測試背景
客戶提供之DH，所經(jīng)歷的主要制程為：5252鋁合金板材→鍛壓翻邊→擠尖角→CNC1夾→打磨（大平面四周）→CNC2夾→CNC3夾→CNC4夾→CNC5夾，其中1夾、2夾及5夾后均進行全檢。CNC所用切削液為水溶性切削液，夾具為不銹鋼。5夾后全檢發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品大平面上（主要在打磨區(qū)域）存在腐蝕斑點，經(jīng)追溯，在2夾后個別產(chǎn)品大平面打磨區(qū)域已有腐蝕斑點出現(xiàn)。部分腐蝕斑點經(jīng)手工打磨可消除，而部分無法完全消除。該缺陷形狀不規(guī)則，大小不一，在打磨區(qū)域的分布無明顯規(guī)律（見圖1）。
圖1樣品及缺陷照片
一、分析目的及測試環(huán)境
分析目的：協(xié)助客戶找到造成產(chǎn)品DH缺陷的原因
測試環(huán)境：溫度：21.7 ℃；相對濕度：57.3%
二、測試項目規(guī)范與設(shè)備
測試項目及測試規(guī)范
測試設(shè)備
三、測試結(jié)果
3.1SEM形貌觀察及EDS成分分析（樣品表面）
對樣品表面NG區(qū)域及OK區(qū)域進行SEM形貌觀察及EDS成分分析，結(jié)果見圖2及表1：
NG區(qū)域1形貌較為粗糙，可見密集分布的微小腐蝕凹坑，NG區(qū)域2可見較大腐蝕孔洞，兩個區(qū)域表面均存在一層“發(fā)朦”附著物（尤其是NG區(qū)域2）；
OK區(qū)域可見較多打磨劃痕，但無腐蝕凹坑或孔洞，亦無明顯附著物；
EDS測試結(jié)果表明，NG區(qū)域與OK區(qū)域均含有C、O、Mg、Al元素，其中C含量較高，且NG區(qū)域C含量明顯高于OK區(qū)域，推測C元素來自于殘留在樣品表面的切削液，而腐蝕凹坑及孔洞區(qū)域易殘留更多切削液。
圖2 樣品表面SEM形貌觀察
圖3 樣品表面形貌及EDS成分測試位置
表1樣品表面EDS成分測試結(jié)果(wt%)
3.2截面觀察
將樣品截面進行研磨并拋光，采用金相顯微鏡進行觀察，結(jié)果見圖4：
NG區(qū)域1對應(yīng)截面可見腐蝕向基材內(nèi)部擴展，其深度較淺（約為10μm），該類腐蝕區(qū)域可通過手工打磨完全消除；
NG區(qū)域2對應(yīng)截面可見基材存在較大腐蝕孔洞，其深度超過60μm，孔洞內(nèi)形貌較為粗糙，該類腐蝕孔洞無法通過手工打磨消除；
從截面可見NG區(qū)域表面輪廓平滑，未見腐蝕現(xiàn)象；
NG區(qū)域與OK區(qū)域截面基材中夾雜物大小、數(shù)量、分布未見明顯差異。
圖4 樣品截面拋光態(tài)觀察
3.3SEM+EDS成分分析（NG區(qū)域截面拋光態(tài)）
對NG區(qū)域拋光態(tài)截面進行SEM形貌觀察及EDS成分分析，結(jié)果見圖5及表2：
NG區(qū)域1截面腐蝕位置檢測出C、O、Mg、Al元素，其中C、O含量較高，與表面EDS成分測試結(jié)果相符；
在NG區(qū)域2孔洞內(nèi)除檢測出C、O、Mg、Al元素外，在某些位置還檢測出一定量的S、Cl元素，推測S元素可能來自于切削液中的陰離子，如SO42-等，該類離子對鋁合金腐蝕影響較小，而Cl-具有明顯促進鋁合金腐蝕的作用。
圖5 NG區(qū)域截面形貌及EDS成分測試位置
表2NG區(qū)域截面EDS成分測試結(jié)果(wt%)
3.4金相組織（截面）
將樣品拋光態(tài)截面基材進行金相腐蝕，其金相組織如圖6：
NG區(qū)域截面基材金相組織未見異常，與OK區(qū)域金相組織無明顯差異。
圖6樣品截面金相組織觀察
3.5切削液分析
產(chǎn)品CNC過程中使用切削液為水溶性切削液，產(chǎn)線將原液用水稀釋后使用，實驗室對稀釋后未使用及已使用的切削液進行外觀、Cl-離子及電導(dǎo)率檢測，其結(jié)果見圖7及表3：
未使用的切削液呈乳白色，而使用過的切削液呈灰色；
未使用的切削液Cl-離子濃度為8.35mg/L，使用后Cl-離子濃度增大到49.56mg/L；
未使用的切削液電導(dǎo)率為0.94 mS/cm，使用后電導(dǎo)率增大到2.33 mS/cm。
圖7切削液外觀觀察
表3削液Cl-離子及電導(dǎo)率檢測
3.6驗證
實驗室從客戶提供樣品上切取了8個試片進行驗證實驗，編號分別為1、2、3、4、5、6、7、8，將每個試片用砂紙打磨并分為四組，驗證條件及驗證結(jié)果見表4及圖8、9；
滴有已使用的切削液且接觸不銹鋼片的兩個試片（1#、2#）均有腐蝕斑點生成，該腐蝕斑點宏觀形態(tài)及微觀形貌均與客戶所提供樣品之缺陷相同；
除1#、2#試片外，其余試片均無腐蝕斑點生成，僅表面顏色發(fā)生了改變。
表4驗證條件及驗證結(jié)果
圖8驗證前試片照片
圖9驗證后試片照片
四、結(jié)論與建議
結(jié)論：
1、客戶提供樣品表面腐蝕斑點區(qū)域可見密集腐蝕小凹坑，亦可見較大腐蝕孔洞，其表面檢測到C、O、Mg、Al元素，其中C含量較高；
2、從截面可見腐蝕斑點區(qū)域小凹坑深度約為10μm，而腐蝕孔洞深度超過60μm，在腐蝕凹坑底部檢測到腐蝕性元素Cl；
3、樣品基材金相組織未見明顯異常；
4、已使用過的切削液顏色明顯發(fā)生改變，且其Cl-濃度和導(dǎo)電率顯著增大；
5、實驗室驗證結(jié)果表明，試片接觸不銹鋼片時，在已使用過的切削液中可生成與產(chǎn)品表面相同的腐蝕斑點，無不銹鋼片或滴加未使用過的切削液時未見腐蝕斑點生成；
6、綜上，推測樣品表面腐蝕斑點應(yīng)為電偶腐蝕造成。產(chǎn)線所使用切削液為水溶性切削液，使用時切削液中的添加劑可能發(fā)生分解，使溶液中離子濃度（如Cl-等）增大，進而其電導(dǎo)率及Cl-濃度明顯增大。CNC過程中，產(chǎn)品始終與不銹鋼夾具相接觸，由于鋁合金電位較負，且切削液電導(dǎo)率增大，因而產(chǎn)品與不銹鋼之間容易形成電偶，使得產(chǎn)品表面發(fā)生電偶腐蝕，而Cl-對腐蝕存在促進作用。CNC1夾后，大平面四周被打磨，基材表面原有保護性氧化膜被去除，因而腐蝕主要在該區(qū)域產(chǎn)生。
建議：切削液供應(yīng)商檢討切削液穩(wěn)定性。
京公網(wǎng)安備11010802046783號
