硬质氧化 是铝合金阳极氧化中比较特殊的一类电化学成膜方法，在铝表面处理工艺中占据比较重要的地位。硬质氧化的技术指标有两个，一是氧化膜层较厚，普遍在25μm以上；二是氧化膜横截面显微硬度在350HV以上。虽然硬度和氧化膜厚度都有所提高，但是氧化工艺与普通阳极工艺并没有本质区别。下面我们就来讲讲硬质阳极氧化工艺的这两个技术指标。
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耐热性及电绝缘性等。硬质阳极氧化膜一般以机械工程应用或军事应用为目的，其厚度可达几十微米甚至上百微米。于是，很多人会将膜厚度当做区分硬质阳极氧化和普通阳极氧化的方式。
实际上，通过上述方法来区分并不恰当，除膜厚度有差别外，还与横截面的测量位置有关。硬质氧化膜横截面显微硬度在350HV以上。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，但是在具体工艺措施方面仍然存在一些不同的侧重之处，其考虑的出发点主要在于在阳极氧化处理过程中，设法降低氧化膜的溶解性，主要有以下几个工艺措施；
- 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% H2SO4左右；而硬质阳极氧化的槽液浓度一般低于15%；
- 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，尤其对于高铜铝合金或高硅铸造铝合金，普通直流阳极氧化很难进行；
- 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，例如日本较多采用草酸溶液阳极氧化；
- 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°C左右，而硬质阳极氧化的温度一般在 5°C以下。一般来说，阳极氧化的槽液温度越低，生成阳极氧化膜的硬度越高；
- 硬质阳极氧化的外加电流/电压较高。普通硫酸阳极氧化的电流密度一般为1.0~1.5 A/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 ~5 A/dm2，电压在25V以上，最高甚至可能达到100V；
- 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，不必强调如此操作。正因为硬质阳极氧化处理需要较大电流密度和较长的时间，因此相应的能耗必然比较高。
因此硬质阳极氧化膜与普通阳极氧化膜比较，一般硬质阳极氧化膜较厚、硬度较高、耐磨性较好、孔隙率较低、耐击穿电压较高，但表面平整性可能显得稍微差一些。不过，硬质阳极氧化处理可以做到控制膜的厚度和尺寸精度，许多铝合金零部件在处理后可直接装配使用。因此硬质阳极氧化技术已经广泛应用于航空、航天、船舰、汽车、摩托车、电子、仪表、纺织机械和家用电器等工业领域。
