铝及其合金有很多优点，铝的密度为2.7g/cm3，是仅次于镁的第二轻金属；铝及其合金延展性非常好，便于压铸成型；易于合金化及热处理，以提高其机械强度；导电性和导热性仅次于银﹑金﹑铜；负电性很强﹐与氧具有极高的亲和力，表面生成一层氧化物后极耐腐蚀；其熔融温度仅为660℃，易回收；易焊接，易表面处理，采用电泳﹑电镀﹑喷涂﹑阳极氧化等可进一步提高或改善铝的表面性能。因此，铝合金在手机、汽车等诸多领域的用途越来越广泛。
硬质氧化的工作原理是什么样的？开封红谷为您详细介绍一下硬质氧化的工作原理。希望对您有所帮助。
铝合金应制氧机氧化原理，就是在电场的作用下，加速铝合金表面氧化膜的形成即可铅版作阴极，铝合金制作阳极，稀***溶液做电解液，当通过直流电时，h 便向阴极移动，产生阴极反应：
4H2 4e=2H2↑
而OH-便向阳极运动产生阳极反应：
4OH－－4e=2H2O 2O↑
当在阳极上失去多余的电子，所析出的氧呈原子状态，由于原子状态的氧要比分子状态的氧更为活泼，更易与铝起反应：
2A1 3O→A12O3
上述—反应在铝和铝合金制件表面是均匀地，同时进行地。
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***溶液中氧化膜液发生溶解，阳极氧化厂，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。
硬质阳极氧化的电解液时在-10℃～ 5℃左右的温度下电解。由于硬质阳极氧化所生成的氧化膜层具有较高的电阻，会直接影响到电流强度的氧化作用。为了取得较厚的氧化膜，势必要增加外电压，其目的是为了消除电阻大的影响，而使电流密度保持一定，阳极氧化，但电流较大时会产生激烈的发热现象，加上生成氧化膜时会放出大量的热量，使零件周围电解液温度剧烈上升，温度上升将会加速氧化膜的溶解，使氧化膜无法变厚。另外，发热现象在膜层与金属的接触处严重，如不及时解决，加工零件的局部表面会因温度上升而被烧坏。
解决办法，就是采用冷却设备和搅拌相结合。冷却设备使电解液强行降温，搅拌是为了使整槽电解液温度均匀，以利于获得较高质量的硬质氧化膜。
硬质氧化膜的生成机理，与普通***阳极氧化相同，但为了获得厚而硬的膜层，需要采用摄氏0度左右的电解液，和高电压和大电流的方法，使膜的生成速度远大于溶解速度，使膜层结构发生变化，构成了硬质氧化膜生长过程的新特点。硬质氧化膜也是双层结构，其区别在于比普通氧化膜的阻挡层厚度大10倍，孔壁也如此，这是硬度高的基本原因之一。然而孔隙率比普通氧化膜少7～8倍。只有2%～6%，硬质膜基组杂乱无章互相干扰，出现一种特殊的棱柱状。导致膜内应力大，甚至引起开裂，合金元素和电解分解产物在膜壁中的残留。引起氧化膜的色泽深暗及合金成分不同的颜色不同。合金成分和杂质，对硬质氧化有较大的影响，它影响氧化膜的均匀性和完整性，铝铜。铝猛合金，本色阳极氧化，作硬质氧化比较因难。
硬质氧化处理各种特性及技术说明：
1.特性：硬质氧化是一种电化学处理方式，在纯铝或铝合金材料上面形成一极硬、耐高温、耐磨、有高电阻性、耐腐蚀的硬氧化膜。此一极高之表面硬度，配合铝合金本身轻、机械加工容易、低成本的特性，广泛应用于各种工业及军事用途上，此值我国工业升级之际，更是精密工业不可或缺的一环。
2.硬度：指膜层之硬度，膜层厚度（Thickness）指Build up和Penetration两部份。T=1/2Build up 1/2Penetration 。硬度为之低标准为B.S.5599规定HRC36以上（约HV350）接近底材部份可超过HRC60(HV700)以上。
3.耐磨性：以Taber Abraser CS-17 1000g 负载，铝合金硬化处理之耐磨性远优于硬铬电镀及其它之硬化钢。
4．尺寸要求：膜层厚度一般为50±5μm ，元件单面尺寸约增加25μm，对于较精 公差及特殊厚度要求，需于图面上特别注明。
5．抗蚀性：经封孔，盐雾试验（ASTM117规格）超过5000小时无腐蚀现象发生。
6.合金材料适合性：适用于所有铝合金，包括1000纯铝系（1050、1100）、2000铝铜系（2014）、3000铝锰系、5000铝镁系。6000铝镁矽系（6061、6063）7000铝锌系（7050）及铸造铝合金514.2、A514.2、518.2、ADC.5 ADC.6 等。
7.耐电压（Breakdown Voltage）：达1500VDC以上。
8.高度电阻性：于20度C 为4Ⅹ10.15欧姆cm2/cm，可作为良好之绝缘体。
9.耐热性：膜层熔点达2050度C，短时间可保护铝材在高温中免受损害。
10.低摩擦系数：磨光后的表面，摩控系数可低至0.095，因此各种及民用装备滑轨，均应用此技术。
11.氧化膜的结合力：硬质氧化膜的形式是有一半的膜在铝的内部一半长出来，与铝基体金属的结合力很强，很难用机械方法将它们分离，即使膜层随基体弯曲直至破损，黑色阳极氧化，膜层与基体金属仍保持良好的结合。
12.氧化膜结构的多孔性：氧化膜具有多孔的蜂窝状结构，可使膜层对各种有机物、树脂、无机物、染料及油漆等表现出良好的吸附能力，可作为涂镀层的底层，也可将氧化膜染成各种不同的颜色（硬质氧化膜，只可染黑色）提高金属的装饰效果。
制作硬质氧化注意事项：
1.制品上所有棱角应倒成直径不小于0.5mm的圆弧，不允许有锐角及毛刺以避免电流集中造成局部过热、变脆、断裂.
2.不要求厚膜部位用 Vinyl perchloride adhesive 等加以保护，螺纹孔，***销孔用塑料或胶皮堵塞.
3.制品经硬质氧化后，尺寸增加约为膜厚的一半(单边)所以对尺寸要求严格的制品，应根据膜厚确定其阳极氧化前的尺寸余量 .
4.氧化膜与基体结合牢固，但膜层有脆性，并随厚度增加和增大，所以不宜用于承受冲击，弯曲或变形的零件。达到一定厚度的硬质膜会使铝合金的疲劳强度有较大的降低，尤其是高强度铝合金，故对承受疲劳荷重零件，进行硬质氧化应十分慎重。
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