硬質氧化膜的生成機理，與普通硫酸陽極氧化相同，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，使膜的生成速度遠大于溶解速度，使膜層結構發(fā)生變化，構成了硬質氧化膜生長過程的新特點。硬質氧化膜也是雙層結構，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%，硬質膜基組雜亂無章互相干擾，出現一種特殊的棱柱狀。導致膜內應力大，甚至引起開裂，合金元素和電解分解產物在膜壁中的殘留。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，對硬質氧化有較大的影響，它影響氧化膜的均勻性和完整性，鋁銅、鋁硅。鋁猛合金，作硬質氧化比較因難。

       硬質氧化處理各種特性及技術說明：

      1.特性：硬質氧化是一種電化學處理方式，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、機械加工容易、低成本的特性，廣泛應用于各種工業(yè)及軍事用途上，此值我國工業(yè)升級之際，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 。硬度之最低標準為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 負載，鋁合金硬化處理之耐磨性遠優(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，對于較精細公差及特殊厚度要求，需于圖面上特別注明。

      5．抗蝕性：經封孔，鹽霧試驗（ASTM117規(guī)格）超過5000小時無腐蝕現象發(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：膜層熔點達2050度C，短時間可保護鋁材在高溫中免受損害。

      10.低摩擦系數：磨光后的表面，摩控系數可低至0.095，因此各種軍械及民用裝備滑軌，均應用此技術。

       11.氧化膜的結合力：硬質氧化膜的形式是有一半的膜在鋁的內部一半長出來，與鋁基體金屬的結合力很強，很難用機械方法將它們分離，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合。

       12.氧化膜結構的多孔性：氧化膜具有多孔的蜂窩狀結構，可使膜層對各種有機物、樹脂、無機物、染料及油漆等表現出良好的吸附能力，可作為涂鍍層的底層，也可將氧化膜染成各種不同的顏色（硬質氧化膜，只可染黑色）提高金屬的裝飾效果。

       制作硬質氧化注意事項：

       1.制品上所有棱角應倒成直徑不小于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,螺紋孔,定位銷孔用塑料或膠皮堵塞.

       3.制品經硬質氧化后,尺寸增加約為膜厚的一半(單邊)所以對尺寸要求嚴格的制品,應根據膜厚確定其陽極氧化前的尺寸余量 .

       4.氧化膜與基體結合牢固，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。達到一定厚度的硬質膜會使鋁合金的疲勞強度有較大的降低，尤其是高強度鋁合金，故對承受疲勞荷重零件，進行硬質氧化應十分慎重。