硬质氧化作为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。作为硬质氧化的技术指标，一个是氧化膜层较厚，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。
一、主要的工艺区别在以下几个方面：
①硬质氧化的槽温很低，建议在0℃左右，这就需要强大的冷冻机和搅拌循环装置。越低的温度造就越硬的氧化膜质量。
②硬质氧化的硫酸浓度较低，建议在130g/L左右，铝离子含量控制在5~10g/L范围较好。
③硬质氧化的电流密度较高、电压较大。建议电压在30V以上、电流密度在2.5A/dm2以上，具体电参数需要配合槽温、硫酸浓度、合金材质等综合确定。
④采用脉冲电源或者特殊波形电源，升压阶段采取逐步递增加压的方式，一方面避免材料在过高电压下烧毁，另一方面也能促进氧化膜按照正常方式生长。
⑤硬质氧化也可以在槽液中添加一些有机酸。有机酸能够提高氧化膜的硬度以及韧性，也有直接使用有机酸溶液来做氧化工艺，用于一些特殊场合零部件氧化。
二、不同铝合金系列硬质氧化的特点：
①1系纯铝合金，最容易硬质阳极氧化并且得到高绝缘性、高硬度的氧化膜。
②2系铝-铜合金，硬质氧化比较困难。主要是含有富铜的金属间化合物，在氧化过程中优先溶解，从而导致氧化膜不连续、或者针孔状缺陷。解决的方案一般是采用交直流叠加或者脉冲电源、改变电解液成分和电参数等来避免2系合金的硬氧缺陷。
③5系铝-镁合金，硬质氧化的技术难度一般，膜层硬度稍差于6系合金，并且存在烧伤、膜厚过度等问题。
④6系铝-镁-硅合金，硬质氧化的难度一般，属于比较容易得到高质量氧化膜层的合金，其中对膜层质量起到比较大的反作用成分一般都是由铜、铁引起的。
⑤7系铝-锌合金，硬氧难度较大，存在诸如针孔等氧化缺陷，膜层硬度与耐磨性也要稍差于6系合金。
通常，从硬氧的成膜效率和氧化膜质量来看，从优到差的排序为
1系→5系→3系→6系→7系→2系
三、硫酸溶液的硬质氧化工艺与参数
游离硫酸浓度：100~150g/L
铝离子含量：1~5g/L
氧化槽液温度：（0±2）℃
电流密度：（3.5±0.5）A/dm2
氧化时间：60~120min
槽液搅拌：槽液强循环搅拌
阳极氧化膜厚度：50~100μm
封孔处理：一般可不进行封闭处理，但是当需要进行封闭处理时，不建议使用中温、中高温、高温镍（无镍）封闭或者纯水沸水封闭。建议使用常温有镍或者常温无镍封闭，这样既增强了氧化膜的耐腐蚀性、也不会导致氧化膜耐磨性降低。
四、硬质阳极氧化膜的性能概述
①外观与颜色
通常硬质氧化膜比较粗糙，有微裂纹，且膜层颜色与铝合金种类与膜层厚度息息相关，总体上是不透明浅灰到深灰色之间过度。
②膜厚
硬质氧化膜厚度普遍在50微米以上，氧化膜厚度越大，外观缺陷越多，裂纹越多，膜厚均匀性、连续性就越差。
③硬度
硬质氧化膜硬度取决于合金成分与硬氧工艺，显微硬度数值甚至与膜的横截面与基体的相对位置有关，越靠近基体的显微硬度值越高。国标中关于维氏显微硬度合格值的规定，2系合金需要250HV，其他除2系的变形铝合金400HV，高镁（mg≥2%）5系与7系需要300HV。
④耐磨性
耐磨性一般在未封闭的氧化膜上进行，因为高温封闭后，耐磨性会降低50%左右。硬氧的氧化膜耐磨性通常比普氧的提高1~2倍（2系合金除外）。
⑤电绝缘性
阳极氧化膜都是非导电性的，硬质阳极氧化膜的击穿电压甚至达到1000V以上。如果需要进一步提高击穿电压，那么应该提高硬氧时的外加电压。
⑥抗腐蚀性
硬氧膜的抗腐蚀性一般比常规氧化膜更强，但是硬氧膜更容易出现微裂纹，所以硬氧后经过常温有镍/无镍封闭的往往更耐盐雾试验。同时，硬氧后增加涂层、石蜡、矿物油等也能很好的提高膜层的抗腐蚀性。
⑦耐热性
硬质氧化膜是热耗散的良好“黑体”，热发射性随着氧化膜厚度增加迅速提高，利用这个特性，可以消除加热部件的热斑，应用在部分炊具材料上。
⑧力学性能
硬氧一般不会影响材料的力学性能，但是可能导致材料的延展性和疲劳强度降低，且膜层越厚，影响越大
