中科院院士来我中心技术交流工业铝型材应用

07月,22,2023 | 浏览次数：18605

2023年7月7日，中国科学院工程院士、北京科技大学谢建新教授一行前来优尔鸿信参观访问，中心高阶主管张平资深处长、孙代育技术总监热情陪同介绍，双方交流了工业铝型材的特点、制程技术检测能力及高强度铝材未来发展方向。

图1-谢院士一行与优尔鸿信领导合影留念

一、工业铝型材特点及应用

工业铝型材因具有轻薄、高导散热、易机械加工及表面处理等优势，在主流电子产品上得到广泛的应用，如笔记本计算机、智能手机、平板计算机外壳等。可以做为电子设备的外壳，既保护电子设备的内部结构，又起到散热的作用，保证电子设备的正常运行，还可以处理成时尚科技的个性化外观。

图2-主流电子产品铝合金外壳

相较建筑铝型材，工业铝型材由于强调表面处理外观颜色、CNC制程加工的稳定性、抵抗制程中切削液、抛光液残留之耐蚀性等，它必须合理限制合金元素成份范围，严格控制杂质元素含量，熔铸及铝挤工序保证二次相均匀、细小弥散析出，晶粒尺寸大小均匀，各向近似等轴状，机械性能强度及硬度高，因此从合金配比、熔铸、铸棒均匀化退火、热挤压、淬火及时效、裁切及品检各工序均需精细化管理，确保工业铝型材的材质组织性能及质量稳定性。

二、优尔鸿信的铝材检测能力
优尔鸿信检测（深圳）有限公司在工业铝型材的质量管控及应用异常问题处理上，具有丰富的现场经验，能为客户的来料进行质量管控及产品加工各工序保驾护航。
01|工业铝型材的常规检测项目

本检测中心根据GB/T 6892-2015《一般工业用铝及铝合金挤压型材》或客指标准的要求、试验方法、检验规则，对工业铝合金开展一系列的检测服务，具体检测项目见表1。

表1-工业铝型材的常规检测项目

序号	检测项目	测试方法参考标准
1	化学成分	GB/T 20975-2020、GB/T 7999-2015
2	力学性能	GB/T 16865-2013、GB/T 228.1-2021.
3	布氏/维氏硬度	GB/T 231-2018、GB/T 4340-2012.
4	低倍组织	GB/T 3246.2-2012
5	显微组织	GB/T 3246.1-2012/
6	电导率	GB/T 12966-2022
7	剥落腐蚀	GB/T 22639-2008
8	晶间腐蚀	GB/T 7998-2005
9	其它	超声波探伤、尺寸量测等

图3-铝材低倍及高倍组织

02|工业铝型材的应用性能检测

工业铝型材在加工、清洗及表面处理时，会用到不少化学药水，这些化学溶液可能对铝材造成腐蚀，影响表面处理效果。我中心可评测化学溶液与铝材间的极化曲线及腐蚀电流密度，参图4，从而正确地指导选用及配制化学药剂。

图4-铝材与某药剂间的极化曲线与腐蚀电位

工业铝型材壳体与塑胶的纳米结合，关键在于铝合金表面纳米孔洞的质量，我中心可对纳米孔洞的孔径、孔隙率及孔洞深度有效管控。

图5-铝合金表面纳米孔结构表征

工业铝材阳极膜质量质量评估，很大程度取决于其封孔质量的好坏，本检测中心可对铝合金阳极制程封孔工艺进行有效评估，参图6。

图6-铝合金阳极膜封孔工艺评估

阳极膜的性能好坏不仅关系外观观感，而且影响使用寿命。本中心可根据 GB/T 8013.1-2021~GB/T 8013.3-2021对铝材阳极膜层性能（如膜厚、颜色及色差、封孔质量、光泽度、附着力、压痕硬度、外观质量、耐盐雾腐蚀性、耐磨性、耐化学性、耐候性、抗热裂性等）进行质量评估，典型的膜层硬度及附着力测试如下图7。

图7-铝合金阳极膜层硬度及附着力评估

03 | 铝型材加工异常问题失效分析

本检测中心对工业铝型材加工异常失效分析有大量的分析经验，从原材料→机械加工→表面处理→加工成品→仓储物流等，积累了大量的失效分析经验与针对性解决对策。铝型材常见不良缺陷见以下：

与原材料相关的缺陷有：黑线、花斑、麻点等；与CNC制程相关的缺陷有：印痕、亮边、亮线等；

与原材料相关的缺陷有：黑线、花斑、麻点等；
与CNC制程相关的缺陷有：印痕、亮边、亮线等；
与阳极制程相关的缺陷有：腐蚀点、异色、脏污等；
与储存或使用不当的缺陷有：碰刮伤、异物污染、氧化等；

图8-铝合金表面典型外观不良

三、7系高强度铝合金在电子产品外壳应用中的挑战与机遇

7系高强度铝合金主要合金元素是锌、镁、铜，合金元素含量高，具有优异的热处理强化效果，超高的强度及硬度，耐疲劳性均好，目前在航空航天军工等领域应用普遍。

若将7系高强度铝合金用在高端电子产品外壳上，可以薄壁化节省材料，提升产品外壳耐压或跌落性能，但是其耐蚀性较差，阳极膜外观质量也逊于6系铝材。故7系高強度铝合金若要在电子产品领域拓宽市场，必须调整合金元素含量，兼顾高强度与表面外观质量性能，通过制程反复验证和质量检测，达到高性能、高精度、节能环保的方向发展，形成良好的质量管理体系，满足品牌客户的要求。此方面高校与产业界具有良好的合作机遇。

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