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铝合金外壳阳极异色线失效分析

嘉峪检测网        2023-08-05 08:54

测试背景
 
某电子产品铝合金外壳,主要制程为:6系铝合金挤压板材→CNC→打磨→喷砂→阳极。部份阳极件表面肉眼可见异色线缺陷,且退镀后异色线更加明显。该异色线较细、呈直线或略弯曲状,大致沿铝挤方向分布,长短不一分布在整个产品表面。
 
1、测试项目及测试规范
 
 
2、测试设备
 
3、测试环境
 
温度:22.2℃       相对湿度:54.6%RH
 
4、样品照片及缺陷描述
 
某电子产品铝合金外壳,主要制程为:6系铝合金挤压板材→CNC→打磨→喷砂→阳极。部份阳极件表面肉眼可见异色线缺陷,且退镀后异色线更加明显。
 
该异色线较细、呈直线或略弯曲状,大致沿铝挤方向分布,长短不一分布在整个产品表面(见图1)。
 
为协助产线找到造成缺陷之真因,实验室对客户提供之NG样品(已退镀)及OK样品(未退镀)进行了综合性分析。
 
图1样品及缺陷照片
5、测试结果分析
 
5.1 | 化学成分
 
采用火花原子光谱仪对其基材进行化学成分分析,结果见表1;NG样品与OK样品基材化学成分均为6系铝合金,两者差异较小。
 

表1样品基材化学成分测试结果(质量百分比,%)

5.2 | NG样品SEM形貌观察及EDS成分分析
 
对退镀NG样品缺陷区域进行SEM观察及EDS成分分析,结果见图2~3及表2,可见:
 
1.异色线是表现无颗粒物分布的条带区域,宽度约为205μm,条带区域较为干净而其两侧颗粒物较多;
 
2.EDS成分分析结果表明这些颗粒物多为AlFeSi颗粒;
 
3.除AlFeSi颗粒外,异色线区域与其两侧区域化学成分差异较小。
 
 
 图2NG样品表面SEM形貌观察
 
图3NG样品表面形貌及EDS成分测试位置
 
表2NG样品表面EDS成分测试结果(wt%)
 
5.3| 样品抛光态表面观察
 
选取NG样品的两个区域(区域1、区域2)及OK样品的一个区域,对其进行研磨抛光,采用金相显微镜进行观察,结果如图4:
 
1.研磨抛光后,在NG样品区域1和区域2均可见条带存在,条带区域颗粒物较少,而其两侧颗粒物较多,条带宽度与SEM所观察异色线宽度相符;
 
2.对于OK样品,基材中颗粒物亦较多,但其分布均匀,未见明显条带存在。
 
图4样品表面抛光态观察
 
5.4 | 样品表面抛光态SEM形貌观察及EDS成分分析
 
对5.3中所选取区域进行SEM形貌观察及EDS成分分析,结果如图5及表3,NG与OK样品抛光后基材中的颗粒物多为AlFeSi颗粒。
 
图5样品表面抛光态SEM形貌及EDS成分测试位置
 
表3样品表面抛光态EDS成分测试结果(wt%)
 
5.5 | 金相组织
 
对5.3中所选取区域进行金相腐蚀,金相组织结果如图6:
 
NG样品基材表面的条带更加明显,条带区域晶粒内部较为干净,二次相颗粒物较少;
 
NG样品与OK样品基材晶粒大小无明显差异。
 
图6样品基材金相组织
6、结论与建议
 
结论:
 
1.退镀NG样品表面异色线区域几乎无AlFeSi颗粒,该区域宽度约为205μm,其两侧AlFeSi颗粒物分布较为密集;
 
2.经研磨并抛光后,NG样品基材表面可见AlFeSi颗粒分布稀少的条带,其宽度与异色线区域宽度相符;金相腐蚀后,抛光态所见条带变得更加明显,NG样品与OK样品基材晶粒大小差异较小;推测产品表面异色线缺陷应为基材组织异常造成。
 
3.组织异常区域颗粒物较少,而其它区域颗粒物(主要为AlFeSi颗粒)较为密集,基材在酸性或碱性槽液中受腐蚀后,异常区域更加明显,阳极后视觉上形成异色线缺陷。
 
4.在退镀槽液中,AlFeSi颗粒对于铝基体为阴极,不会优先被腐蚀,因而对于退镀不良品,可在其表面除异色线以外的区域观察到较多AlFeSi颗粒。
 
建议:
 
建议原材料供应商检讨熔铸及铝挤制程,改善原材料组织。
 
 

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