什么是铝硬质氧化，影响因素有哪些
铝硬质氧化是一种将铝或者铝合金零件进行氧化后，使得其的产品尺寸发生一定的变化，主要表现在产品的外部尺寸变大，产品的内孔变小，而普通的氧化后的效果则与铝硬质氧化相反。进行铝硬质氧化后，产品的绝缘性和耐磨损性大大的加强了，其表面的硬度效果也得到了改善，所以在机械工业中，某些重要的零件会使用铝硬质氧化的产品来代替。让小编为大家介绍下什么是铝硬质氧化和影响因素有哪些。
铝硬质氧化介绍
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。
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。
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。
铝硬质氧化的影响因素
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。
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。
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。
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。
铝硬质氧化后的产品在许多地方都可以使用到，例如在圆筒活塞作业的机械中，里面的活塞、汽缸、汽塞等零件都是铝硬质氧化后的铝或者是铝合金零件；大型飞机中也有使用到，飞机中的货舱就选用这种耐磨损硬度强的材质做地板；铝硬质氧化产品与镀硬铬镀层相比，成本更低，膜层更加可以牢固的结合，在镀液的过程中会容易一些。以上是小编介绍的关于铝硬质氧化的所有内容。
硬质阳极氧化与普通阳极氧化的区别：
一、铝合金硬质氧化的优势：1、铝合金硬质氧化后表面硬度最高可达HV500左右。2、氧化膜厚度25-250um。3、附着力强，根据硬质氧化所生成的氧化特点：所生成的氧化膜有50%渗透在铝合金内部，50%附着在铝合金表面（双向生长）。4、绝缘性好：击穿电压可达2000V（完善的封孔）。5、耐磨性能好：对于含铜量未超过2%
的铝合金其最大的磨耗指数为3.5mg/1000转。其他所有的合金磨耗指数不应超过1.5mg/1000转。6、无毒：氧化膜和用来生产阳极氧化膜的电化学工艺应对人体无害。因此很多行业为了减轻产品的重量、机械加工的方便、环保低毒等要求，目前有的部分产品中的部份零部件由铝合金硬质氧化来代替不锈钢、电镀硬铬等工艺。
二、硬质阳极氧化和普通阳极氧化的区别：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。
（一）操作条件方面的差异：
1、温度不同：普通氧化18-22℃左右，有添加剂的可以到30℃，温度过高易出现粉
末或裂纹；硬质氧化一般在5℃以下，相对来说温度越低硬质越高。
2、浓度差异：普通氧化一般20%左右；硬质氧化一般在15%或更低。
3、电流/电压差异：普通氧化电流密度一般：1-1.5A/dm2；而硬质氧化：1.55A/dm2；普通氧化电压≤18V，硬质氧化有时高达120V。
（二）膜层性能方面的差异：
1、膜层厚度：普通氧化膜层厚度相对较薄；硬质氧化一般膜层厚度>15μm，过低达不到硬度≥300HV的要求。
2、表面状态：普通氧化表面较光滑，而硬质氧化表面较粗糙（微观，和基体表面粗糙度有关）。
3、孔隙率不同：普通氧化孔隙率高；而硬质氧化孔隙率低。
4、普通氧化基本是透明膜；硬质氧化由于膜厚，为不透明膜。
5、适用场合不同：普通氧化适用于装饰为主；而硬质氧化以功能为主，一般用于耐磨、耐电的场合。
对这些主要的花大钱的物件心里有数，其他就好办些了。
粗浅之见，仅供参考，谢绝回访。
以铝合金硬质氧化工艺要求为例：
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。
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。
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。
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。
5，局部保护
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。
扩展资料：
硬质阳极氧化原理：
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。
5，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
1、反应方式不同
硬质氧化是铝在硫酸溶液里的电解反应。
发黑处理是铝在高温溶液（碱+亚硝酸氨+水）条件下的化学反应。
2、目的不同
硬质氧化主要目的是，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。
发黑处理是使金属表面产生一层氧化膜，以隔绝空气，达到防锈目的。
3、适用范围不同
硬质氧化既适用于变形铝合金，也可用于压铸造铝合金零部件。
发黑处理适用于对外观要求不高的零部件。
4、温度不同
硬质氧化的电解液在-10℃～+5℃左右的温度下电解 。
发黑处理所需温度的温度较大，大概在135～155℃之间。
参考资料来源：百度百科--硬质氧化
参考资料来源：百度百科--发黑处理
A2017为Al-Cu-Mg系铝合金，强度高，有一定的耐热性，可用作150°C以下的工作零件。温度高于125°C，A2017合金的强度比A7075合金的还高。热状态、退火和新淬火状态下成形性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护焊接时易产生裂纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。广泛用于飞机结构、铆钉、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件。
A2024铝合金属Al-Cu-Mg系铝合金，主要特征及应用范围：这是一种高强度硬铝，可进行热处理强化，在淬火和刚淬火状态下塑性中等，点焊焊接良好，用气焊时有形成晶间裂纹的倾向，合金在淬火和冷作硬化后其可切削性能尚好，退火后可切削性低：抗腐蚀性不高，常采用阳极氧化处理与涂漆方法或表面加包铝层以提高其抗腐蚀能力。用途主要用于制作各种高负荷的零件和构件（但不包括冲压件锻件）如飞机上的骨架零件，蒙皮，隔框，翼肋，翼梁，铆钉等150℃以下工作零件。
铝硬质氧化是一种将铝或者铝合金零件进行氧化后，使得其的产品尺寸发生一定的变化，主要表现在产品的外部尺寸变大，产品的内孔变小。
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。
2、铝氧化层主要成分是氧化铝，具有较高的硬度，能够抵抗很强的深度氧化，保护铝材本身不再被风蚀氧化，有较高的耐用性。
