1 整流器的基本原理及類型
1.1 傳統硅整流器
硅整流器使用歷史長,技術成熟,目前是整流器主流產品。
1.1.1 整流電路。工業生產中一般采用三相調壓器調壓,50Hz三相工頻變壓器降壓的普通硅整流器。各種整流電路獲得的均是脈動直流電,不是純直流,或多或少地含有交流成分。為了比較脈動成份的多少,可用紋波系數來表示,其含義為交流成份在直流成分中占的百分比,其數值越小,交流成份越少,越接近純直流。
各種整流電路的波動系數不同。其由大到小的次序為:三相半波整流、三相全波橋式整流或帶平衡電抗器的六相雙反星形整流。其中后者工作時整流元件并聯導通,波形為平滑,整流效率較高,工作也較為可靠,時為常用的一種。
為了獲得低紋波輸出,則必須采用濾波或其它特殊措施。利用電容、電感貯能元件進行濾波,是將脈動直流轉變為較為平滑的直流的常用措施。但實際生產中,除試驗用的小型整流器之外,工業生產基本上不進行濾波。特殊情況可使用大電感。電容在低電壓、大電流情況下不適用于濾波。電容濾波,對工頻整流只適合于非常小功率的整流電源。例如輸出10A的單相全波整流器,要達到低紋波輸出,其濾波電容要達0.1F以上。隨著頻率的提高,所需電容量減小。
可控硅利用改變可控硅管導通角來調整輸出平均直流大小的普通可控硅整流器,可控硅管輸出的是間斷脈沖波,其紋波系數的受導通角控制,輸出紋波系數大于普通硅整流電路。特別是在使用電流低于額定電流較大的情況下,輸出波形脈動系數更大。
1.1.2.整流元件類型
整流元件即通常所說的二極管。由于整流器所有的輸出電流都要經過整流元件,因此,可以說是整流器的心臟。整流元件分為硅整流元件和可控硅整流元件二種。鍍鉻整流器主要使用硅整流元件。雖然可控硅技術已有了長足的發展,且在電鍍上應用也日趨增多,但筆者還是推薦使用硅整流器。其原因主要是波形問題。可控硅整流是采用控制整流元件導通時間與截止時間長短來控制電流的。整流器滿負荷使用時波形好。但輸出電流較小時電流波形變差。電流越小,波形越差。而硅整流器輸出電流大小對波形幾乎無影響。

304不銹鋼圓棒:具有良好的耐蝕性,耐熱性,低溫強度和機械特性,沖壓,彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現象。用途:餐具,櫥柜,鍋爐,汽車配件,醫療器具,建材,食品工業(使用溫度-196°C-700°C) 300系列不銹鋼圓棒 310不銹鋼圓棒:主要特點是:耐高溫,一般使用鍋爐內,汽車排氣管.其他性能一般. 303不銹鋼圓棒:通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工,其他性能與與304相似。
302不銹鋼圓棒:302不銹鋼棒廣泛用于汽車配件、航空、航天五金工具,化工。具體如下:工藝品,軸承,滑花,醫療儀器,電器等。特性:302不銹鋼球屬于奧氏體型鋼,與304比較接近,但是302的硬度更高一些,HRC≤28,具有良好的防銹及防腐性 301不銹鋼圓棒:延展性好,用于成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優于304不銹鋼。 200系列不銹鋼圓棒詳解:202不銹鋼圓棒:屬于鉻-鎳-錳 奧氏體不銹鋼,性能優于201不銹鋼 201不銹鋼圓棒:屬于鉻-鎳-錳 奧氏體不銹鋼,磁性比較低 400系列不銹鋼圓棒詳解:410不銹鋼圓棒:屬于馬氏體"高強度鉻鋼",耐磨性好,抗腐蝕性較差。 420不銹鋼圓棒:―刃具級‖馬氏體鋼,類似布氏高鉻鋼這種早的不銹鋼。也用于外科手術刀具,可以做的非常光亮。

1.3.4 直流疊加功能。輸出正反向脈沖電流的同時,由同一臺電源疊加輸出一純直流成分,更拓寬了脈沖電源的使用范圍及用途。
近幾年來,國產多功能脈沖電源技術已趨于成熟,其中脈沖波形垂直程度,波形平穩程度、穩定性、抗干擾性等指標達到甚至超過了國外水平。
直流電源波形對電鍍質量有突出的影響,例如:高頻率定脈寬高頻穩壓/穩流脈沖電源電鍍時會產生特殊效應,這也是普通直流電源電鍍無法達到的效果,有些現象還不能用常規電化學理論來加以解釋。而直流波形對電鍍沉積的影響目前還難以從理論上進行預測,只能通過大量的試驗來作相對比較,篩選出適宜的波形。
2 電鍍電源對電鍍工藝的影響
2.1 鍍鉻
各類電鍍工藝中,鍍鉻是受電源波形影響大的鍍種之一。鍍鉻必須采用低紋波直流電源,否則光亮范圍窄,鍍層易發花、發灰,這一點已為不少人認同,但實踐中仍有因對其認識不足,往往由于紋波系數過大影響套鉻質量而束手無策的事時有發生。因此,電鍍電源的選擇就更顯重要。
對于經常使用反向電解的電鍍硬鉻生產,需要電源極性換向裝置。簡單的方法是使用手動換向開關。由于電流很大,開關通、斷時會形成較大的電火花,開關很容易損壞。將觸點浸入變壓器油中可以延長使用壽命。可控硅整流器實現換向比較容易,由于是無觸點換向,不會產生火花腐蝕。如電流變化不大時,可考慮使用可控硅極換向裝置。
電源波形對鍍鉻的影響較大。而且往往容易被操作者忽視。如某廠小件鍍裝飾鉻,覆蓋能力非常差,反復調整鍍液中硫酸與鉻酐的比值,仍無效。經現場查驗,采用1000A老式可控硅整流器,且平均電流僅200A左右,負荷率很低,顯然輸出紋波系數太大。換接一臺雙反星形輸出的硅整流器,鍍鉻即轉為正常。另有某廠鍍鉻上午生產正常,下午即出現裝飾鉻局部發灰,無法生產,懷疑鍍液故障,反復加硫酸、碳酸鋇調整一兩天,均無法解決。分析原因,鍍液成分不可能突變,懷疑硅整流管有損壞造成波形殘缺而增大紋波。用鉗形電流表測定各整流管電流,發現斷路2支,更換新管后,故障消除。
鍍微裂紋硬鉻,輸出紋波過大時,裂紋不細密且分布不均勻。
采用脈沖電鍍鉻,也可得到優良的鍍層。研究表明,當采用工藝條件為:頻率1000Hz,占空比通:斷=1/5,平均電流密度40A/dm2,30度溫度,獲得的鍍鉻層耐磨性提高三倍;耐腐蝕性提高5倍。
2.2 光亮酸性鍍銅
一般情況下,光亮鍍銅都有一個規律:從赫爾槽試片上看,陰極電流密度越大的地方,鍍層光亮整平性越好;電流密度越低,光亮整平性越差。試圖擴展低電流密度區光亮范圍,始終是電鍍工作者不斷追求的目標。需要從光亮劑、工藝配方與工藝條件、設備等多方面入手。光亮酸性鍍銅是迄今光亮整平性好的鍍種之一。但在實踐中,采用同樣的配方、工藝條件,使用相同的光亮劑,得到的光亮整平性與光亮范圍,卻可能出現較大差異。究其原因,與所用直流電源輸出紋波系數大小有很大關系。據有關資料,二十多年前,國內在開發MN系列光亮酸性鍍銅添加劑時就已證實。規律是:輸出紋波系數越小,鍍層光亮整平性越好,光亮電流密度范圍越寬。而且,紋波越小,光亮劑的用量也會越小。遺憾的是時至今日并未引起電鍍工藝技術人員的重視。

電化學拋光也稱電解拋光。電解拋光是以被拋工件為陽極,不溶性金屬為陰極,兩極同時浸入到電解槽中,通以直流電而產生有選擇性的陽極溶解,從而使工件表面光亮度增大,達到鏡面效果。
原理
電解拋光原理薄,凹處較厚,因凸起處電流密度高而溶解快,全球各界人士爭論很多,被大家公認的主要有黏膜理論。該理論主要為:工件上脫離的金屬離子與拋光液中的磷酸形成一層磷酸鹽膜吸附在工件表面,這種黏膜在凸起處較隨黏膜流動,凹凸不斷變化,以使工件粗糙表面逐漸被整平的過程
設備
(1)電源:電源可選用雙相220V,三相380V。
(2)整流器電解拋光對電源波形要求不是太嚴格,可選用可控硅整流器好高頻整流器。
①整流器空載電壓:0—20v②負載電壓(工作電壓):8—10v注:工作電壓低于6v,拋光速度慢,光亮度不足。整流器電流:根據客戶工件大小而定。
(3)電解槽及配套設施(陽極棒)
在槽上裝三根電極棒,中間為可移動的陽極棒,接電源陽極(或正極),兩側為陰極棒,連接電源陰極(負極)。
(4)加熱設施及冷卻設備
①加熱可選用石英加熱管,鈦加熱管。②冷卻可選用盤管,盤管可加熱可冷卻。
(5)夾具
好選用鈦做掛具,因為鈦較耐腐蝕,壽命長,鈦離子對槽液無影響。好不要用銅掛具,因為銅離子進入會在不銹鋼表面沉積一層結合力不好的銅層,影響拋光質量。銅裸露部位可用聚氯乙烯膠烘烤成膜,在接觸點刮去絕緣膜。
(6)陰陽極材料
陰陽極棒應用銅棒或銅管,銅管比電解槽長20厘米,陰極板應用合金鉛板,合金鉛板固定在陰極棒上,合金鉛板長為槽高加10厘米,鉛板寬根據槽長而定,一般為10厘米,20厘米。





