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1.3.3 双向脉冲功能。正负脉冲频率、占空比、正反向输出时间均可独立调节,使用灵活、方便。配合硬铬电镀工艺,可获得不同物理性能的镀层。
1.3.4 直流叠加功能。输出正反向脉冲电流的同时,由同一台电源叠加输出一纯直流成分,更拓宽了脉冲电源的使用范围及用途。
近几年来,国产多功能脉冲电源技术已趋于成熟,其中脉冲波形垂直程度,波形平稳程度、稳定性、抗干扰性等指标达到甚至超过了国外水平。
直流电源波形对电镀质量有突出的影响,例如:高频率定脉宽高频稳压/稳流脉冲电源电镀时会产生特殊效应,这也是普通直流电源电镀无法达到的效果,有些现象还不能用常规电化学理论来加以解释。而直流波形对电镀沉积的影响目前还难以从理论上进行预测,只能通过大量的试验来作相对比较,筛选出适宜的波形。2 电镀电源对电镀工艺的影响
2.1 镀铬
各类电镀工艺中,镀铬是受电源波形影响大的镀种之一。镀铬必须采用低纹波直流电源,否则光亮范围窄,镀层易发花、发灰,这一点已为不少人认同,但实践中仍有因对其认识不足,往往由于纹波系数过大影响套铬质量而束手无策的事时有发生。因此,电镀电源的选择就更显重要。
对于经常使用反向电解的电镀硬铬生产,需要电源极性换向装置。简单的方法是使用手动换向开关。由于电流很大,开关通、断时会形成较大的电火花,开关很容易损坏。将触点浸入变压器油中可以延长使用寿命。可控硅整流器实现换向比较容易,由于是无触点换向,不会产生火花腐蚀。如电流变化不大时,可考虑使用可控硅极换向装置。
电源波形对镀铬的影响较大。而且往往容易被操作者忽视。如某厂小件镀装饰铬,覆盖能力非常差,反复调整镀液中硫酸与铬酐的比值,仍无效。经现场查验,采用1000A老式可控硅整流器,且平均电流仅200A左右,负荷率很低,显然输出纹波系数太大。换接一台双反星形输出的硅整流器,镀铬即转为正常。另有某厂镀铬上午生产正常,
下午即出现装饰铬局部发灰,无法生产,怀疑镀液故障,反复加硫酸、碳酸钡调整一两天,均无法解决。
分析原因,镀液成分不可能突变,怀疑硅整流管有损坏造成波形残缺而增大纹波。
用钳形电流表测定各整流管电流,发现断路2支,更换新管后,故障。
镀微裂纹硬铬,输出纹波过大时,裂纹不细密且分布不均匀。
采用脉冲电镀铬,也可得到优良的镀层。研究表明,当采用工艺条件为:频率1000Hz,占空比通:断=1/5,平均电流密度40A/dm2,30度温度,获得的镀铬层耐磨性提高三倍;耐腐蚀性提高5倍。
1 整流器的基本原理及类型
1.1 传统硅整流器
硅整流器使用历史长,技术成熟,目前是整流器主流产品。
1.1.1 整流电路。工业生产中一般采用三相调压器调压,50Hz三相工频变压器降压的普通硅整流器。各种整流电路获得的均是脉动直流电,不是纯直流,或多或少地含有交流成分。为了比较脉动成份的多少,可用纹波系数来表示,其含义为交流成份在直流成分中占的百分比,其数值越小,交流成份越少,越接近纯直流。
各种整流电路的波动系数不同。其由大到小的次序为:三相半波整流、三相全波桥式整流或带平衡电抗器的六相双反星形整流。其中后者工作时整流元件并联导通,波形为平滑,整流效率较高,工作也较为可靠,时为常用的一种。
为了获得低纹波输出,则必须采用滤波或其它特殊措施。利用电容、电感贮能元件进行滤波,是将脉动直流转变为较为平滑的直流的常用措施。但实际生产中,除试验用的小型整流器之外,工业生产基本上不进行滤波。特殊情况可使用大电感。电容在低电压、大电流情况下不适用于滤波。电容滤波,对工频整流只适合于非常小功率的整流电源。例如输出10A的单相全波整流器,要达到低纹波输出,其滤波电容要达0.1F以上。随着频率的提高,所需电容量减小。
可控硅利用改变可控硅管导通角来调整输出平均直流大小的普通可控硅整流器,可控硅管输出的是间断脉冲波,其纹波系数的受导通角控制,输出纹波系数大于普通硅整流电路。特别是在使用电流低于额定电流较大的情况下,输出波形脉动系数更大。
属于电解加工过程,电源的因素必将对电镀工艺过程产生直接影响,电镀电源在电镀工艺中具有重要地位。电镀电源和低纹波系数整流电源在电镀行业中的应用,让电镀界同仁在选择整流电源、解决电镀故障、提高电镀质量有所帮助。
1、整流器的基本类型
硅整流器:硅整流器使用历史长,技术成熟,目前是整流器主流产品。各种整流电路获得的均是脉动直流电,不是纯直流。为了比较脉动成份的多少,一般用纹波系数来表示,其数值越小,交流成份越少,越接近纯直流。各种整流电路的波动系数不同。
其由大到小的次序为:三相半波整流、三相全波桥式整流或带平衡电抗器的六相双反星形整流。可控硅利用改变可控硅管导通角来调整输出平均直流大小的普通可控硅整流器,可控硅管输出的是间断脉冲波,其纹波系数的受导通角控制,输出纹波系数大于普通硅整流电路。
2、开关电源开关电源兼有硅整流器的波形平滑性优点及可控硅整流器的调压方便的优点,电流效率高体积小,数千安培至上万安培的大功率开关电源已进入生产实用阶段。开关电源其频率已达音频,通过滤波实现低纹波输出更为简便易行。而且稳流、稳压等功能更易实现。
因此,开关电源是今后发展的方向。
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