6063 鋁合金筆記本鍵盤材表面黑條紋成因分析

賀智敏，杜新偉

（乳源東陽光優(yōu)艾希杰精箔有限公司，廣東 韶關 512700）

筆記本電腦目前已經(jīng)是辦公領域以及家具電器的必備品，其殼體材料（鍵盤）初期一直由工程塑料制作。隨著鋁加工行業(yè)的發(fā)展。鋁合金殼體逐漸取代工程塑料成為鍵盤的優(yōu)先選用材料，其中6063，5052，5182等合金成為主流。同等強度的條件下，相比傳統(tǒng)工程塑料制作的筆記本電腦外殼，鋁合金筆記本電腦外殼厚度可減薄50%，質(zhì)量減輕40%，其外觀著色性能良好，而且擁有良好的散熱性、屏蔽性、耐候性和耐腐蝕性[1]。6063鋁合金經(jīng)過成型之后進行陽極氧化后會偶發(fā)表面黑條紋缺陷（圖1），造成報廢損失。本文通過對缺陷樣板的技術分析，旨在找出缺陷產(chǎn)生的原因。

圖1 6063鋁合金筆記本鍵盤材缺陷樣品

1 檢測分析

1.1 化學成分檢測與分析

化成成分采用德國斯派克直讀光譜儀進行，截取正常區(qū)域與異常區(qū)域樣品，經(jīng)過直讀光譜檢測后，具體成分見表1，數(shù)據(jù)表明1#（正常樣品）、2#（缺陷樣品）#試樣的成分均在標準范圍內(nèi)。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)1#試樣相比2#試樣的Zn、Mn、Cr、Zr含量少一半，甚至Cu含量少一個數(shù)量級。

1.2 晶粒尺寸檢測分析

經(jīng)光學顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)1#（正常樣品）、2#（缺陷樣品）試樣晶粒形狀均為等軸晶，平均晶粒度分別約為：27μm、206μm，見圖2。金相圖片表明1#、2#試樣均發(fā)生了再結晶，并且再結晶程度順序為2#＞1#。

圖2 樣品金相組織

1.3 析出相檢測分析

經(jīng)光學顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)1#（正常樣品）、2#（缺陷樣品）試樣的基體內(nèi)均分布有大量的析出相。析出相尺寸分兩類，一類是尺寸為納米級尺寸的析出相，納米級析出相尺寸＜700nm，呈“麻點”狀分布。另外一類是微米級的析出相。如圖3所示，1#試樣微米級析出相長寬比較小，呈球狀，尺寸從2μm～10μm不等，試樣中微米級析出相主要為球狀，也有較少量的棒狀析出相。如圖3所示，2#試樣微米級析出相長寬比較大，呈棒狀，尺寸從2μm～20μm不等，幾乎沒有球狀相出現(xiàn)。

圖3 樣品析出相

表1 1#（正常樣品）、2#（缺陷樣品）、直讀光譜儀分析結果

圖4 正常樣品不含Si的雜質(zhì)相SEM形貌及EDS結果

圖5 異常樣品不含Si的雜質(zhì)相SEM形貌及EDS結果

1.4 原始表面（陽極氧化表面）SEM&EDS

對正常樣品與異常樣品進行經(jīng)SEM觀察，在異常樣品和異常樣品均觀察到不含Si，只富含K、Ca、Fe、Cu、Ti、Na、Cl元素的其他顆粒，其結果如下：

異常區(qū)域：①Ca；②Fe；②Fe、Ca；④Ca、Ti；④Cu。

正常區(qū)有 ：①Ca、Fe；②Fe；②Ca、K、Cl；④Ca、K、Cl、Na。

綜合分析：結合上述1#、2#試樣的分析結果，材料在化成成分、SEM以及EDS結果等方面差異不大，表明缺陷的產(chǎn)生與上述因素無關。正常樣品與異常樣品的晶粒尺寸存在較大差異，均勻性程度略差，從而導致塑性沖壓性能不佳。這應該是導致產(chǎn)品在加工過程中出現(xiàn)缺陷的主因。

從工藝因素考慮，2#（異常樣品）的加工溫度或者加工時間相比于1#（正常樣品）加工溫度或者加工時間要高或長，2#試樣的微米級析出相長大而出現(xiàn)棒狀析出相，而1#試樣保留球狀析出相這一現(xiàn)象也驗證了這一推斷。

2 結論

6063筆記本殼體（鍵盤）材料陽極氧化之后容易發(fā)生表面條紋缺陷，經(jīng)過分析，平均晶粒度尺寸50μm以下，析出相為尺寸在10μm附近的球狀析出的6063鋁合金材料能克服上述缺陷，要達到上述材質(zhì)要求，加工過程中需要控制較低的加工溫度，較短的加工時間。