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常見問題

淺析塑料機械軸類硬鉻電鍍電源

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2016/6/28     瀏覽次數:    


  鍍鉻層的好壞直接影響零部件表面質量,為了保證零部件鍍層的質量,一般采用周期換向,提高電流效率和電鍍速度,使鍍層結晶細密,均勻性好,延展性強、耐磨、抗腐蝕性能強。這些工藝都是在不同的電流密度中進行,必須要求直流脈動控制在一定范圍。

  隨著電子技術的發展,電鍍工作者已感到晶閘管整流器絕大多數性能優于普通直流電源。但晶閘管相控過程,隨著導通角的大小變化,所引起平均值與峰值有著較大的差別,從而使得電流密度的平滑性差。根據有關資料所得的結論,電源的紋波因數大于5%引起鍍鉻層的晶粒排序移位。

  在這一新思路的指導下,設計用晶閘管制造了一臺15000A/12V正反輸出低紋波電源,分別對各種不同類型的大件產品鍍鉻試驗。

  1、 現代技術是鍍鉻層高質量的保證

  電鍍工作者用單相全波,三相半波和六相硅整流電源進行鍍鉻,鍍鉻層表面分別出現黑、灰、白色。原我廠用普通六相整流器進行某零件鍍鉻,其壽命試驗只有該產品壽命指標的一半。這些寶貴的數據是電源工作者創造新產品的依據。當前電源功率元件總的趨勢是采用自關斷晶體三極管和它關斷晶閘管,控制方式采用離散式(數字式)和連續式(模擬式)。前者采用了PWM調節原理,由于功率限制、二次擊穿和制造工藝復雜,成本相應比較高,后者采用六相晶閘整流器加平滑電抗器,紋波因數小于1%,15000A/12V的整流器電源在平滑電抗器上電壓降至3~4V,損耗比較大。

  層次鍍鉻對電源的性能要求比較高,特別是紋波因數和穩定精度在鍍鉻工藝控制曲線范圍內,只有保持一定的電流密度精度,才能保證各鍍鉻層質量的穩定。根據有關的資料和經驗,鍍槽中的溶液在電流密度大于某一值時才起化學反應。一般把紋波因數定在額定功率備件下的電流或電壓的20%時,紋波因數小于5%,要求控制精度為1%。

  為了保證電源性能達到上述工藝要求,我設計KF低紋波電源(見圖),其特點為:


  (1) 采用多相發生器,減少紋波因數,降低能源損耗和改善電網諧波干擾;

  (2) 調節方式,采用連續比閉環和雙通道的PI調節器,跟蹤速度快,精度高;

  (3) 控制方式,根據用戶要求軟起動、手動、周期換向,工藝曲線控制和計算機監控接口;

  (4) 保護方面的功能,采用限壓、限流、過壓、過流、欠壓、缺相、和短路保護功能;

  (5) 采用多相變換器,10000A以下電源的主回路采用均衡電抗器,10000A以上電源的主回路不采用均衡電抗器,使用多相發生器,使設備結構簡單,散熱性好。

  2、 KF主要數據和使用情況

  在實際應用中,由于電鍍槽為阻容負載,所測得的Sv還可以下降1%~2%。

  3. KF整流器的性能與鍍鉻質量進行對比

  (1)、鍍鉻的質量受電流密度穩定性的影響

  使用KF-15000A電源,在采用程序控制工藝流程,如清洗工件→電沖過程使工件與電鍍層快速結合→乳白鍍使結晶均勻細化→慢升鍍鉻層過渡平滑減少兩種鉻層的應力,硬鉻層晶核結合緊密,動、靜態控制精度高,紋波因數低的綜合性能,保證電流密度的穩定性.該整流器和其它整流器兩年工藝對比壽命試驗,在高溫、高壓、強腐蝕和強磨損試驗條件下,都比其它結構的整流器好。

  (2)電鍍質量與電流有關

  由于自耦調節器輸出的電流小,鍍大工件時,采用兩次鍍界面比較明顯。KF整流器輸出電流大,連續平滑調壓實現一次鍍工件表面質量均勻,電鍍速度可提高1.8倍。

  (3)大范圍工件鍍鉻質量與平滑電流密度有關

  由于晶閘管整流器相數不同,輸出的平均值與峰值差別不同。相數越多峰值越低,在較小的平波電抗作用下,輸出的電流脈動小,另外由于頻率高在低電壓時,也容易使電流連續。因此KF整流器在公司能圓滿完成各公司所有協作特大件電鍍。

  (4)鍍鉻的質量與系統的可靠性有關

  電源不可靠,鍍件在鍍液中進行著金屬的晶界腐蝕、選擇性腐蝕,應力腐蝕等綜合性過程,其結果加劇了工件表面的微觀粗糙程度。同時,自腐蝕過程中的析氫在表面上生成超過平衡數量的吸附氫,加劇了鍍層氫脆。在精度方面測得電流在10000~10010A變化,電壓11V不變。KF整流器電流在11000~12000A范圍內變動,電壓在10.00~10.10V變動。

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