適用范圍:可用于鍍金,金剛砂,銀,銅,鋅,鎳,鉻,錫等電鍍中,也可用于氧化,電解,電泳,電鑄等,以及充電,教學(xué)試驗等各種領(lǐng)域。
電鍍脈沖電源選擇
一般高頻脈沖定義為頻率大于5000 Hz,低頻為頻率小于500Hz,中頻則在500~5 000Hz之間。用于電鍍的脈沖電源多屬于中頻類型。當(dāng)使用頻率較低的脈沖電源時,其改善鍍層質(zhì)量的效果會稍差。所以,低頻脈沖電源多用于陽極氧化或其他工藝,而較少用于電鍍,尤其是貴金屬電鍍。
當(dāng)使用頻率較高的脈沖電鍍電源時,脈沖前、后沿極易對導(dǎo)通、關(guān)斷時間造成嚴(yán)重影響,從而影響脈沖電鍍瞬時高電位有利作用的充分發(fā)揮。例如:脈沖鍍金,頻率5000Hz(此時脈沖周期0.2 ms),占空比20%,則導(dǎo)通時間為40μs,此時,假設(shè)脈沖前沿為最小的20μs(實際可能更大),則其比例至少占到了導(dǎo)通時間的50%;若頻率大于5000Hz,占空比小于20%(脈沖鍍金時占空比很多時候選10%),則前沿占導(dǎo)通時間的比例會更大,甚至前沿會大于導(dǎo)通時間,如此,脈沖電鍍改善鍍層結(jié)晶的作用肯定會受嚴(yán)重影響。實際脈沖電鍍貴金屬生產(chǎn)中,頻率多在1000Hz左右。
當(dāng)使用頻率更高的脈沖電源(上萬或幾萬赫茲)時,其輸出的電流多是如上圖所示的電流波形,實質(zhì)是一種直流電流,與能夠改善鍍層結(jié)晶的方波脈沖電流有本質(zhì)的區(qū)別
特點:
節(jié)電:效率≥90%,比硅整流省電達(dá)40%左右或比可控硅電源省電達(dá)20%左右。
節(jié)料:由于它的工作原理與普通電源不一樣,因此在達(dá)到相同表面要求的前提下,可節(jié)料達(dá)15%左右。
節(jié)時:由于采用高頻脈沖工作方式,電鍍*是在過電位下的電沉積,因此可節(jié)約時間達(dá)10%左右,提高工效。
高頻脈沖電源采用N+1方式多個并聯(lián),(硅整流或可控硅電源不可以),大功率、大電流可任意并用,效率更高。
高頻電源的穩(wěn)定性:由于采用了現(xiàn)代半導(dǎo)體雙極型器件(IGBT智能模塊),其可靠性、安全性、穩(wěn)固性和長時間工作壽命都大大加強(qiáng)和延長,這也是硅整流或可控硅電源的。
高頻脈沖電源:其工作時,脈沖頂部非常之平,*是一條直線,紋波可小到0.5%,關(guān)斷時可對被鍍件進(jìn)行瞬間退鍍整平,因此克服了硅整流或可控硅電源的脈動波紋及被鍍件表面的高低區(qū),不會形成高的地方鍍層厚,低的地方鍍層薄的現(xiàn)象
脈沖參數(shù)
Q:周期 Ton:脈沖導(dǎo)通時間
Toff:脈沖關(guān)斷時間
f:頻率
Jp: 脈沖電流密度
Jm:平均電流密度
r%:占空比(導(dǎo)通時間與周期之比的百分?jǐn)?shù))
2.常用計算公式
①占空比:r%=(Ton/Q)×99%=[Ton/(Ton+Toff)]×99%
②平均電流密度:Jm=Jp×r% =Jp×[Ton/(Ton+Toff)]×99%
③頻率:f=1/Q=1/×(Ton+Toff) ④平均電流密度:Jm=Jp×r%
3.脈沖參數(shù)的選擇
⑴脈沖導(dǎo)通時間Ton選擇:
脈沖導(dǎo)通時間Ton是由陰極脈動擴(kuò)散層建立的速率或由金屬離子在陰極表面消耗的速率Jp來確定。如果Jp大,金屬離子在陰極表面消耗得快,那么,脈動擴(kuò)散層也建立得快,則Ton可短些,反之則取長。但無論Ton取長或短,只要大于tc(電容效應(yīng)產(chǎn)生的放電常數(shù))即可。
⑵脈沖關(guān)斷時間Toff選擇:
脈沖關(guān)斷時間Toff是受特定離子遷移率控制的陰極脈動擴(kuò)散層的消失速率來確定。如果將擴(kuò)散層向脈動擴(kuò)散層補(bǔ)充金屬離子使之消失得快,則Toff可取短些,反之則長,但Toff只要大于tcd(電容效應(yīng)產(chǎn)生的時間常數(shù))即可。
⑶脈沖電流密度Jp的選擇:
脈沖電流密度Jp是脈沖電鍍時金屬離子在陰極表面的沉積速度,它的大小受Ton、Toff、Jm的制約,在選定Ton和Toff,并保持Jm/Jgg≤0.5這個比值,則希望Jp越大越好。
⑷脈沖占空比r%選擇:
脈沖占空比是由Ton和Toff及Q決定的,一般脈沖電鍍貴重金屬時,占空比選取10~50%為,脈沖電鍍普通金屬時,占空比選取25~70%。占空比的真正選擇要在實際試驗后得到結(jié)果