域呈水滴状。
经过低倍蚀刻后,原来的孔洞边缘出现了一些模糊的点坑,可以看到里面的情况,所以可以确定这个缺陷是一个漂浮在水面上的点坑,但是在低倍蚀刻之后,这些点看起来并不平整,所以可以排除气泡缺陷。
3.3金相分析
沿着有缺陷的部分切割样品,并对该部分的材料进行微观结构分析。从缺陷部分来看,只有边缘有空洞,内部没有任何缺陷。
这些空洞的形状是不规则的,深度在18微米左右,边缘有明显的向内侵蚀的迹象,可以判定为点侵蚀。
四、结果分析
密布的空洞是指表面被蚀刻后形成的小坑,缺陷区呈水滴形,表面还可以看到残余的液体;造成机床加工表面腐蚀缺陷的原因,是因为加工件的形状是螺纹状,在机加工过程中,乳化液残留在螺纹槽口,经过一定时间的反应后,对材料的局部区域造成的点腐蚀缺陷。
在这种情况下,由于锈蚀缺陷的出现,会导致结构的连贯性和机械性能的稳定性受到破坏,从而对使用者的服役造成很大的影响。所以,表面锈蚀是一种不能忽视的缺陷。
5.结论
(1)造成这些缺陷的原因。这一缺陷是由切削后残余的乳化剂在铝材表面发生反应一段时间后,在其表面局部产生的点蚀。
(2)危害:由于锈蚀缺陷的存在,会导致结构不连续,机械性能不稳定,给使用者带来很大的不利影响。
(3)防治措施。选择合适的乳化剂种类;在加工完成后,应添加合适的净化或清洁程序;在机械加工过程中,采用适当的减湿措施,可防止机械加工表面发生点腐蚀。
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