織構對5005A鋁合金陽極氧化條紋的影響

吳廣奇，李永鋒，劉 輝，程劍南

(中鋁河南洛陽鋁加工有限公司，洛陽471000)

0 前言

5005A鋁合金陽極氧化板以其質量輕、更耐刮傷以及新穎獨特、金屬質感強、具有優(yōu)良的散熱性能、環(huán)保無毒、不吸塵且容易清洗等優(yōu)點，在通訊器材、家用電器、建筑行業(yè)等行業(yè)得以更加廣泛的應用。本文通過對5005A合金陽極氧化后表面條紋分析，研究不同的熱軋工藝、退火工藝和冷軋工藝下的織構對氧化條紋的影響，從而找到消除5005A鋁合金陽極氧化板條紋缺陷的方法。

1 條紋缺陷分析

按照圖1的方法將5005A鋁合金產(chǎn)品進行表面、截面取樣，對其進行模擬陽極氧化。對出現(xiàn)的表面條紋采用能譜掃描和X衍射分析方法進行分析，結果見圖2。

圖1 5005A合金產(chǎn)品取樣示意

圖2 能譜掃描和X衍射分析方法織構比例分析

由圖2可知，氧化條紋內(nèi)部組織有明顯的不同：條紋部分變形織構較多，且織構排布不均勻；無條紋的部分立方織構和變形織構數(shù)量比例相對均勻。

分析認為產(chǎn)生條紋的原因為材料內(nèi)部織構取向不均勻。

2 試驗方案

選用三種不同的生產(chǎn)工藝方案對5005A合金進行試驗，同時模擬陽極氧化試驗進行表面評價。

試驗流程：鑄錠銑面→熱軋至厚度8.0mm（不同的軋制速度得到不同的終軋溫度）→冷軋→中間退火→成品軋制至3.0mm→取樣模擬陽極氧化試驗→表面評級。

模擬陽極氧化工藝：表面預處理（清洗） →堿洗3 min→酸洗→ 氧化30 min。

氧化表面質量評級：A、B、C、D，代表表面的好壞依次降低。

3 試驗結果

3.1 不同熱軋終軋溫度對氧化條紋的影響

對不同的終軋溫度生產(chǎn)的5005A 3.0mm厚度的產(chǎn)品進行陽極氧化表面分析，分析結果見表1。由表1可知，終軋溫度高（310℃）的表面質量較終軋溫度低的（280℃）表面條紋較少，表面質量較好，表面達到C級水平。

表1 不同熱軋溫度對氧化條紋的影響

對熱軋溫度280℃、310℃的5005A合金做表面晶粒取向分析及其織構比例分析，結果見圖2、圖3和表2。由此可知，280℃終軋溫度的5005A合金板材的CUBE織構（立方織構）比例比310℃時的要少。因為終軋溫度低，熱軋卷原始的再結晶組織（立方織構）少，軋制到成品卷材時遺留的立方織構也相對較少，變形織構相對較多，陽極氧化后表條紋也較多，故而表面不合格。

圖2 終軋溫度280℃表面晶粒取向分布

圖3 終軋溫度310℃表面晶粒取向分布

表2 織構組成比例

3.2 不同中間退火溫度對氧化條紋的影響

熱軋終軋溫度310℃時，采用不同的中間退火溫度對5005A合金產(chǎn)品進行退火。樣品經(jīng)模擬陽極氧化后，不同中間退火溫度對氧化條紋的影響結果見表3。由表3可知，經(jīng)300℃中間退火的5005A合金產(chǎn)品表面為C級，經(jīng)330℃中間退火的5005A合金產(chǎn)品表面較好，達到B級。

表3 不同中間退火溫度對氧化條紋的影響

對中間退火溫度310℃、330℃的5005A合金做表面晶粒取向分析及其織構比例分析，結果見圖4、圖5和表4。由此可知，330℃中間退火的卷材CUBE織構（立方織構）比例比300℃時的要多。分析原因認為，330℃中退溫度高于5005A合金完全再結晶溫度，變形織構轉變成再結晶組織（立方織構）的數(shù)量相對較多，軋制到成品卷材時立方織構也較多，故而陽極氧化后表面條紋也較少。

圖4 中退溫度310℃表面晶粒取向分布

圖5 中退溫度330℃表面晶粒取向分布

表4 織構組成對比

3.3 不同成品道次加工率對氧化條紋的影響

在前兩種試驗的基礎上，采用不同的冷軋道次加工率生產(chǎn)的產(chǎn)品模擬陽極氧化后結果見表5。由表5可知，冷軋道次加工率40%時，表面質量完全看不到條紋，達到A級；而30%道次加工率的產(chǎn)品表面條紋較少，達到B級。

表5 不同成品道次加工率對氧化條紋的影響

通過對比晶體取向及織構比例：30%成品道次加工率生產(chǎn)的卷材CUBE織構（立方織構）比例比40%時稍多一點，但變形織構比例少。分析認為加工率大產(chǎn)生的變形織構數(shù)量相對較多，在加工率40%情況下達到各種織構相對分布較均勻，陽極氧化后表面較細膩，看不到表面條紋。結果見圖6、圖7和表6。

圖6 成品道次加工率30%表面晶粒取向

圖7 成品道次加工率40%表面晶粒取向

表6 織構組成對比

4 結論

（1）織構的組成決定5005A鋁合金板材陽極氧化條紋。

（2）通過控制熱軋終軋溫度310℃、中間再結晶退火溫度為330℃、道次加工率控制在40%，可以改變變形織構和立方的組成，陽極氧化后產(chǎn)品表面條紋可以消除。