硬質(zhì)氧化膜的生成機(jī)理，與普通硫酸陽(yáng)極氧化相同，但為了獲得厚而硬的膜層，需要采用攝氏0度左右的電解液，和高電壓和大電流的方法，使膜的生成速度遠(yuǎn)大于溶解速度，使膜層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，構(gòu)成了硬質(zhì)氧化膜生長(zhǎng)過程的新特點(diǎn)。硬質(zhì)氧化膜也是雙層結(jié)構(gòu)，其區(qū)別在于比普通氧化膜的阻擋層厚度大10倍，孔壁也如此，這是硬度高的基本原因之一。然而孔隙率比普通氧化膜少7～8倍。只有2%～6%，硬質(zhì)膜基組雜亂無(wú)章互相干擾，出現(xiàn)一種特殊的棱柱狀。導(dǎo)致膜內(nèi)應(yīng)力大，甚至引起開裂，合金元素和電解分解產(chǎn)物在膜壁中的殘留。引起氧化膜的色澤深暗及合金成分不同的顏色不同。合金成分和雜質(zhì)，對(duì)硬質(zhì)氧化有較大的影響，它影響氧化膜的均勻性和完整性，鋁銅、鋁硅。鋁猛合金，作硬質(zhì)氧化比較因難。
硬質(zhì)氧化處理各種特性及技術(shù)說明：
1.特性：硬質(zhì)氧化是一種電化學(xué)處理方式，在純鋁或鋁合金材料上面形成一極硬、耐高溫、耐磨、有高電阻性、耐腐蝕的硬氧化膜。此一極高之表面硬度，配合鋁合金本身輕、機(jī)械加工容易、低成本的特性，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)及軍事用途上，此值我國(guó)工業(yè)升級(jí)之際，更是精密工業(yè)不可或缺的一環(huán)。
2.硬度：指膜層之硬度，膜層厚度（Thickness）指Build up和Penetration兩部份。T=1/2Build up+1/2Penetration 。硬度之最低標(biāo)準(zhǔn)為B.S.5599規(guī)定HRC36以上（約HV350）接近底材部份可超過HRC60(HV700)以上。
3.耐磨性：以Taber Abraser CS-17 1000g 負(fù)載，鋁合金硬化處理之耐磨性遠(yuǎn)優(yōu)于硬鉻電鍍及其它之硬化鋼。
4．尺寸精確：膜層厚度一般為50±5μm ,元件單面尺寸約增加25μm，對(duì)于較精細(xì)公差及特殊厚度要求，需于圖面上特別注明。
5．抗蝕性：經(jīng)封孔，鹽霧試驗(yàn)（ASTM117規(guī)格）超過5000小時(shí)無(wú)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。
6.合金材料適合性：適用于所有鋁合金，包括1000純鋁系（1050、1100）、2000鋁銅系（2014）、3000鋁錳系、5000鋁鎂系。6000鋁鎂矽系（6061、6063）7000鋁鋅系（7050）及鑄造鋁合金514.2、A514.2、518.2、ADC.5 ADC.6 等。
7.耐電壓（Breakdown Voltage）：達(dá)1500VDC以上。
8.高度電阻性：于20度C 為4Ⅹ10.15歐姆cm2/cm,可作為良好之絕緣體。
9.耐熱性：膜層熔點(diǎn)達(dá)2050度C，短時(shí)間可保護(hù)鋁材在高溫中免受損害。
10.低摩擦系數(shù)：磨光后的表面，摩控系數(shù)可低至0.095，因此各種軍械及民用裝備滑軌，均應(yīng)用此技術(shù)。
11.氧化膜的結(jié)合力：硬質(zhì)氧化膜的形式是有一半的膜在鋁的內(nèi)部一半長(zhǎng)出來(lái)，與鋁基體金屬的結(jié)合力很強(qiáng)，很難用機(jī)械方法將它們分離，即使膜層隨基體彎曲直至破裂，膜層與基體金屬仍保持良好的結(jié)合。
12.氧化膜結(jié)構(gòu)的多孔性：氧化膜具有多孔的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，可使膜層對(duì)各種有機(jī)物、樹脂、無(wú)機(jī)物、染料及油漆等表現(xiàn)出良好的吸附能力，可作為涂鍍層的底層，也可將氧化膜染成各種不同的顏色（硬質(zhì)氧化膜，只可染黑色）提高金屬的裝飾效果。
制作硬質(zhì)氧化注意事項(xiàng)：
1.制品上所有棱角應(yīng)倒成直徑不小于0.5mm的圓弧,不允許有銳角及毛刺以避免電流集中造成局部過熱、變脆、斷裂.
2.不要求厚膜部位用過氯乙烯膠等加以保護(hù),螺紋孔,定位銷孔用塑料或膠皮堵塞.
3.制品經(jīng)硬質(zhì)氧化后,尺寸增加約為膜厚的一半(單邊)所以對(duì)尺寸要求嚴(yán)格的制品,應(yīng)根據(jù)膜厚確定其陽(yáng)極氧化前的尺寸余量 .
4.氧化膜與基體結(jié)合牢固，但膜層有脆性，并隨厚度增加和增大，所以不宜用于承受沖擊，彎曲或變形的零件。達(dá)到一定厚度的硬質(zhì)膜會(huì)使鋁合金的疲勞強(qiáng)度有較大的降低，尤其是高強(qiáng)度鋁合金，故對(duì)承受疲勞荷重零件，進(jìn)行硬質(zhì)氧化應(yīng)十分慎重。
