东莞硬质氧化（即硬质阳极氧化，生成厚度 10-150μm、硬度≥300HV 的 Al₂O₃氧化膜）加工中，表面平整度直接影响产品功能（如精密配合件的间隙控制）与外观，需从 “前处理控制、氧化工艺优化、后处理保障” 三个核心环节系统性管控，避免因基材缺陷、工艺波动导致氧化膜不平整。以下是具体实施要点：
一、前处理：消除基材隐患，为平整氧化膜打基础
硬质氧化的表面平整度 “始于基材”，若铝材基材本身存在划痕、变形、微观缺陷，氧化后缺陷会被放大（氧化膜会复制基材表面形貌），因此前处理需重点解决 “基材平整性” 与 “表面洁净度” 问题：
1. 基材选型与预处理：从源头控制平整度
选对铝材型号：优先选择 “高纯度、低杂质” 的铝材（如 6061、7075 铝合金），避免含过多硅、铁杂质（杂质会导致氧化膜局部生长不均，出现 “斑点凸起”）；对平整度要求极高的场景（如精密模具、光学部件），需选用 “均质化处理铝材”（通过高温均质化消除内部应力，避免氧化后基材变形）。
基材校平：消除宏观变形：
若基材为板材 / 型材，需先通过 “精密校平机”（如辊式校平机）校平，确保基材平面度误差≤0.1mm/m（可通过百分表或平面度仪检测）；
若基材为冲压件 / 铸件，需检查是否有 “冲压变形”（如边缘翘曲）或 “铸造缩孔”，变形件需通过 “低温整形”（≤120℃，避免高温导致基材软化）修正，缩孔需用 “铝合金专用腻子” 填补（仅适用于非精密面，精密面需返工重制）。
2. 表面抛光：消除微观缺陷，提升基材光洁度
硬质氧化膜的平整度与基材表面粗糙度直接相关（基材粗糙度 Ra≤0.2μm 时，氧化后 Ra 通常≤0.5μm），需通过 “梯度抛光” 消除划痕、毛刺等微观缺陷：
粗抛（去瑕疵）：用 800-1200 目砂纸（或金刚石砂轮）打磨，去除基材表面的冲压痕、切割毛刺、深度＞0.05mm 的划痕，确保表面无明显凹凸；
精抛（提光洁度）：用 1500-2000 目细砂纸（或羊毛轮 + 铝合金专用抛光膏）抛光，使基材表面粗糙度 Ra≤0.2μm（用粗糙度仪检测），且无 “抛光痕”（如交叉纹路、局部光泽不均）；
关键注意：抛光时需 “单向匀速打磨”（沿基材轧制方向），避免来回搓磨产生新划痕；抛光后用 “无水乙醇” 彻底清洁，去除抛光膏残留（残留会导致氧化时局部膜层生长受阻，出现凹陷）。
3. 脱脂与酸洗：确保表面洁净，无杂质干扰
脱脂：用 “碱性脱脂剂（如氢氧化钠溶液，浓度 5%-8%，温度 50-60℃）” 浸泡 5-10 分钟，去除基材表面的油污、指纹（油污会导致氧化膜 “局部无膜” 或 “膜层变薄”，出现凹陷），脱脂后用去离子水冲洗 3 次，避免残留碱液；
酸洗：用 “硝酸溶液（浓度 10%-15%，常温）” 浸泡 1-2 分钟，去除脱脂后基材表面的氧化膜（自然氧化膜会影响硬质氧化膜的结合力与平整度），酸洗后立即用去离子水冲洗至 pH=7（用 pH 试纸检测），避免酸液残留导致基材腐蚀（出现 “麻点”）。
二、氧化工艺：精准控制参数，避免膜层生长不均
硬质氧化膜的生长是 “电化学溶解与氧化同步进行” 的过程，若工艺参数（温度、电流、电解液浓度）波动，会导致膜层 “局部生长过快 / 过慢”，出现凸起、凹陷或波纹，需重点管控以下参数：
1. 电解液控制：确保成分均匀，无局部浓度差
电解液配方：优先采用 “硫酸 - 草酸混合电解液”（硫酸浓度 15%-20%，草酸浓度 2%-3%），相比纯硫酸电解液，混合液能减缓膜层溶解速度，减少 “膜层孔隙不均” 导致的表面凹凸；
电解液循环与过滤：
配备 “强力搅拌系统”（搅拌速度 300-500r/min），确保电解液在槽内无死角（避免工件局部区域电解液浓度过低，导致膜层生长缓慢）；
每 2 小时通过 “5μm 精密过滤器” 过滤电解液，去除其中的铝粉（氧化过程中基材溶解产生的铝粉会附着在工件表面，导致膜层凸起）。
2. 温度控制：低温稳定，避免膜层 “热溶解”
硬质氧化需在 “低温环境” 下进行（膜层在高温下易被电解液溶解，导致表面粗糙），温度控制精度直接影响平整度：
槽液温度：严格控制在 - 5℃~5℃（通过 “低温冷冻机组” 实现，制冷功率需匹配槽体容积，确保温差≤±1℃）；
工件温度：氧化过程中工件会因电解反应发热，需通过 “工件夹具导热”（夹具采用铜或铝合金材质，增强散热）或 “压缩空气吹冷”（针对大型工件），避免工件局部温度超过 10℃（局部高温会导致膜层溶解加快，出现 “凹陷斑”）。
3. 电流与电压控制：平稳升压，避免局部电流集中
电流密度：采用 “低电流密度启动，逐步升压” 模式（初始电流密度 1-2A/dm²，5 分钟后逐步升至 3-5A/dm²），避免初始高电流导致工件边缘、尖角 “电流集中”（电流集中区域膜层生长过快，出现 “边缘凸起”）；
电压控制：氧化过程中电压需稳定在 15-25V（根据膜厚需求调整，膜越厚电压越高），电压波动≤±0.5V（通过 “稳压电源” 实现），电压骤升骤降会导致膜层生长节奏紊乱，出现 “波纹状不平整”。
4. 工件装夹与摆放：确保电解均匀，无遮挡
装夹方式：采用 “多点导电夹具”（如铜制弹片夹具，每个工件至少 2 个导电点），确保工件与夹具接触良好（接触不良会导致局部电流不足，膜层变薄凹陷）；避免用 “单点夹紧”（易导致工件晃动，局部与电解液接触不均）。
工件摆放：工件在槽内需 “均匀分布，无重叠”（间距≥50mm），避免工件之间 “相互遮挡”（遮挡区域电解液流通不畅，膜层生长缓慢，出现 “阴影区凹陷”）；大型工件需采用 “垂直悬挂”（避免水平放置导致局部积液，膜层溶解不均）。
三、后处理：修复微小瑕疵，巩固平整度
硬质氧化后若存在轻微不平整（如微小凸起、孔隙），需通过后处理优化，同时避免引入新缺陷：
1. 冷水冲洗与中和：去除残留电解液，避免腐蚀
立即冲洗：氧化完成后，工件需在 30 秒内转入 “去离子水冲洗槽”（水温≤10℃），冲洗时间≥5 分钟，彻底去除表面残留的硫酸电解液（残留电解液会持续腐蚀膜层，导致表面出现 “麻点”）；
中和处理：冲洗后用 “弱碱性溶液（如碳酸钠溶液，浓度 2%-3%，常温）” 浸泡 2-3 分钟，中和残留的酸性物质，中和后再用去离子水冲洗至 pH=7，避免中和剂残留。
2. 封闭处理：填补微孔，提升表面光洁度
硬质氧化膜存在 “微孔”（孔径 0.1-0.5μm），封闭处理可填补微孔，提升表面平整度与致密性：
封闭工艺：采用 “高温水封闭”（95-100℃去离子水浸泡 20-30 分钟）或 “镍盐封闭”（镍盐浓度 0.5%-1%，温度 80-90℃），封闭过程中需 “轻微搅拌”（确保封闭剂均匀渗透，避免局部微孔未填补导致的 “点状凹陷”）；
注意事项：封闭时间需匹配膜厚（膜越厚封闭时间越长），避免封闭不足（微孔未填满，表面粗糙）或封闭过度（膜层表面析出过多盐类，出现 “白色斑点”）。
3. 精密研磨（可选）：针对高要求场景
若对平整度要求极高（如精密导轨、密封面，平面度误差≤0.05mm/m），需进行 “精密研磨”：
研磨工具：采用 “金刚石研磨膏（粒度 W5-W10，对应粒径 5-10μm）” 配合 “铸铁研磨盘”（平面度误差≤0.005mm）；
研磨方式：“低速圆周研磨”（研磨盘转速 30-50r/min），压力控制在 0.1-0.2MPa（压力过大会导致膜层磨损不均，出现凹陷）；研磨后用无水乙醇清洁，去除研磨膏残留。
四、关键检测：实时监控平整度，及时调整工艺
在各环节需通过 “精准检测” 验证平整度，避免不合格品流入下工序：
基材平整度检测：用 “激光平面度仪”（精度 ±0.001mm）检测校平后的基材，确保平面度误差≤0.1mm/m；
氧化中检测：每 30 分钟抽样取出 1 件工件，用 “表面粗糙度仪”（检测 Ra 值，需≤0.8μm）和 “千分尺”（检测膜厚均匀性，膜厚差≤±5%），若发现异常（如 Ra 超标），立即调整温度或电流；
成品检测：用 “干涉显微镜”（观察微观平整度，无明显凸起、凹陷）或 “塞尺”（检测精密配合面的间隙，间隙≤0.01mm），确保满足使用要求。
