论文摘要
6061铝合金是一种中等强度的Al-Mg-Si系铝合金,其以优良的塑性,较好的加工性和耐蚀性能而广泛应用于建筑装饰、交通运输、航空航天等领域。6061铝合金目前是国际上主流半导体设备厂商广泛采用的铝合金材料,主要来源为美国铝业公司。其他公司生产的同类材料尽管可以满足航空、建筑、车辆、船舶等领域要求,却不能满足半导体设备的需求,主要表现为：部件经过表面处理后,氧化膜致密性和均匀性差,使用过程中很快出现大面积腐蚀而报废。由于这些公司生产的6061铝合金基体组织不均匀,第二相尺寸粗大才导致阳极氧化膜耐蚀性较差,零件的使用寿命过短。决定氧化膜质量的关键是铝合金基体,为获得高品质的606l铝合金,需要对阳极氧化前的均匀化、锻造工艺进行合理优化。本文针对合金基体组织与氧化膜质量的关系,研究了合金在热处理和锻造加工后,合金中第二相和晶粒度的变化规律,并深入研究了第二相以及晶粒度对阳极氧化膜的影响。得出了如下主要结论：（1）6061铝合金的主要第二相组成为Mg2Si,长条状或颗粒状AlFeSi相。在阳极氧化过程中,Mg2Si作为阳极相被优先溶解容易造成膜层的针孔,而AlFeSi相作为阴极相溶解慢而残留在膜层中造成疏松。（2）均匀化处理使得Mg2Si回溶,AlFeSi相转变,因而能降低第二相对膜层的有害影响,提高氧化膜质量。560℃-580℃是β-AlFeSi向α-AlFeSi转变的适宜温度区间,在保温达到24h时其富铁相转变较为充分,过分延长保温时间对均匀化效果影响不明显。双级均匀化（560℃×24h+580℃×24h）比单级均匀化效果要好。（3）β-AlFeSi对膜层的有害影响远比颗粒状的α-AlFeSi大,均匀化过程中富铁相转变有利于获得颗粒状的α-AlFeSi。AlFeSi相的变化有两种形式：一种是针对100nm左右的小尺寸的AlFeSi相,它的变化是回溶与析出；另外一种就是1μm左右,尺寸稍大的AlFeSi相,它的变化为由低Fe/Si的β-AlFeSi变为高Fe/Si比的α-AlFeSi或α-AlFeMnSi。（4）6061铝合金合理的终锻温度为360℃,终锻温度过低会导致锻件在经固溶处理后发生晶粒的二次长大而出现粗晶,粗晶不仅会使合金的强度性能降低,更会使得阳极氧化膜出现颜色深浅不同的花斑。（5）锻造能起到充分破碎粗大的长条状或链状第二相的作用,使AlFeSi相球化为更为细小的颗粒且分布更为均匀,这有利于提高氧化膜的透明度和硬度。在本实验的阳极氧化工艺条件下,基体合金的第二相尺寸超过5μm容易阻碍阳极氧化膜的成长,造成氧化膜厚度不均匀且与基体结合力降低。