3xxx系列铝合金在热交换器中得到广泛应用,部分取代了传统的热交换材料,如不锈钢、铜合金等,因其强度高、导热性好、耐腐蚀性好、成形性好。人们已经认识到,铝合金的耐蚀性主要依赖于其表面的氧化膜层。为了提高3003铝合金硬质阳极氧化膜的各项性能,本文首先采用低温硬质阳极氧化的方法对3003铝合金进行阳极氧化,采用涡流测厚仪、显微硬度计、金相显微镜、扫描电镜（SEM）以及电化学工作站对氧化膜的微观结构、以及厚度、硬度和耐腐蚀性能进行了表征。系统考察了阳极氧化工艺参数（氧化温度、电流密度、氧化时间、硫酸电解液浓度等）对硬质氧化膜的厚度、硬度、耐蚀性和微观形貌的影响,以得到3003铝合金低温硫酸硬质阳极氧化的最佳工艺参数。由正交试验和单因素实验分析得到,四个因素对氧化膜厚度的影响次序为电流密度＞氧化时间＞氧化温度＞硫酸浓度,对氧化膜硬度的影响次序为氧化温度＞电流密度＞氧化时间＞硫酸浓度,实验结果表明3003铝合金低温硬质阳极氧化的最佳氧化工艺参数为:电流密度2.5 A/dm~2,氧化时间60 min,氧化温度0℃,硫酸浓度180 g/L,封孔时间30 min。在最佳工艺参数条件下得到氧化膜表面均一、致密,其厚度最大可达40.05μm,硬度最大可达394.9 HV,且氧化膜耐腐蚀性能最佳(Ecorr=-0.580V,Icorr=9.966E-9 A/cm~2)。在不影响氧化膜性能的基础上,为了节约能耗,达到室温阳极氧化的目的,在单一硫酸电解液的基础上,引入草酸和稀土铈元素,考察了不同的草酸添加量及草酸在氧化过程中对氧化膜结构和性能的影响。最后比较了稀土铈元素在不同添加过程中（即氧化电解液,或封孔液）对氧化膜结构及性能的影响。在氧化温度提升到15℃时,最佳草酸添加量为5 g/L,此时得到的氧化膜孔径小,孔隙率高,表面平整,耐腐性好。稀土铈元素对氧化膜的厚度影响不大,但对氧化膜形貌结构,耐腐蚀性有显著的影响。通过SEM及EDS分析可得,Ce元素在氧化膜中并不存在,说明铈元素只是改变了氧化膜的结构,使氧化膜的多孔层孔径变小,孔隙率高,从而使得氧化膜的硬度及耐腐蚀性提高。