电镀是一种电化学加工工艺。电源的因素将对电镀过程产生直接影响。电镀电源在电镀过程中起着重要作用。电镀电源和低纹波系数整流电源在电镀行业的应用有助于电镀行业的同事选择整流电源,解决电镀故障,提高电镀质量。
1、开关电源
开关电源具有硅整流器波形平滑、可控硅整流器电压调节方便的优点。它具有高电流效率和最小体积。数千安培至数万安培的大功率开关电源已经进入生产和实用阶段。开关电源的频率已达到音频,通过滤波更容易实现低纹波输出。此外,电流稳定和电压稳定的功能也更容易实现。因此,开关电源是未来的发展方向。
2、整流器的基本类型
硅整流器:硅整流器使用历史悠久,技术成熟。目前,它是整流器的主流产品。各种整流电路都获得脉动直流,而不是纯直流。为了比较脉动分量的数量,通常用波纹系数来表示。值越小,交流分量越小,越接近纯直流。各种整流电路的波动系数不同。从大到小的顺序是:三相半波整流器、三相全波桥式整流器或带平衡电抗器的六相双逆星形整流器。晶闸管是一种普通的晶闸管整流器,通过改变晶闸管的导通角来调节平均直流输出。晶闸管输出间歇脉冲波。其纹波系数由导通角控制,输出纹波系数大于普通硅整流电路。
3、电镀电源对电镀过程的影响
直流电源的波形对电镀质量有显著影响。在各种电镀工艺中,镀铬是受电源波形影响最大的工艺之一。镀铬必须使用低纹波直流电源,否则光亮范围窄,涂层容易划伤和变灰。当使用高效硬铬镀层添加剂时,会产生微裂纹铬层。当输出纹波太大时,裂纹不细且分布不均,无法满足所需的裂纹数量。
光亮镀铜有一个规律:阴极电流密度越高,镀层的亮度和平整度越好;电流密度越低,亮度和平整度越差。尽量扩大低电流密度区的亮度范围,同时降低高电流密度区亮度。在实际应用中,使用相同的配方、工艺条件和增白剂,亮度水平度和亮度范围可能会有很大不同,这与直流电源的输出纹波系数密切相关。
光亮镀镍不需要像镀铬和光亮酸性镀铜那样高的整流器输出纹波系数,但确实需要使用普通的低纹波输出直流电源,以确保光亮镀镍的质量和后续镀铬的质量。
硫酸盐光亮酸镀锡本身就是一种不易镀的镀层。原因是杂质容易引入大规模生产,难以处理(包括四价锡离子),允许的温度范围窄。目前,大多数增白剂并不理想。该工艺还要求使用低纹波系数的直流电源,否则会出现类似光亮酸性镀铜的故障。
镀液温升:直流电源和纹波系数较大的脉冲电源往往会加速温升。波纹系数越大,谐波分量就越大,这会产生大量的欧姆热,加快镀液的温升。使用平滑的直流电有利于降低浴温。整流器负载率对纹波系数的影响:工作电流越接近整流器的额定电流,波形越平滑。选择整流器时,应根据工艺要求选择额定输出电源电压,以接近最大需求值,从而确保整流器电源的输出纹波系数始终保持在较低值。
4、脉冲电源设备
脉冲电源主要由嵌入式单片机控制。因此,除了实现脉冲输出外,它通常还具有多种控制功能。
(1) 自动电流和电压稳定。传统硅整流器的电流或电压不能自动稳定,会随着电网电压的波动而波动。脉冲电源具有高精度自动调节功能,脉冲电源的输出电压几乎可以保持不变。脉冲电源的自动调节功能一般有两种模式:一是恒流和限压模式。2、恒压限流模式。
(2) 多级操作模式。铝阳极氧化或镀硬铬通常需要反向电解、大电流冲击、步进输电等操作。多级运行模式的脉冲电源只需提前设置,在生产过程中可以按顺序自动调整。此功能对于镀硬铬非常有用。每次设置可在0~255秒内调整。
(3) 双向脉冲功能。正负脉冲频率、占空比和正负输出时间可独立调节,使用灵活方便。通过镀硬铬工艺,可以获得具有不同物理性能的涂层。
(4) 直流叠加功能。在输出正向和反向脉冲电流的同时,同一电源输出纯直流分量,拓宽了脉冲电源的应用范围和目的。
综上所述,对于电镀而言,除镀硬铬外,可控硅整流器比高频电源更稳定。其他电镀一般采用高频脉冲电源。现阶段镀铬也采用高频脉冲,因为晶闸管的转换率太低,功耗太大,所以不划算。还有一些高质量的镀镍。通常,输出也需要过滤。只有普通常规电源的输出经过滤波,有些甚至输入没有经过滤波。
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