什么是硬质氧化？

硬质氧化全称硬质阳极氧化处理。铝合金的硬质阳极氧化处理主要目的是，提高铝及铝合金的各种性能，包括耐蚀性、耐磨性、耐候性、绝缘性及吸附性等。它既适用于变形铝合金，也可能用于压铸造铝合金零部件。

硬质氧化vs普通氧化

硬质氧化的氧化膜有50%渗透在铝合金内部、50%附着在铝合金表面，因此硬质氧化后产品外部尺寸变大、内孔变小，而普通氧化后外部尺寸变小内孔变大。

硬质氧化膜的形成过程仍可通过电压一时间特性曲线进行分析。硬度膜的生长有与普通膜相同的规律，又有不同的特点。在阻挡层形成和膜孔产生阶段，其规律是一致的，所不同的是硬质膜的形成电压高，阻挡层较厚。在多孔层增厚阶段则有所不同，这时电压曲线上升较快，说明多孔层加厚时孔隙率不大，随着膜层加厚，电阻增大较快，电压也明显上升。这段时间越长，膜的生长速度与溶解速度达到平衡的时间也越长，膜层也就越厚。电压升至一定值后，膜孔内析氧加速且扩散困难，使电阻增加，电压骤升，膜孔内热量引起气体放电，出现火花，导致膜层破坏。这时的电压称为击穿电压。所以，正常氧化应在此前结束。

硬质氧化颜色

硬质氧化一般做黑色与氧化膜本色（自然色〉，本色由铝合金材料成份所决定，同一种型号的铝型材(-T6)，而不同生产厂家，氧化膜的颜色是不同的，若同一铝合金生产厂家的同一型号的材料有可能也有区别的，因此，氧化膜本色一般用于产品的内部件。

硬质氧化膜

1）膜层厚度可达～um，外观呈灰、褐至黑色。

2）氧化膜硬度很高，一般为HV-，与合金牌号和处理工艺有关，并存在硬度梯度，靠近基体部分的硬度较高，而外层的硬度则较低。

3）由于氧化膜有微小孔隙，可以吸附润滑剂，故能提高抗磨能力。硬质氧化膜的耐磨性在低载荷下是极佳的，试验表明，它优于淬火硬化钢及硬铬镀层；在实际应用中，硬质膜的磨损量与氮化钢的磨损量大致相等。

4）在工业大气和海洋性气候条件下，以及盐雾试验、潮湿箱试验中，硬质膜具有良好的耐蚀性能，一般情况下优于普通氧化膜。

5）膜层具有高的电绝缘性,膜厚um时，击穿电压为V，浸绝缘漆后可达V。

6）膜的熔点高达℃，传热系数很低，仅有67kW/m2.K,是绝好的耐热材料，短时间内能耐～℃的高温。膜层愈厚，耐火焰冲击时间愈长。

硬质氧化原理

单纯硫酸型铝合金硬质阳极氧化原理和普通阳极氧化没有本质区别，如果是混酸型硬质氧化则存在一些附反应。

1.阴极反应：4H++4e=2H2↑

2.阳极反应：4OH－－4e=2H2O+O2↑

3.铝氧化：阳极上析出的氧呈原子状态,比分子状态的氧更为活泼，更易与铝起反应：2Al+3O→Al2O3

4.氧化于阳极膜溶解的动平衡：氧化膜随着通电时间的增加，电流增大而促使氧化膜增厚。与此同时，由于（Al2O3）的化学性质有两重性，即它在酸性溶液中呈碱性氧化物，在碱性溶液中呈酸性氧化物。无疑在硫酸溶液中氧化膜液发生溶解，只有氧化膜的生成速度大于它的溶解速度，氧化膜才有可能增厚，当溶解速度与生成速度相等时，氧化膜不再增厚。当氧化速度过分大于溶解速度时，铝和铝合金制件表面易生成带粉状的氧化膜。

综上，要求高硬度的耐磨零件（如活塞、气缸、轴承、导轨等）、用于要求绝缘的零件，耐气流冲刷的零件和瞬时经受高温的零件，就需要用到硬质氧化。