铝及铝合金的阳极氧化就是在适当的电解液中,以铝或铝合金的工件为阳极,以铅或纯铝为阴极,在外加电流的作用下生成氧化膜的过程。一般来说,铝及其合金阳极氧化按其用途可分为装饰性阳极氧化和功能性阳极氧化。装饰性阳极氧化膜膜层均匀,色泽一致；功能性阳极氧化膜具有各种特殊的性能。硬质阳极氧化就属于功能性阳极氧化。铝合金经硬质氧化后,得到的氧化膜厚度大,硬度高,耐磨性好,耐高温,并且具有优良的电绝缘性和耐蚀性。但是硬质氧化膜一般呈灰黑色到黑色,装饰效果较差,影响其使用。本研究通过对铝合金进行机械砂面和化学抛光等特殊预处理,以氧化膜的厚度、显微硬度、色泽及均匀性等为指标,通过正交试验优化得出了装饰性硬质阳极氧化膜的最佳工艺条件：电流密度为1.5A·dm-2,硫酸浓度150g/L,氧化温度为4℃,阳极氧化时间为90min。由均值与极差分析可知,在最佳工艺下氧化膜的显微硬度≥310HV,厚度≥18μm；各因素对膜厚与显微硬度的影响次序依次为电流密度、氧化时间、硫酸浓度、氧化温度。对最佳氧化工艺进行了验证,该工艺下生成的氧化膜呈深灰色；膜层连续、均匀；无色差；表面无缺陷。厚度为19.3μm,硬度为328HV,符合技术要求和均值分析。其硬度与厚度远优于普通阳极氧化膜及未添加有机酸生成的氧化膜。有机酸添加剂可以提高氧化膜生长速度,增加氧化膜厚度,改善膜层的质量,使其更加均匀致密。对不同类型的氧化膜进行了极化曲线、CASS试验等耐蚀性测试。测试结果基本一致：装饰性硬质阳极氧化膜的耐蚀性明显优于普通阳极氧化膜及未经氧化的铝合金,防护能力优良。氧化膜的耐蚀性随氧化时间的延长先提高后降低,随氧化温度的升高而下降。通过SEM分析可知,硬质装饰性阳极氧化膜致密、均匀,膜孔相对较小；普通氧化膜的膜孔较大,均匀性也较差。随着时间的延长,氧化膜的孔径变大,数量增多,溶液对氧化膜的侵蚀作用先减弱后增强。随氧化温度的升高,氧化膜膜孔的孔径变大,孔洞数量减少,越容易受到溶液的侵蚀。由划痕试验可知,装饰性阳极氧化膜的结合强度较大。时间对氧化膜的结合强度影响不大。随着氧化温度升高,氧化膜的结合强度下降。