一种铝合金阳极化膜表面质量的评价方法与流程

本发明涉及一种金属材料的表面检测领域，具体讲涉及一种铝合金阳极化膜表面质量的评价方法

背景技术：

阳极氧化处理技术可以使铝合金表面形成一层氧化膜，这层氧化膜具有防护性、装饰性以及绝缘性等功能特性，同时可以延长铝材的使用寿命，在汽车内饰部件和消费电子产品结构外观件领域应用前景巨大。

阳极化铝材表面可进行丰富多彩的着色处理，着色后颜色均匀分布是其表面质量的重要指标。通过对当前主流阳极化铝材5000系和6000系铝合金的研究，发现部分铝材经过阳极氧化处理(本色)后颜色均匀分布。但是，再经过着色和封孔处理后，出现颜色不均匀分布现象，以及产生麻点、异色等表面缺陷，严重制约了铝材在汽车内饰部件和消费电子领域的广泛应用，同时造成了材料的浪费和成品率的降低，增加了生产成本。

目前，用于评价铝合金阳极化膜表面质量的方法主要是通过肉眼观察，凭借工人的经验判断产品表面是否合格，方法可靠性较差。

技术实现要素：

本发明的目的是提出的一种稳定可靠，准确度高，便于应用的铝合金阳极化膜表面质量检测及评价的方法。

本发明采用以下技术方案实现的：

一种铝合金阳极化膜表面质量的评价方法，所述阳极氧化膜为未经着色和封孔处理的膜，所述表面质量包括，样品表面粗糙度ra；表面形貌；显微硬度，所述表面粗糙度ra的测定方法包括：用time3230粗糙度仪测量每一样品5个测试点的粗糙度。

进一步的，所述表面形貌的观测方法包括:极化膜表面真空喷金预处理、观测和图片分析。

进一步的，用hitachis4700型场发射扫描电子显微镜观测每一样品5个测试点的孔径，并拍摄至少3张图片。

进一步的，所述电镜的场发射源的加速电压为20kv，放大倍率≥50k。

进一步的，用imagepro-plus软件分析所述图片，垂直于氧化膜生长方向上的孔洞面积之和与总面积间的比值为孔隙率，取3个测试点的平均值为氧化膜的孔隙率。

进一步的，用fischerhm2000型显微硬度仪，在荷载100mn，加载10s后测量每一样品的5个测试点的显微硬度。

进一步的，所述极化膜表面质量的等级包括：按表面粗糙度≤0.4μm、氧化膜孔径≤10nm、孔隙率≤20％和显微硬度≥300hv10评价样品的优秀等级。

本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

(1)本发明提供的阳极化膜表面样品在观测前进行了真空喷金处理，使样品具有了导电性，便于在扫面电镜下观测；

(2)本发明提供的阳极化膜表面样品的分析处理结合了hitachis4700型场发射扫描电子显微镜和imagepro-plus软件，该方法具有测量范围广、数据精准、方便快捷的优点且可以自定义测量对象。

(3)本发明提出的一种铝合金阳极化膜表面质量的评价方法结合了氧化膜的粗糙度ra、氧化膜结构和显微硬度指标综合评价氧化膜表面质量，该方法为铝合金阳极化膜的质量检测提供了可量化的标准，大大提高了检测速率。

附图说明

图1：实施例1中铝材阳极化表面高倍率扫描图片及染色后图片；

图2：实施例2中铝材阳极化表面高倍率扫描图片及染色后图片；

图3：实施例3中铝材阳极化表面高倍率扫描图片及染色后图片；

图4：实施例4中铝材阳极化表面高倍率扫描图片及染色后图片；

图5：实施例5中铝材阳极化表面高倍率扫描图片及染色后图片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的技术方案作清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部。

实施案例1：

成分如表1所示的铝材，经过电解液为硫酸的阳极氧化处理(未封孔处理)，铝材表面形成3μm厚度的氧化膜，切割成小块样品，然后放到酒精里进行超声波清洗30min，烘干处理。

(1)氧化膜表面粗糙度ra为0.28μm；

(2)氧化膜表面孔径8.2±3.7μm，孔隙率为16.6％；

(3)氧化膜表面显微硬度为416hv10.

具体数据列于表2，该氧化膜经着色和封孔处理后的表面质量为合格。该实施例的扫描电镜图片及阳极染色后图片示于图1。

实施案例2：

成分如表1所示的铝材，经过电解液为硫酸的阳极氧化处理(未封孔处理)，铝材表面形成10μm厚度的氧化膜，切割成小块样品，然后放到酒精里进行超声波清洗30min，烘干处理。

(1)氧化膜表面粗糙度ra为0.32μm；

(2)氧化膜表面孔径9.5±4.1μm，孔隙率为19.2％；

(3)氧化膜表面显微硬度为324hv10.

具体数据列于表2，该氧化膜经着色和封孔处理后的表面质量为合格。该实施例的扫描电镜图片及阳极染色后图片示于图2。

实施案例3：

成分如表1所示的铝材，经过电解液为硫酸的阳极氧化处理(未封孔处理)，铝材表面形成11μm厚度的氧化膜，切割成小块样品，然后放到酒精里进行超声波清洗30min，烘干处理。

(1)氧化膜表面粗糙度ra为0.25μm；

(2)氧化膜表面孔径7.6±3.0μm，孔隙率为10.5％；

(3)氧化膜表面显微硬度为443hv10.

具体数据列于表2，该氧化膜经着色和封孔处理后的表面质量为合格。该实施例的扫描电镜图片及阳极染色后图片示于图3。

实施案例4：

成分如表1所示的铝材，经过电解液为硫酸的阳极氧化处理(未封孔处理)，铝材表面形成厚度的氧化膜，切割成小块样品，然后放到酒精里进行超声波清洗30min，烘干处理。

(1)氧化膜表面粗糙度ra为0.45μm；

(2)氧化膜表面孔径19.7±12.3μm，孔隙率为42.2％；

(3)氧化膜表面显微硬度为212hv10.

具体数据列于表2，该氧化膜经着色和封孔处理后的表面质量为不合格。该实施例的扫描电镜图片及阳极染色后图片示于图4。

实施案例5：

成分如表1所示的铝材，经过电解液为硫酸的阳极氧化处理(未封孔处理)，铝材表面形成13μm厚度的氧化膜，切割成小块样品，然后放到酒精里进行超声波清洗30min，烘干处理。

(1)氧化膜表面粗糙度ra为0.42μm；

(2)氧化膜表面孔径8.9±6.0μm，孔隙率为5.7％；

(3)氧化膜表面显微硬度为274hv10.

具体数据列于表2，该氧化膜经着色和封孔处理后的表面质量为不合格。该实施例的扫描电镜图片及阳极染色后图片示于图5。

综上所述，针对实施例1～5所得试片，结合氧化膜的粗糙度ra、氧化膜结构和显微硬度指标综合评价氧化膜表面质量，与现有技术依靠肉眼评价结果相对比，该方法操作数据准确性高，可靠性强。

表1铝材成分

表2铝材阳极表面质量评价结果

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。