硬质阳极氧化Word版
表面硬质阳极氧化处理
表面硬质阳极氧化处理表面硬质阳极氧化处理是一种常见的表面处理技术，主要应用于金属材料的表面改性。
它通过在金属表面形成一层致密、均匀、具有较高硬度的氧化膜，从而增强金属材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐热性能，延长其使用寿命。
本文将从工艺原理、工艺流程和应用领域三个方面介绍表面硬质阳极氧化处理。
一、工艺原理表面硬质阳极氧化处理是利用金属材料在电解液中进行阳极氧化反应，从而在表面形成氧化膜的工艺。
在该工艺中，金属材料作为阳极，通电后与电解液中的氧气发生氧化反应，生成氧化物。
这些氧化物在金属表面逐渐形成一层致密、均匀的氧化膜，其主要成分为氧化铝。
二、工艺流程表面硬质阳极氧化处理的工艺流程一般包括预处理、电解液配置、阳极氧化、封孔和后处理等步骤。
1. 预处理：首先需要对金属材料进行预处理，包括去油污、除氧化皮、除尘等工序，以保证金属表面的洁净度。
2. 电解液配置：根据具体要求，选择适当的电解液。
常用的电解液有硫酸、硫酸铝等。
电解液的成分和浓度会直接影响到氧化膜的性能。
3. 阳极氧化：将金属材料作为阳极，放置在电解槽中，通电后开始进行阳极氧化反应。
通过控制电流密度、温度和电解时间等参数，可以控制氧化膜的厚度和硬度。
4. 封孔：氧化膜形成后，一般会进行封孔处理，以提高氧化膜的耐腐蚀性能。
封孔一般是在热水中进行，通过渗透热水，使氧化膜内部的孔隙充满水分，从而形成稳定的氧化膜。
5. 后处理：完成封孔后，需要对金属材料进行清洗和干燥等后处理工序，以去除残留的电解液和杂质，使得表面更加光滑、均匀。
三、应用领域表面硬质阳极氧化处理广泛应用于各个领域的金属材料表面改性。
以下是一些常见的应用领域：1. 汽车领域：汽车发动机零部件、底盘组件等金属材料经过表面硬质阳极氧化处理后，可以提高其耐磨性和耐腐蚀性，延长使用寿命。
2. 电子领域：电子产品中的金属外壳、散热器等部件经过表面硬质阳极氧化处理后，不仅具有良好的外观效果，还可以提高其导热性能和耐腐蚀性能。
硬质阳极氧化
硬质阳极氧化随着现代社会的发展，硬质阳极氧化（Hard Anodic Oxidation，HAO）技术已经成为金属加工中不可或缺的手段。
这种技术具有抗腐蚀、抗磨损和耐热3大优点，适用于多种金属材料的加工，行业应用也愈发广泛。
硬质阳极氧化的原理是在金属表面形成一层以氧化物为主成分的致密而硬的陶瓷膜。
这一技术是建立在阳极氧化基础上的，五步步骤就可以完成，其中包括：预处理、阳极氧化、洗涤、热处理和终点检测。
预处理是硬质阳极氧化过程中最重要也是最关键的步骤，它决定了整个过程的成败。
预处理通过水洗、机械抛光和化学去除薄材表面的油、污垢，均化表面毛刺等，以确保表面处理的一致性。
阳极氧化的核心过程是电解，即将金属与一定的电位差隔离，使有负电位的氧分子（即阳极）比具有正电位的金属（即阴极）更容易的吸收氧，从而形成一层氧化后的陶瓷膜。
洗涤是氧化后的金属上清除各种杂质的程序，要进行洗涤，需要用浓度较低的酸性溶液进行，以清除氧化后表面上的金属杂质，同时其表面光洁度也有所提高。
热处理是硬质阳极氧化过程中具有极大影响力的步骤，它可以使表面陶瓷膜及其熔融点增大，提升膜厚，增强耐热性能，这使得表面经过热处理后，具有更高的抗磨损性能和耐腐蚀性。
最后，终点检测也是一个不可缺少的步骤。
它的目的是通过多种有效的手段来评估处理后的金属表面的质量，以及确保氧化后材料的合格性。
通过上述步骤，我们可以了解到，硬质阳极氧化是金属材料加工中最重要的一步，它可以有效提高金属材料的表面性能，使之更加耐磨、耐腐蚀、耐热，从而满足当前不断变化的工业需求。
随着硬质阳极氧化技术的发展，人们可以更有效地利用金属材料的优势，将它们应用到各种行业中去，实现更加安全可靠的生产过程，从而实现制造业的高效发展。
因此，硬质阳极氧化技术的发展成为当前制造业发展中不可忽视的一部分，为金属加工行业提供了一个更加可靠的技术解决方案。
硬质阳极氧化处理工艺条件和要求
硬质阳极氧化处理工艺条件和要求铝及铝合金阳极氧化一片绿叶编写0 内容提示本文简要介绍了铝及铝合金阳极氧化的原理和阳极氧化方法的种类，着重介绍硫酸直流电阳极氧化。
对硫酸阳极氧化的工艺规范和操作条件、溶液配制和调整方法、常见估障判断及排除等作了较为详细的介绍。
铝合金成分对氧化膜形成及质量的影响、新老涂覆标记的含义等相关内容也结合我所实际情况作了介绍。
通过对本文内容的学习，能够正确掌握硫酸直流电阳极氧化的操作技能，准确控制氧化质量，做出符合质量标准的产品。
1 概述铝是最为丰富的元素之一，地壳内含量仅次于氧和硅。
铝的产量仅次于钢铁。
铝及其合金具有比强度高、导热和导电性好，反光性强，色泽美观、无磁性、耐热性好，以及塑性和成形性好，无低温脆性等优点，是一种具有优良综合性能的有色金属材料，因此在许多部门得到广泛应用。
铝及铝合金暴露在空气中，其表面会自然行成一层致密的氧化膜，但这层氧化膜的厚度极薄，只有几纳米到几十纳米，不足以防止恶劣环境下的腐蚀，同时，铝的硬度也不高，在使用过程中不能防止磨擦而造成的破坏。
因此，铝及铝合金制品需要针对其不同用途采取不同的保护措施。
对铝和铝合金进行阳极氧化就是一种十分有效的方法。
通过阳极氧化可以获得5～30μm厚的人工氧化膜(在一些特殊条件下氧化膜的厚度可以达到100μm以上)，从而可显著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。
2 铝阳极氧化膜形成的基本原理铝阳极氧化实际上就是水的电解。
电解液通电后在电流的作用下发生水解，在阴极上放出氢，即H++e 1/2H2↑在阳极上释放电子，即4HO—－4e 2H2O+2O↑其中一部分新生(原子)氧与铝(阳极)反应，生成氧化铝膜，2Al3++3O22—Al2O3+热量。
＋－产生氧气形成Al2O3 释放氢气H2↑并产生热量阳极阴极电解液图1 铝阳极氧化示意图在不同的处理条件下，阳极上可能发生如下几种情况：a 阳极上的生成物是可溶的，即边生成边溶解，这可理解为不能在阳极上生成氧化膜。
硬质阳极氧化
硬质阳极氧化是一种厚膜阳极氧化法，这是一种铝和铝合金特殊的阳极氧化表面处理工艺。
此种工艺，所制得的阳极氧化膜最大厚度可达250微米左右，在纯铝上能获得1500kg/mm2的显微硬度氧化膜，而在铝合金上则可获得400～600kg/mm2的显微硬度氧化膜。
其硬度值，氧化膜内层大于外层，即阻挡层大于带有孔隙的氧化膜层，因氧化膜内有松孔，可吸附各种润滑剂，增加了减摩能力，氧化膜层导热性很差，其熔点为2050℃，电阻系数较大，经封闭处理（浸绝缘物或石蜡）击穿电压可达2000V，在大气中较高的抗蚀能力，具有很高的耐磨性，也是一种理想的隔热膜层，也有良好的绝缘性，并具有与基体金属结合得很牢固等一系列优点，因此在国防工业和机械零件制造工业上获得及其广泛的应用。
主要应用于要求高耐磨、耐热、绝缘性能好等的铝和铝合金零件上。
如各种作为圆筒的内壁，活塞、汽塞、汽缸、轴承、飞机货舱的地板、滚棒和导轨、水利设备、蒸汽叶轮、适平机、齿轮和缓冲垫等零件。
用硬质氧化工艺来代替传统的镀硬铬镀层，与硬铬工艺相比它具有成本低，膜层结合牢固，镀液，清洗废液处理方便等优点。
但此工艺所得膜层的缺点是膜层厚度较大时，对铝和铝合金的机械疲劳强度指标有所影响。
硬质阳极氧化电解方法很多，例如：硫酸、草酸、丙二醇、磺基水杨酸及其它的无机盐和有机酸等。
所用电源可分为直流、交流和交直流叠加电源等几种，目前广泛应用的有下列两种硬质阳极氧化。
（1）硫酸硬质阳极氧化直流法；（2）草酸硬质阳极氧化交直流重选法。
其中，硫酸法是目前得到较广泛应用的一种硬质氧化法。
1 硬质阳极氧化原理铝合金硬质阳极氧化原理，就是在电场的作用下，加速铝合金表面氧化膜的形成即用铅板作阴极，铝合金制作阳极，稀硫酸溶液作电解液，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。
硬质阳极氧化
硬质阳极氧化硬质阳极氧化*硬质阳极氧化*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。
2.零件表面应较光滑，因为硬质氧化后表面粗糙度会降低一级。
3.不要求厚膜部位用过氯乙烯胶加以保护，螺纹孔，定位销孔用塑料或胶皮堵塞。
4.不宜用于承受冲击，弯曲或变形的零件，达到一定厚度的硬化膜会使铝合金casting alloy的疲劳强度有较大的降低，尤其是高强度的铝合金，故对承受疲劳载荷的零件进行硬质阳极应十分慎重。
5.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中，应根据膜厚确定其阳极氧化前的尺寸余量.1.特性：硬质氧化是一种电化学处理方式，是纯铝或铝合金材料上形成一极硬、耐高温、耐磨、有高电阻性、耐腐蚀的'硬氧化膜。
膜层厚度thickness可达200um，外观呈灰、褐色成灰深灰色（视材料而定）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，此值得我国工业升级之际，更是精密工业不可或缺的一环。
2.硬度hardness：指膜层之硬度，膜层厚度（thickness）指build up 和penetrating两部份。
t＝1/2build up+1/2penetrating。
硬度之最低标准为b.s.5599规定hrc36以上（约hv350）接近材料部分可超过hrc60（hv700）以上。
3.耐磨性adrasion-resistance：以tabes 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.尺寸精确：膜层厚度一般为50±5um，元件单面尺寸约增加25um，对于较精细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。
铝合金硬质阳极氧化
铝合金硬质阳极氧化
铝合金硬质阳极氧化是铝合金材料发展的重要方向之一。
由于其独特的物理性能，硬质阳极氧化技术被应用于家具、门窗、人行道、桥梁等多个领域。
在这篇文章中，我们将讨论铝合金硬质阳极氧化的原理和过程、特点以及应用。
铝合金硬质阳极氧化是一种表面处理方法，其原理是通过把电路的阳极与溶液中的氧化剂接触，使氧化剂氧化铝合金表面的金属极性来形成阳极氧化层。
流程主要包括：清洗、抛光、定位、复合镀膜、氧化、冷却、清洗等。
铝合金硬质阳极氧化具有良好的抗蚀性、耐磨性和耐热性，它能够有效防止金属表面腐蚀，从而延长金属表面使用寿命。
此外，它还具有优质的质感和色调，具有装饰性比较强的特点，能够为建筑表面带来更美观的效果。
硬质阳极氧化技术应用广泛，可以用于家具、电子电器以及汽车等行业。
它能够使产品表面更加精致，增强耐腐蚀性，并且它的美观感也更强。
近年来，硬质阳极氧化技术还被应用于桥梁、人行道、花园灯具等建筑表面，使其具有良好的抗腐蚀性、耐磨性和耐热性，在一定程度上也可以减少维护成本。
从以上可以看出，铝合金硬质阳极氧化技术不仅具有良好的特性，而且应用十分广泛，它可以为我们的建筑表面提供更低的维护成本，同时也可以使建筑表面更加漂亮。
在未来，它将成为铝合金材料发展的一个重要方向，也是一种有效延长金属表面使用寿命、美化金属表
面的新型表面处理方法。
阳极氧化 硬质阳极氧化
阳极氧化硬质阳极氧化
阳极氧化是一种常见的表面处理技术，通过电解将金属表面形成一层
氧化膜，从而提高其耐腐蚀性、硬度和美观度。
硬质阳极氧化是阳极
氧化的一种特殊形式，它可以在金属表面形成一层更加坚硬和耐磨的
氧化膜，适用于一些高要求的领域。
硬质阳极氧化的制备过程与普通阳极氧化类似，但需要使用更高的电
压和电流密度，以及更加纯净的电解液。
在制备过程中，金属表面会
形成一层厚度约为10-25微米的氧化膜，这层氧化膜具有非常高的硬
度和耐磨性，可以达到普通阳极氧化的几倍甚至几十倍。
硬质阳极氧化的应用非常广泛，例如在航空航天、汽车、机械等领域中，可以用于制造高强度、高耐磨的零部件。
此外，硬质阳极氧化还
可以用于制造电子元器件、光学器件等高精度产品，因为它可以在金
属表面形成非常平整、均匀的氧化膜，从而提高产品的性能和可靠性。
然而，硬质阳极氧化也存在一些问题。
首先，制备过程比较复杂，需
要使用高压、高电流密度和高纯度的电解液，成本较高。
其次，硬质
阳极氧化的氧化膜较为脆弱，容易出现龟裂和剥落等问题，需要进行
后续的处理和保护。
总之，硬质阳极氧化是一种非常重要的表面处理技术，可以为各种领域的产品提供更加坚硬、耐磨的表面，从而提高其性能和可靠性。
随着技术的不断发展和改进，相信硬质阳极氧化将会在更多的领域得到应用。
硬质阳极氧化
硬质阳极氧化硬质阳极氧化，又称作硬性阳极氧化（Hard Anodizing），它是采用电解法对金属进行表面处理的一种技术，通过在金属表面产生某种化学物质而达到改变金属表面性能的技术，也可以把它看作是在金属表面涂层一层氧化膜，是一种扩大金属表面积，提高金属表面性能的技术。
硬质阳极氧化技术主要是通过一个钝性盐水溶液，在外界电位控制下，对金属表面进行电化学反应，而后形成一层厚度极细的不同成份，结构不完全相同的氧化膜。
用途方面，有阻止金属表面由于污染物而产生冷硬化及腐蚀痕迹，防止重要部件受到静电和抗生物感染，在医疗和食品加工行业有着应用。
再者，把硬性阳极氧化膜视作金属表面处理技术，通过产生耐磨性、耐热性、耐化学性等高性能的氧化膜，提升金属表面承受强韧度，使其表面不容易被侵蚀，在汽车及航空工业有着广泛应用。
硬质阳极氧化技术依赖于特殊处理条件来影响氧化膜的特性，其中电解液体种类对氧化膜的厚度影响最大。
即电解溶液的pH值和电阻率对氧化膜的形状、质量、力学强度、粗糙度和硬度等都有重要影响。
但是也有人提出，影响氧化膜性能主要来自于阳极电位和浸渍时间等，因此阳极潜移电流的值在硬性阳极氧化过程中也是影响氧化膜性能的重要参数。
在阳极潜移电流值控制在0.5-2.5mA/cm2范围内时，可获得硬性阳极氧化膜，其厚度几乎可以达到100μm。
当膜厚增大到150μm以上时，需要将阳极潜移电流值调节在3-5mA/cm2范围内才能够达到理想的性能。
硬质阳极氧化工艺，有除锈、清洗、酸洗、水洗、阳极潜移电流控制、冷却、电解、氧化转移等步骤，其中在电解工艺中使用的电解液有三氯化铝、四氯化铝等，由于四氯化铝的礼费性能较好，目前较多的工厂都采用四氯化铝作为电解液的电解源，并且在氯化骨架中加入氨、磷和硥合机能团，其可以明显改善氧化转移工艺，使氧化效率提升，减少气泡或缺陷形成，同时还可以缩短阳极潜移电流控制作业面对更多要求的工作环境。
硬性阳极氧化技术在竞争激烈的金属表面处理市场中的应用日益增多，它的优越性能永远是技术的标尺。
硬质阳极氧化
硬质阳极氧化硬质阳极氧化工艺铝及其合金在相应的电解液中,在特定的工作条件下,在外加电流的作用下,在阳极上形成氧化膜的过程,称做阳极氧化.活塞合金经氧化反应后生成A12O3氧化膜,该膜硬度很高,维氏显微硬度可达250-500kg/mm2,故称硬质阳极氧化。
该氧化膜熔点高达2050?,导热系数小于0.16w/m2?k,可使零件承受瞬时高温,并可起绝热作用.经实践证明,用直流电源进行阳极氧化可以得到优质氧化膜。
鉴于氧化膜具有较强的绝缘性,其形成过程随膜层的增厚而电阻增大,电流减小,因此,应选用经专门设计的可控硅整流电源供电,方可满足工艺要求。
硬质阳极氧化工艺氧化膜生成过程中发生放热反应和氢气排放。
放热致使电解液温度急剧上升而加速氧化膜的溶解,倘若不能及时排除,局部表面会被烧蚀而发白,膜层疏松。
控制与制订溶液温度参数决定着氧化工艺的成败。
氢气的排除不容忽视,否则在氧化过程中将产生气阻,增大电阻,使电压急剧上升而中断氧化过程.因而设计合理而先进的氧化工艺装备也是至关重要的.常规硬质阳极氧化工艺我国活塞行业利用阳极氧化工艺源于80年代初.国外起始于50年代,到60年代后半期氧化膜厚达90µm.维氏硬度HMV400kg/mm2以上,且有专业化、大批量的生产线。
现行的常规氧化工艺为:采用单位溶剂配制电解液;溶液温度在273K以下;非氧化部位涂绝缘漆和整体密封保护;电流密度d<5A/dm2,电压40-90v;k 氧化时间1-l.5h,活塞横卧式装挂在电解槽内。
上述工艺存在如下不足:a.活塞需全密封,装卸活塞需3-5min,且塑制螺栓使用寿命较短;b.导电较易产生接触不良,导致接触部分击穿或烧伤;c.涂绝缘漆比较麻烦,且不易保持很规则的轮廓;d.氧化时间太长,生产率极低,难以实现自动化生产。
快速硬质阳极氧化鉴于常规硬质阳极氧化的不足,我们结合出国考察的经验并参阅相关情报资料,自行设计制造了一条年产l5万只可与机加工生产线同步的半自动活塞阳极氧化生产线,现已批量生产。
(完整word版)阳极氧化工艺操作规程
来料检查
1.1
根据客户提供的加工图纸检测其尺寸是否有误差。
1.2
根据客户提供的外发加工单检查其外观是否有腐蚀、刮伤、撞伤、变形等不良以及数量是否有误差。
1.3
检测时若发现工件品质异常应将工件隔离在不合格品区域，即时与客户取得联系，争求处理方案。
1.4
检测后的合格工件方可继续转给下工位。
2、
上挂
2.1
2.5
不好用的挂具挂钩清理出来，以待维修。
3、
超声波除油
3.1
将工件慢慢挂入槽中，浸泡1-5分钟；工件从槽内取出时，表面应覆盖一层均匀的水膜，并保持不破裂10秒以上；否则继续放入槽内除油。
3.2
每天上班时打捞表面油污。
3.3
入槽时注意防止工件掉缸，掉缸工件应及时捞起，并经QC确认无不良现象后才能继续加工。
3.4
超声波除油温度控制在40-70℃。
4、
水洗
4.1
将工件浸入水Leabharlann 后，再提起工件，上下三次后转下工位；注意防止工件重叠或相碰。
4.2
以后水洗操作均按相同方式处理。
5、
化学抛光
5.1
将工件慢慢挂入槽中，普通氧化的工件浸泡10-30秒，喷砂后的工件浸泡60-90秒。
5.2
入槽时注意防止工件掉缸，掉缸工件应及时捞起，并经QC确认无不良现象后才能继续加工。
13、
包装
13.1
包装人员应戴纱手套和布手套，严禁裸手触摸工件。
13.2
按照客户要求进行包装。
13.3
不可使工件松动；不可装得太满；不可硬塞工件；
13.4
容易因磨擦而变形或擦伤氧化层的工件应做好包装与间隔。
7、
硬质阳极氧化
硬质阳极氧化硬质阳极氧化（HardAnodizing）是一种在硬质材料表面施加阳极电流来生成无机氧化膜来提高表面性能的技术。
它可以在金属材料表面生成一个硬度大于金属本体的无机氧化膜。
因此可以提高金属材料的耐磨性和耐腐蚀性，同时也可以改变金属材料的表面外观。
硬质阳极氧化的原理是在硬质金属表面施加阳极电流，将金属材料的表面电荷重新排序，形成一层硬度较大的无机氧化膜。
它由一个细腻的金属氧化物层和一层由金属氧化物和氧化锌的混合物组成，其中金属氧化物层的硬度高于金属本体，可以有效改善金属材料的耐磨性和耐腐蚀性。
硬质阳极氧化的过程简单而可靠，但是很多参数都影响了最终氧化膜的质量。
主要参数有电流密度、温度、盐度、pH值等。
正确地控制这些参数，才能生成高质量的硬质阳极氧化膜。
硬质阳极氧化技术不仅可以提高金属表面的耐磨性和耐腐蚀性，而且还可以改善表面的光泽度、形状和纹理等方面。
猜测有可能应用到医学、航空航天和精密工具等领域，把金属材料的性能提高到更高水平。
由于硬质阳极氧化可以有效改善硬质金属材料的表面性能，它在航空航天、船舶、电子、通信、汽车和军事领域有广泛的应用。
例如，在航空航天领域可用于制造飞行器的结构件，如燃油元件、发动机涡轮叶片、活塞泵等，而在汽车领域，可以用来制造车身架改善部件的耐磨性和耐腐蚀性，以防止涂装的剥落、和损坏。
硬质阳极氧化技术对硬质金属材料的表面改性有着很大帮助，能够改善金属材料的耐磨性和耐腐蚀性，为各行各业提供可靠的表面保护，提高了工业产品的生产效率，但是由于技术复杂，所以在实际应用中，需要确保电解液中各种参数合理，才能保证硬质阳极氧化膜的质量。
同时，应特别注意氧化电流密度和氧化时间的控制。
硬质阳极氧化技术介绍
硬质氧化的技术介绍一.硬质氧化介绍：硬质氧化全称硬质阳极氧化处理。
阳极氧化是将金属置于电解液中作为阳极，使金属表面形成几十至几百微米的氧化膜的过程，这层氧化膜的形成使金属具有防蚀，耐磨的性能。
硬质阳极氧化膜一般要求厚度为25-150um，大部分硬质阳极氧化膜的厚度为50-80μm；膜厚小于25μm的硬质阳极氧化膜，用于齿键和螺线等使用场合的零部件，耐磨或绝缘用的阳极氧化膜厚度约为50um，在某些特殊工艺条件下，要求生产厚度为125um以上的硬质阳极氧化膜，但是必须注意阳极氧化膜越厚，其外层的显微硬度可以越低，膜层表面的粗糙度增加。
硬质阳极氧化的槽液，一般是硫酸溶液以及硫酸添加有机酸，如草酸、氨基磺酸等。
另外，可通过降低阳极氧化温度或降低硫酸浓度来实现硬质阳极氧化处理。
二．铝合金的硬质阳极氧化处理1.铝是比较活泼的金属，标准电位-1.66v，在空气中能自然形成一层厚度约为0.01～0.1微米的氧化膜，这层氧化膜是非晶态的，薄而多孔，耐蚀性差。
但是，若将铝及其合金置于适当的电解液中，以铝制品为阳极，在外加电流作用下，使其表面生成氧化膜，这种方法称为阳极氧化。
阳极氧化所得的氧化膜与金属晶体结合牢固，因而大大提高了金属及其合金的耐腐蚀能力，并可提高表面的电阻而增强绝缘性能。
经过氧化的铝导线可做电机轴变压器的绕组线圈。
2.通过选用不同类型、不同浓度的电解液，以及控制氧化时的工艺条件，可以获得具有不同性质、厚度约为几十至几百微米的阳极氧化膜，其耐蚀性，耐磨性和装饰性等都有明显改善和提高。
3. 阳极氧化形成的氧化膜为透明，由于金属铝氧化膜具有多孔性，吸附性能强，因而可染上各种鲜艳的色彩。
对于不需要染色的表面孔隙，则要进行封闭处理，使孔隙缩小，防止腐蚀性介质进入孔中引起腐蚀。
对需要染色的工件，通过有机物染色后再封孔即可。
三.铝合金阳极氧化的分类：铝是钝化型金属，与钛、钽、铌等金属一样，表面钝态氧化膜是提供保护的重要因素，因此，阳极氧化是一种非常有效的金属保护手段。
硬质阳极氧化
这有一篇铝质活塞的处理硬质阳极氧化工艺要点铝及其合金在相应的电解液中,在特定的工作条件下,在外加电流的作用下,在阳极上形成氧化膜的过程,称做阳极氧化.活塞合金经氧化反应后生成A12O3氧化膜,该膜硬度很高,维氏显微硬度可达250-500kg/mm2,故称硬质阳极氧化。
该氧化膜熔点高达2050℃,导热系数小于0.16w/m2·k,可使活塞顶部燃烧室承受瞬时高温,并可起绝热作用.经实践证明,用直流电源进行阳极氧化可以得到优质氧化膜。
鉴于氧化膜具有较强的绝缘性,其形成过程随膜层的增厚而电阻增大,电流减小,因此,应选用经专门设计的可控硅整流电源供电,方可满足工艺要求。
硬质阳极氧化工艺氧化膜生成过程中发生放热反应和氢气排放。
放热致使电解液温度急剧上升而加速氧化膜的溶解,倘若不能及时排除,局部表面会被烧蚀而发白,膜层疏松。
控制与制订溶液温度参数决定着氧化工艺的成败。
氢气的排除不容忽视,否则在氧化过程中将产生气阻,增大电阻,使电压急剧上升而中断氧化过程.因而设计合理而先进的氧化工艺装备也是至关重要的.常规硬质阳极氧化工艺我国活塞行业利用阳极氧化工艺源于80年代初.国外起始于50年代,到60年代后半期氧化膜厚达90µm.维氏硬度HMV400kg/mm2以上,且有专业化、大批量的生产线。
现行的常规氧化工艺为:采用单位溶剂配制电解液, 溶液温度在273K以下,非氧化部位涂绝缘漆和整体密封保护电流密度P<5A/dm2,电压40-90v;氧化时间1-l.5h,活塞横卧式装挂在电解槽内。
上述工艺存在如下不足:a.活塞需全密封,装卸活塞需3-5min,且塑制螺栓使用寿命较短;b.导电较易产生接触不良,导致接触部分击穿或烧伤;c.涂绝缘漆比较麻烦,且不易保持很规则的轮廓;d.氧化时间太长,生产率极低,难以实现自动化生产。
快速硬质阳极氧化鉴于常规硬质阳极氧化的不足,我们结合出国考察的经验并参阅相关情报资料,自行设计制造了一条年产l5万只可与机加工生产线同步的半自动活塞阳极氧化生产线,现已批量生产。
硬质阳极氧化工艺流程-概述说明以及解释
硬质阳极氧化工艺流程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容应该包括对硬质阳极氧化的简要介绍，指出该工艺在表面处理领域具有重要意义，并强调其在改善材料性能、增强耐磨性和耐腐蚀性方面的作用。
同时可以提及该工艺在航空航天、汽车制造、电子设备等领域的广泛应用，以及其对产品外观的美化和提升产品价值的作用。
总体来说，概述部分应该突出硬质阳极氧化在工业生产中的重要性和必要性。
1.2 文章结构本文将首先介绍硬质阳极氧化的定义和背景，帮助读者了解这一工艺的基本概念和历史渊源。
接着，我们将详细探讨硬质阳极氧化的工艺流程，包括原料准备、处理步骤、工艺参数等方面的内容。
在第三部分，我们将探讨硬质阳极氧化在不同应用领域中的具体应用情况，从而展示其在工业生产中的重要性和广泛性。
通过对这三个部分的介绍，读者将能够全面了解硬质阳极氧化工艺的起源、技术要点和实际应用，从而更好地理解和运用这一重要的表面处理技术。
1.3 目的本文的目的是介绍硬质阳极氧化工艺流程，探讨其定义、背景和工艺流程。
通过对硬质阳极氧化的应用领域进行分析，展示其在工业生产中的重要性和价值。
最后，总结硬质阳极氧化的重要性，并展望其未来的发展方向，为读者提供一份全面的参考资料，帮助他们更好地了解和应用硬质阳极氧化技术。
2.正文2.1 硬质阳极氧化的定义和背景硬质阳极氧化是一种在金属表面形成致密、均匀、具有一定厚度的氧化膜的表面处理工艺。
这种氧化膜通常采用阳极氧化的方法制备，通过在电解液中施加外电场，在金属表面形成氧化膜。
硬质阳极氧化的主要特点是氧化膜具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，能够有效提高金属表面的耐磨性和耐腐蚀性，同时还具有一定的装饰性。
硬质阳极氧化工艺起源于20世纪初，最初主要用于改善金属表面的耐腐蚀性能。
随着科学技术的不断发展和工艺的不断改进，硬质阳极氧化逐渐应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
在这些领域中，硬质阳极氧化不仅可以增加材料的硬度和耐磨性，延长材料的使用寿命，还可以美化材料表面，提高产品的附加值。
硬质阳极氧化处理
硬质阳极氧化处理181在阳极氧化皮膜中，具有优良皮膜硬度和耐磨性的皮膜叫做硬质阳极氧化皮膜，多用在工业机械上和运动部或流体接触的需要耐磨性和硬度的部分。
我国的硬质铝氧化大概从昭和25年开始在一些研究者和工厂技术人员中尝试，此时还没有关于硬质氧化的明确定义，开始只是按照比普通氧化膜硬的品质式样进行处理的。
然后，随着工业处理方法的确立，品质性能的标准也开始明确。
作为处理对象的铝合金，为了提高机械性能和加工性能添加了多种合金成分，这些合金给硬质氧化造成了一定困难。
本讲中，参照1995年制定今年8月修订的JIS H8603[铝及铝合金的硬质氧化皮膜]对一些必要的事项进行解说，希望对使用硬质氧化产品时有所帮助。
2阳极氧化皮膜由于是铝材本身作阳极得到的，铝合金材料对皮膜的性能救护有很大影响。
硬质氧化的皮膜大多在50?左右，与一般的氧化膜的10?相比更能反映素材的性质，而表现为皮膜性能差异。
在JIS H8603规格中根据素材性质将皮膜分为5类，来表示皮膜性能差异。
表1是最据代表性的硬质皮膜种类。
种类延伸材? 铸造才压铸材 1类 A1080,A1070,A1050,A1100A,A3003,A3 004,A5005,A5N01,A6061,A6063,A6N012类（a） A2011,A2014,A2017,A2024 2类（b）A5052,A5056,A5083,A7075,A7N01 3类（a） AC4C,AC7A ADC5,ADC6 3类（b）AC1B,AC2A,AC3AC3A,ACADC1,ADC3,A4B，AC5A,ACB8A,AC9A DC10,ADC12 注）工业中常用铝合金在JIS规格分类中的归属。
铝合金根据添加的合金分为1000系列～7000系列，根据其特长可以分别使用。
1类合金指能获得良好硬质皮膜的合金。
2类（a）的2000系列以硬铝（2017）和超硬铝（2024）为代表，具有于钢相匹敌的强度，但是为了增强强度添加的铜，作为CuAl对硬质皮膜有影响，无法得到性能良好的皮膜。
阳极硬质氧化
阳极硬质氧化阳极硬质氧化是一种常见的表面处理技术，它可以提高金属材料的耐腐蚀性和硬度，从而延长材料的使用寿命。
在阳极硬质氧化过程中，金属材料被置于电解液中作为阳极，通以直流电，通过阳极氧化的反应，在金属表面形成一层致密的氧化膜。
阳极硬质氧化技术广泛应用于各个领域，特别是在汽车、航空航天、电子、建筑等行业中。
通过阳极硬质氧化处理，可以提高金属表面的硬度，减少磨损，增加耐磨性，从而延长材料的使用寿命。
此外，阳极氧化还可以改善金属材料的耐腐蚀性能，增强其抗氧化、抗酸碱腐蚀的能力。
阳极硬质氧化的过程中，主要涉及两个反应：阳极氧化反应和氧化膜封闭反应。
阳极氧化反应是指金属材料在电解液中受到电流作用下，金属表面的氧化物被还原成金属离子，并与电解液中的氧化剂发生反应生成金属氧化物。
氧化膜封闭反应是指在阳极氧化反应后，通过对氧化膜进行热处理或浸泡在密封液中，使氧化膜进一步增厚和密实，提高其耐腐蚀性和硬度。
阳极硬质氧化的效果主要取决于电解液的成分、电解条件和处理时间等因素。
一般来说，电解液中的主要成分是硫酸、草酸、磷酸等，它们可以提供氧化剂和调节剂，控制氧化膜的形成和性能。
而电解条件包括电流密度、电解温度、电解时间等，它们直接影响氧化膜的厚度和质量。
处理时间的长短也是影响氧化膜性能的重要因素，一般来说，处理时间越长，氧化膜越厚，硬度越高。
在阳极硬质氧化过程中，金属表面形成的氧化膜具有一定的微孔结构，这些微孔可以吸附润滑油脂，减少金属表面的摩擦系数，提高材料的耐磨性能。
此外，氧化膜还可以通过染色、封孔等处理，改变其颜色和表面特性，增加材料的装饰性和美观性。
然而，阳极硬质氧化技术也存在一些问题。
首先，氧化膜的厚度和质量受到电解液成分的影响，不同的材料和工艺条件下，氧化膜的性能可能存在差异。
其次，阳极硬质氧化过程中会产生氢气和氧气等气体，在处理过程中需要采取相应的措施，以防止气体积聚和爆炸危险。
总结而言，阳极硬质氧化是一种常见的表面处理技术，通过电解液中的电流作用，在金属表面形成一层致密的氧化膜，从而提高金属材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
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硬质阳极氧化是一种厚膜阳极氧化法，这是一种铝和铝合金特殊的阳极氧化表面处理工艺。
此种工艺，所制得的阳极氧化膜最大厚度可达250微米左右，在纯铝上能获得1500kg/mm2的显微硬度氧化膜，而在铝合金上则可获得400～600kg/mm2的显微硬度氧化膜。
其硬度值，氧化膜内层大于外层，即阻挡层大于带有孔隙的氧化膜层，因氧化膜内有松孔，可吸附各种润滑剂，增加了减摩能力，氧化膜层导热性很差，其熔点为2050℃，电阻系数较大，经封闭处理（浸绝缘物或石蜡）击穿电压可达2000V，在大气中较高的抗蚀能力，具有很高的耐磨性，也是一种理想的隔热膜层，也有良好的绝缘性，并具有与基体金属结合得很牢固等一系列优点，因此在国防工业和机械零件制造工业上获得及其广泛的应用。
主要应用于要求高耐磨、耐热、绝缘性能好等的铝和铝合金零件上。
如各种作为圆筒的内壁，活塞、汽塞、汽缸、轴承、飞机货舱的地板、滚棒和导轨、水利设备、蒸汽叶轮、适平机、齿轮和缓冲垫等零件。
用硬质氧化工艺来代替传统的镀硬铬镀层，与硬铬工艺相比它具有成本低，膜层结合牢固，镀液，清洗废液处理方便等优点。
但此工艺所得膜层的缺点是膜层厚度较大时，对铝和铝合金的机械疲劳强度指标有所影响。
硬质阳极氧化电解方法很多，例如：硫酸、草酸、丙二醇、磺基水杨酸及其它的无机盐和有机酸等。
所用电源可分为直流、交流和交直流叠加电源等几种，目前广泛应用的有下列两种硬质阳极氧化。
（1）硫酸硬质阳极氧化直流法；（2）草酸硬质阳极氧化交直流重选法。
其中，硫酸法是目前得到较广泛应用的一种硬质氧化法.1 硬质阳极氧化原理铝合金硬质阳极氧化原理，就是在电场的作用下，加速铝合金表面氧化膜的形成即用铅板作阴极，铝合金制作阳极，稀硫酸溶液作电解液，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。
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，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最严重，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温度均匀，以利于获得较高质量的硬质氧化膜。
2 硬质阳极氧化法工艺要求为了得到质量较好的硬质阳极氧化膜，并能保证零件所需要尺寸，必须按下列要求来进行加工.2.1 锐角倒圆被加工零件不允许有锐角、毛刺以及其它各种尖锐的有棱角的地方因为硬质氧化，一般阳极氧化时间均是很长的，而且氧化过程（A1+O2→A12O3+ Q ）本身就是一个放热反应。
又由于一般零件棱角的地方往往又是电流较为集中的部位所以这些部位最易引起零件的局部过热，使零件被烧伤。
因此铝和铝合金所有棱角均应进行倒角处理，并且倒角y 圆半径不应小于0.5毫米.2.2 表面光洁度硬质阳极氧化后，零件表面的光洁度是有所改变的，对于较粗糙的表面来说，经此处理后可以显得比原来平整一些，而对于原始光洁度较高的零件来说，往往经过此种处理后，显示的表面光洁光亮度反而有所降低，降低的幅度在1～2级左右.2.3 零件尺寸的余量因硬质氧化膜的厚度较高，所以如需要进一步加工的铝零件或以后需要装配的零件，应事先留有一定的加工余量，及指定装夹部位。
因硬质阳极氧化时，要改变零件尺寸，故在机械加工时，要事先预测，氧化膜的可能厚度和尺寸公差，而后在确定阳极氧化前的零件实际尺寸，以便处理后，符合规定的公差范围。
一般来说，零件增加的尺寸大致为生成氧化膜厚度的一半左右。
2.4 专用夹具因硬质阳极氧化的零件在氧化过程中，要承受很高的电压和较高的电流，一定要使夹具和零件能保持极良好的接触，否则将因接触不良而造成击穿或烧伤零件接触部位的毛病。
所以要求对不同形状的零件，以及零件氧化后的具体要求来设计和制造专用夹具。
2.5 局部保护如在同一个零件上，既有普通阳极氧化又要有硬质阳极氧化的部位因根据零件的光洁度和精密度来安排具体工序。
通常首先进行普通的阳极氧化，在进行硬质阳极氧化，把不需要进行硬质阳极氧化的表面加以绝缘，绝缘的方法有用喷枪或毛刷，将以配制好硝基胶或过氢乙烯胶涂抹于不需要处理的表面，绝缘层要涂的薄而均匀，每涂一层应在低温下干燥30～60分钟共涂2～4层即可。
3 硬质氧化工艺流程铝零件化学除油（也可用超声波除油）清洗中和清洗硬质阳极氧化处理清洗热水或蒸汽封闭成品4 硫酸法硬质阳极氧化的电解液配方及操作规范（见表1）4.1 工艺配方表 1 名称配方1 配方2 配方3硫酸D=1.84⁄(g⁄L) 200～300 15% 10%温度⁄℃ 0.5～5 20～25 25～100槽端电压⁄V 40～90 25～60L 由40～120L —— -8～10 0 -5～5时间⁄h 2～2.5 2 2搅拌需空气搅拌需空气搅拌需空气搅拌4.2 操作方法（1）首先打开降温设备，将电解液温度降低到工艺所规定的温度范围内，阴极挂铅版，然后把装挂好的零件放置在阳极导电杠上卡紧，零件与零件之间，零件与阴极之间一定要保持较大的距离，绝对不能接触。
打开压缩空气电解液搅拌（注意：压缩空气一定要进行除油处理）。
（2）送以直流电源，开始的电流密度一般为0.5A/dm2,在25分内分5～8次逐步升高到2.5 A/dm2。
以后保持电流密度2.5 A/dm2,均每隔5分钟，调查一次电流开始电压为8～12V，最终电压可根据膜层的厚度和材料不同而定。
（3）在硬质阳极氧化过程中，须经常注意电压和电流表，如发现有电流突然增加，电压下降的现象，这说明零件膜层局部已溶解，应立即关闭电源，检查并取出溶解的零件，其它零件可继续进行氧化处理，电流可一次给足。
4.3 各种因素对氧化膜硬度和生长速度的影响铝和铝合金表面上能否生成优质的硬质氧化膜层，主要取决于电解液的成份浓度，温度，电流密度，及其原材料的成分。
4.3.1 电解液的浓度采用硫酸电解液进行硬质阳极氧化时，一般在10％～30％浓度范围内，浓度低时，氧化膜硬度高，特别是纯铝比较明显，但对铜含量较高的铝合金（CY12）例外。
因为含铜量较高的铝合金易生成CuAl2的化合物，这种化合物在氧化时溶解速度较快，极易烧毁铝零件。
所以一般不适合用低浓度的硫酸电解液，必须在高浓度（H2SO4在 300～400g/L）中进行氧化处理或采用交直流电叠加法处理。
4.3.2 温度对膜层的影响电解液温度对氧化膜的耐磨性影响极大，一般来说，如果温度下降，那么铝和铝合金的阳极氧化膜耐磨性能就增高，这是由于电解液对于膜的溶解速度下降所造成的，为了获得较高硬度的氧化膜。
我们要掌握温度在±2℃范围内进行硬质阳极氧化处理为好。
铝零件汽油洗涤装挂涂绝缘胶洗涤出光清洗室温硬质阳极氧化清洗吹干涂绝缘胶卸挂具封闭成品此工艺所得硬质氧化膜质量；外观，膜层应呈均匀的深黑色，兰黑色或褐色；厚度，膜层约为50µm；硬度：硬膜度HV>3004.4 该工艺具有以下特点（1）该工艺规范较广，包括槽液浓度范围宽，工作温度可以从0～30℃（较宽）允许电流密度由5～15 A/dm2,氧化30～90分，获得的显微硬度可达HV300～500，膜层50µm。
（2）本工艺特别使用于含铜5％以下的各种排号的铝合金。
（3）适用于深盲孔内表面氧化，可得较均匀得氧化膜。
（4）槽液维护方便，虽然苹果酸价格较硫酸高，但不需要冷冻降温设备，相对来讲，生产成本较低的。
5 铝合金磺基室温硬质氧化5.1铝合金磺基室温硬质氧化液组成及其工艺规范（见表2）表 2名称配方1 配方2硫酸 H2SO4（g⁄L） 10～15 15～20磺化蒽 C14H10(ml⁄L) 3.5～5 7～9柠檬酸（g⁄L）—— 40乳酸（g⁄L） 30～40 30～40硼酸（g⁄L） 35～40 ——温度⁄℃ 18～30 5～35阳极电流密度⁄ A/dm2 10～20 15～20时间⁄ min 80～100 901号配方比2号配方便宜，成本低，因硼酸价格比柠檬酸便宜。
在相同温度下（30～32℃），2号配方氧化膜质量比1号好。
1号配方含有硼酸，因硼酸溶解度较小，所以工作温度不能小于15℃，否则要产生大量沉淀。
5.2 磺化蒽的制备与提纯5.2.1 粗蒽的纯化因粗蒽中含有一定量的煤焦油和水分，它们和粗蒽互相渗透混合成块状和粒状而不是粉末状的物质，在磺化前必须除掉。
否则，会影响氧化膜质量。
为确保磺化蒽质量，在粗蒽磺化之前，必须先进行清洗，其方法如下：（1）将煤油和粗蒽混合后放入蒸馏烧瓶内，盖上软木塞，插上回液冷凝管，在甘油浴中回流了30分钟；（2）蒸馏后的上层清液倒入烧杯中冷却至室温，让粗蒽结晶析出沉淀于烧瓶底部；（3）进行过滤，将滤物倒入原蒸馏瓶内，继续回流30分钟；（4）将蒸馏后溶液倒入烧杯中冷却至室温，让粗蒽结晶沉淀，并反复安3),4)工序处理；（5）将第一次清洗过滤的粗蒽倒入蒸馏瓶内，安1)～5)各道工序重复处理；（6）将最后一次清洗过滤的粗蒽放在瓷瓶中晾干。
5.2.2 磺化过程（1）按比例1：1的浓硫酸和纯化过的粗蒽分别称量，然后先放浓硫酸在烧杯中，用玻璃棒搅拌将粗蒽加入浓硫酸中，继续不断搅拌，直到无颗粒的均匀的糊状为止。
（2）在加热50～80℃下不断搅拌，直至浓烟放出，在加热升温至120～150℃，直至混合成液态，并出现小气泡冒出，待冷却后，即成坚硬的深黑色块状体。
（3）加入所需量的去离子水，加热溶解成水溶液（加热温度70～80℃）。
5.2.3 本工艺氧化液成分及其操作条件的影响（1）磺化蒽浓度增加，工作电压也增加，氧化膜硬度也增加，但氧化膜的厚度是随着磺化蒽浓度增加而减少。