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方波脈沖是最基本的一種脈沖電鍍的電流形式,一般稱為單脈沖。由單脈沖演變而來(lái)的其它常用形式有直流疊加脈沖、周期換向脈沖、間斷脈沖(圖1-1)等。其中屬于單向脈沖的有單脈沖、直流疊加脈沖、間斷脈沖等。單向脈沖是指電流方向不隨時(shí)間改變的脈沖波形。而周期換向脈沖是一種帶有反向陽(yáng)極脈沖的雙向脈沖形式。
圖1-1 常用的脈沖電流波形
a.單脈沖 b.直流疊加脈沖 c.周期換向脈沖 d.間斷脈沖
1 單脈沖
單脈沖一般簡(jiǎn)稱PC。它除了在功能性電鍍中的應(yīng)用外,在用于鋁的陽(yáng)極氧化時(shí),可全面提高氧化膜質(zhì)量和氧化速度,避免“起粉”、“燒焦”等現(xiàn)象。并由于周期性的電壓降低可阻止工件局部表面熱量的積累,從而減少由此而帶來(lái)的燒焦現(xiàn)象。
2 直流疊加脈沖
直流疊加脈沖是指在直流基波上疊加一個(gè)方波脈沖。這種方法通常用于鋁的陽(yáng)極氧化,主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)用DC鍍方法不能形成均勻的氧化膜時(shí),它能用于所有的鋁合金而生成均勻的氧化膜。另外,這種方法在鑄造、鍛造或機(jī)加工的鋁件上經(jīng)短時(shí)間的陽(yáng)極氧化就能形成25-300um的厚層氧化膜,并且膜層具有較好的抗磨損和抗腐蝕能力。
另外,直流疊加脈沖有時(shí)是用來(lái)增大脈沖電源的輸出功率,它的有效電流等于基波直流電流與脈沖平均電流之和。這種方法的電鍍效果與單脈沖基本相當(dāng)。
3 周期換向脈沖
周期換向脈沖電鍍習(xí)慣稱之為雙脈沖電鍍,簡(jiǎn)稱PR鍍。應(yīng)當(dāng)指出,這里所說(shuō)的雙脈沖含義是雙向脈沖,是指在正向陰極脈沖之后引入反向陽(yáng)極脈沖的電流形式,而非傳統(tǒng)意義上的兩個(gè)不同參數(shù)脈沖交替進(jìn)行的雙脈沖形式。PR鍍所依據(jù)的電化學(xué)原理是大幅度短時(shí)間的反向脈沖所引起的高度不均勻陽(yáng)極電流分布會(huì)使鍍層凸處被強(qiáng)烈溶解而整平。
PR鍍較早的時(shí)候是為了改善鍍層的厚度分布,因?yàn)橐揽筷?yáng)極脈沖不均勻電流分布的補(bǔ)償作用使鍍層整平的潛在可能性是存在的。實(shí)踐證明,這個(gè)效果是明顯的。但目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的PR鍍,更主要的是為了得到高致密性且有一定光潔度的鍍層。這種情況通常發(fā)生在溶液不允許或少量允許有添加劑的電鍍體系中。在不含或含有少量添加劑的溶液中,采用DC鍍得到的鍍層結(jié)晶粗大,暗淡無(wú)光;PC鍍狀況明顯改善;而采用PR鍍則可得到細(xì)致、平整、光潔度好的鍍層。比如,航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承支撐架的鍍銀,采用PR鍍技術(shù)在不含任何添加劑的氰化鍍銀溶液中,可得到耐磨、自潤(rùn)滑及抗變色性能均較好的鍍層,且零件外觀呈現(xiàn)一定的光澤。
應(yīng)用PR鍍時(shí)必須采用周期換向脈沖電源,電源要求輸出的正、反向脈沖參數(shù)及工作時(shí)間均能單獨(dú)調(diào)節(jié),互不影響,否則PR鍍的*性將不能充分發(fā)揮。
4 間斷脈沖
間斷脈沖也叫間歇脈沖或脈動(dòng)脈沖,是脈沖的一種周期性中斷,也可看做是PR鍍的反向脈沖電流為零。這種情況由于有間歇時(shí)間的存在,利于放電離子的充分恢復(fù),可使脈沖極限電流密度提高。另外,這種方法用于PR鍍的起鍍階段時(shí),可減輕反向脈沖對(duì)基體金屬的腐蝕。間斷脈沖要求間歇時(shí)間能夠調(diào)節(jié)。