铝阳极氧化能达到多少硬度

铝氧化膜的硬度与诸多因素有关，如铝材基体材料成分，铝氧化工艺条件等。同基体不同工艺得到的膜层硬度也有差异，硬质氧化工艺更明显。但一般来说，铝阳极氧化膜的硬度比铝基体高得多，基体的硬度为 HV100左右，普通阳极氧化膜的硬度约HV300左右，而硬质阳极氧化膜可达到HV500左右。

1、介质温度，其它条件同等的情况下，氧化温度越低，硬度越高，4度左右最佳；

2、电流密度越大，氧化膜越厚，制品表面越硬，耐磨，但过高膜硬度又下降；

3、氧化膜随氧化时间增长而增厚，但太长，膜疏松多孔而膜硬度下降；

4、氧化介质，硫酸氧化介质比其它介质氧化的膜硬度要高；

但是铝合金表面硬度低，不耐磨，其应用范围受到一定限制，对铝合金进行硬质阳极氧化（阳极硬化）处理，可以获得与基体结合力好、具有一定厚度的膜层，能使用在铝制传动花键、轴承安装位置、螺纹紧固处等部位。（当然规则对某些部位的铝合金件也做了阳极硬化的要求，有人说做了没必要或者做了其他的比如镀硬铬等呵呵，其实阳极硬化的实用性和功能性的优势和必要性还是显而易见的）

根据调研和实验，7系铝合金在做完阳极硬化后，氧化膜厚度可为30μm-50μm，硬度为50-55HRC，可使铝材满足花键要求。（电解液为草酸，直流，电解温度0度以下，氧化颜色为带有金属光泽枯草黄绿色--屎黄色）

能做这项工作的工厂少之又少，这项技术会的技术人员更是稀少，小弟不才，在前辈和队友努力下，找到一家为出口活塞和核电设备做氧化的厂家，最终还是成功做了硬质氧化的铝制花键，其中曲折不多说，说一下具体步骤和注意事项吧。

氧化前的准备：

1，氧化要在完成所有机加工之后成品之前做

2，有条件最好做一下金相分析，确定材料真假，或者让供应商提供成分报告（据本人调研国内南平铝和西南铝还是不错的，货单上会提供这份报告）被某些材料供应商提供的假铝材坑到哭，成分不明确，烧蚀了我第一个做的最完美的加工件（因为不同系列铝材电解液配比不同，而且两种不同系列材料在一电解池中氧化肯定会发生烧蚀）

氧化过程：

1，首先要酸洗，这里要注意，酸洗之前一定要明白之前做没做过放电类的加工，比如说电火花放电加工花键，线切割加工等，如果有加工表面也会形成一层坚硬的氧化膜（是不是氧化铝没研究），酸洗一定要把这层膜腐蚀掉，否则这部分不导电不会被附上氧化膜，但是这样会影响工件的表面光滑度和亮泽，使工件发暗。为了使表面平整光亮，达到德雷克斯勒差速器壳的效果，我用抛光磨片加抛光蜡打磨了一次，但结果却呵呵，后来跟专家了解到，金属加工表面是物理平整，就是凸凹抚平的感 觉，氧化中会使其暴露，想要镜面效果只能通过化学抛光，用硝酸等化学试剂对加工表面处理再去氧化会得到镜面效果，因为这项工艺会对周围环境污染极大，极少有做的，所以处女座的朋友可以试试。

2，注意计算好工件表面积，这会和通电电流有一定比例关系，还有草酸含量也有关，否则会出现上膜慢，膜层较薄等问题，当然也和电解液有一定关系，我这边厂家只能做草酸的

3，电解过程中切勿频繁取出查看膜的厚度，会发生再次放入氧化池不反应的问题

4，注意控制好电流，过大会烧蚀，过小不反应

5，达到膜厚要求后取出后颜色会较重，用水清洗后，光泽十分好，水层干了之后会变暗，应该是正常反应，刚做出来那个亮啊

6，用测膜厚仪器多测几个点，我要求做到50丝硬度50多度（1丝,=0.01毫米=10微米），在因为材料失败过一次之后，第二次完美成功。测硬度，简单点可以用钥匙，钥匙不会在上面留下划痕的，氧化之前则不然。

注意氧化后就尽量不要再加工了，铝花键经过氧化之后更加放心，而且材料用的更极限，体积更小质量更轻，我做的差速器壳总重0.9KG，加上CUSCO差速器一共重2.5KG。

附上7系铝材的物理和化学成分，希望你们做金相实验和分析的时候能用得到

7075铝合金物理特：

性抗拉强度：524Mpa

0.2%屈服强度：455Mpa

伸长率：11%

弹性模量E：71GPa

硬度：150HB

密度：2.81g/cm^3

抗拉强度 σb (MPa)：≥560

伸长应力 σp0.2 (MPa)：≥495

伸长率 δ5 (%)：≥6

7075铝合金化学组成：

硅Si：0.40

铁Fe: 0.50

铜Cu：1.2-2.0

锰Mn：0.30

镁Mg：2.1-2.9

铬Cr：0.18-0.28

锌Zn：5.1-6.1

钛Ti：0.20

铝Al：余量

其他： 单个：0.05 合计：0.15

7050铝合金化学成分：

铝(Al) 余量

铬(Cr)≤0.04

锆(Zr)0.08～0.15

锌(Zn)5.7～6.7

硅(Si)≤0.12

铁(Fe)0.000～0.150

锰(Mn)≤0.10

镁(Mg)1.9～2.6

钛(Ti)≤0.06

铜(Cu)2.0～2.6

（区分2系与7系主要金属看锌和镁，7系之间区分看铜和锌含量）

6063铝合金

T1处理的屈服强度：90MPa，硬度：42HB

T5处理的屈服强度：175MPa，硬度：60HB

T6处理的屈服强度：210MPa，硬度：73HB

T832处理的屈服强度：240MPa，硬度：95HB

10HW对应的强度大致是120MPa，13HW对应的强度大致是270MPa。这个HW对应强度是外推的，所以只能做参考。

2）盐雾实验在 36 小时以上，且能达到 9 级以上CNS 标准。

3）外观不能有碰伤，刮伤，彩云等现象。表面不能有挂点，发黄等不良现象。]

铝件自然氧化，表面会产生白色的氧化铝，不严重时对材质硬度影响不大。严重时（即锈蚀很严重）对材质硬度有影响，主要是整体的强度下降，尤其是铸铝类零件。

硬度可以达到90～120HBW。

如果再提高硬度：

（1）进行硬质阳极氧化，表面硬度可以达到350HV以上；

（2）进行化学镀镍-磷合金，表面硬度达到550HV。

7075的主要合金元素为锌，强度很高，具有良好的机械性能及阳极反应。主要用于制造飞机结构及其他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件，如飞机上、下翼面壁板、桁条等。

扩展资料：

7075材料一般都加入少量铜、铬等合金，该系当中以7075-T651铝合金尤为上品，被誉为铝合金中最优良的产品，强度高、远胜任何软钢。此合金并具有良好机械性及阳极反应。代表用途有航空航天、模具加工、机械设备、工装夹具，特别用于制造飞机结构及其他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构体。

参考资料来源：百度百科-7075铝合

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。