高頻電源的波形對電鍍層及氧化膜性能的影響
表面處理的發展需要有新工藝、新設備、新材抖、新配方的不斷完善和改進,其中整流電源的波形也是關鍵問題之一,因為電鍍也就是電化學,只有電與化學完成最佳組合,電鍍質量才能得到最理想的效果,因此對生產出低紋波、周期換相、半波、二次回路沖擊、直流疊加脈沖、正負脈沖等高效節能的電鍍電源,能提高鍍層質量及氧化膜硬度和厚度的各種不同輸出波形的整流器,對表面處理的發展就有著積極的意義,開辟了從改進電源人手研究電鍍工藝的新領域。
1 低紋波整流電源
鍍鉻工藝需要理想的輸出波形來提高工藝的可靠性和完整性,輸出波形的平直及頻率的提高,能保證鍍層結晶細密、孔隙率低、表面光滑、毛刺少、防腐性能增強、縮短機械磨光時間、延長機械使用壽命、節約成本。所鍍產品質量明顯高于高紋波電源所鍍產品。
由表1可以看出紋波系數大于5%的輸出波形有缺口,紋波系數小于2.5%的波形無缺口。在實際電鍍中有缺口的電源缺口無法彌補,從而在缺口中析氫,產生孔隙再產生毛刺,無缺口的電源明顯優于有缺口的電源。
2 周期換相電源
該電源最適合鍍厚鍍層、貴金屬、氰化光亮銅及電解電源除油,在電鍍中采用25s比5s的換相時間即25s鍍5s退。在電鍍過程中電沉積的基本規則是受鍍時間越長,表面越粗糙就像電解銅及電解鎳板表面那樣很粗糙、不平整。用換相電源就不同,用5s時間的反相把沉積在表面的毛刺及粗糙部分退下來,類似于電拋光對鍍層分布起到整平作用,再鍍25s就可使鍍層致密、表面光亮、孔隙率大為減少,不需再酸性光亮銅即可接鍍鎳。用該電源電鍍的產品因為孔隙率低所以防腐性能也大為提高。
3 半波整流電源
半波整流器輸出的波形不完整且是鋸齒波,一般電鍍都不采用半波整流,半波整流器只適用焦磷酸銅工藝,具體的理論還沒有研究,只是在偶然的機會中發現,通過反復實驗效果確實好。
4 二次回路沖擊整流電源
根據1992年《世界電器》第1085頁所談及的美國靡托羅拉公司制造的CP線專用電源的介紹,該廠科技人員查閱了大量的中外文獻,不斷的總結對比和實驗,終于弄清了該電源的優點。該設備的特點是采用二次回路沖擊,在正電荷向負電極中心流動時,阻隔電流向四周回轉沖擊保證周圍電流平衡,使被鍍產品的均圓度好,在回路沖擊時減少析氫,使鍍層結合力好,光亮細密。特別在銅包線上使用就更顯其特色,因為銅包鋼線鍍好后再去拉絲,對被鍍物及均圓鍍其結合力要求更高。圓度不好要露鐵,達不到所需的導電率,結合力不好,在拉絲過程中脫皮,所以該設備能顯著提高銅包鋼線及CP線的質量。
5 直流疊加脈沖
直流疊加脈沖是硬質氧化的專用電源,該電源吸收消化了國內外的先進技術根據硬質氧化的特殊要求研制而成的。傳統的直電流電源要有一人專事守護整流器,不斷的調整電壓、電流控制氧化膜的生成,氧化膜生成后要 斷的淵節電壓以防止電流下滑,保持氧化膜 有一定的增長速度直至結束。該電源通過集成電路來控制軟啟動保證氧化膜的生成。軟啟動在1~60min內任意設定,分10段遞增電流到額定值。