关于铝阳极氧化膜的硬度测量方法及注意事项

1.硬度试验方法

常用的压痕法测量金属材料硬度的试验方法有布氏硬度试验、洛氏硬度试验和维氏硬度试验。简单的划痕硬度测试方法包括莫氏硬度测试和焦耳硬度测试。在这些测试方法中，常采用适用于硬质材料且测试值几乎不受测试力影响的维氏硬度测试来确定铝阳极氧化膜的硬度。此外，划痕硬度试验常被用作判断硬度的初步方法。

2.维氏硬度试验

在维氏硬度试验中，将方形圆锥金刚石压头以相对面之间成136角压入试件表面，保持一定时间，然后去除试验载荷，对角线长度为测量压痕。测试力计算硬度。铝阳极氧化膜硬度试验一般采用的试验力为0.098~0.49N，在试验力分级范围内称为维氏显微硬度试验。维氏硬度(HV)=模量 试验力 压痕表面积

3.铝阳极氧化膜的维氏显微硬度试验

在测量阳极氧化铝膜的硬度时，有两种方法：阳极氧化膜表面硬度的测量和阳极氧化膜横截面硬度的测量。一般来说，测量横截面硬度的方法使用阳极氧化膜。由于铝阳极氧化膜的透光性，从表面测量压痕并不清晰，而且还受阳极氧化膜表面粗糙度的影响，压痕的形状容易变形。如果阳极氧化膜很薄或磨损，则其周围会出现裂缝。例如，在测量阳极氧化膜的横截面时，硬质阳极氧化膜的标准JISH8603-1999 规定，应根据阳极氧化膜横截面的中间位置进行测量。这是因为靠近阳极氧化膜表面的一侧倾向于较软，而靠近基板的一侧倾向于较硬。以钢材为例，压痕中心到试样边缘的距离必须至少为压痕对角线长度的2.5倍。另一方面，由于阳极氧化铝膜对压痕周边的影响很小，因此即使小于对角线长度的2.5倍也没有问题。但是，如果阳极氧化膜中的这个距离等于对角线长度，则应特别注意阳极氧化表面上造成裂纹的压痕角的位置。此外，压痕的深度约为对角线长度的1/7，一般情况下，测量对象的厚度至少应为该值的10 倍。价值很小。在上述JIS H8603-1999中，纯铝合金阳极氧化膜的精细硬度为400HV0.05以上时，归为硬质阳极氧化膜，压痕对角线长度约为15.2m。 50m的硬质阳极氧化膜占厚度的1/3，压痕中心到氧化膜表面或基体的距离约为压痕对角线长度的1.5倍，压痕深度约为2m。

4.铝阳极氧化膜的维氏显微硬度测量的注意点

(1)铝阳极氧化后的硬度变化铝阳极氧化膜的硬度随着阳极氧化后的干燥温度和时间而变化，阳极氧化膜一般受热硬化。因此，在制作测定用试验片时，即使封装热固性树脂也会产生同样的现象，因此优选将其封装在常温固化性树脂中。一般水合封孔处理过的铝阳极氧化膜的硬度变硬，受热硬化倾向往往没有明确界定。 (2)铝阳极氧化膜的透明度由于铝阳极氧化膜是透明膜，用肉眼很难清楚地确定压痕的边界，需要一定的技巧。用一些有机酸制备的阳极氧化膜的透明度要强于硫酸阳极氧化膜，整体压痕变得不清晰。在这种情况下，可以采用预染色阳极氧化膜或在表面真空镀一层薄金属层等方法，但这会改变阳极氧化膜的性能，真空镀膜也会影响硬度。有必要确定其影响的程度(3)金属间化合物金属间化合物分散或分布在阳极氧化膜中或以孔的形式存在，这取决于铝基体的材料或电解处理条件。在测量这种阳极氧化膜的硬度时，重要的是事先考虑将测量哪个部分。

5.硬度和耐磨耗性

众所周知，硬质阳极氧化膜的定义是“比传统方法生产的阳极氧化膜更硬、更耐磨”。当用作耐磨性的标准时。耐磨性测试受试样形状的限制，可以改用形状限制较小的硬度测试方法。如上所述，阳极氧化膜在加热后趋于硬化，但相反，还发现耐磨性差。在正常的水封处理中，即使硬度没有明显变化，耐磨性也会显着降低。由此可见，硬度与耐磨性无关，当以硬度作为耐磨性的标准时，需要充分考虑试样的加工和生产过程。

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