铝合金的硬质阳极氧化是以阳极氧化膜的硬度与耐磨性作为首要性能目标的阳极氧化技术,硬质阳极氧化膜厚度可达几十微米甚至上百微米。硬质阳极氧化技术除了明显提高铝材的表面硬度和耐磨性以外,同时也提高了耐腐蚀性、耐热性及电绝缘性等。
硬质阳极氧化与普通阳极氧化的原理、设备、工艺和检测各方面没有本质差别,但是在具体工艺还有一些不同的:
1、硬质阳极氧化的槽液浓度较低。以硫酸阳极氧化为例,普通阳极氧化的槽液浓度一般在20%左右;而硬质阳极氧化的槽液浓度一般低于15%。
2、硬质阳极氧化的槽液温度较低。普通硫酸阳极氧化的槽液温度一般在20℃左右,而硬质阳极氧化的温度一般在5℃以下。一般而言,阳极氧化的槽液温度越低,生成阳极氧化膜的硬度越高。
3、硬质阳极氧化的硫酸槽液中添加有机酸。在硫酸槽液中添加草酸、酒石酸等阳极氧化,甚至直接采用有机酸阳极氧化以提高膜的硬度。
4、硬质阳极氧化的电流电压较高。普通硫酸阳极氧化的电流密度一般为1.0~1.5A/dm2,电压一般在18V以下;而硬质阳极氧化的电流密度一般为2~5A/dm2,电压在25V以上,最高甚至可能达到100V。
5、采用脉冲电源或特殊波形电源。硬质阳极氧化在某些情形下可能需要采用不同波形的脉冲电源。
6、硬质阳极氧化外加电压宜采用逐步递增电压的操作方法。由于硬质阳极氧化的操作电压比较高,升高电压的时间需要长一些,而普通阳极氧化电压较低。