电镀属于电解加工进程。显而易见，电源的功能、类型、特色等要素势必对电镀工艺进程孕育发生首要影响。特地是正在古代电镀技巧飞速倒退的明天，电镀电源更具备首要位置。因而，理解电镀电源对电镀工艺进程的影响颇有须要。本文就电镀电源以及低纹波系数整流电源正在电镀行业中的使用所获得的一些经历以及教训加以引见，以期让电镀界同仁正在抉择整流电源、处理电镀毛病、进步电镀品质方面惹起足够注重。

1 整流器的根本原理及类型

1.1 传统硅整流器

硅整流器应用汗青长，技巧成熟，今朝是整流器支流产物。

1.1.1 整流电路。产业消费中普通采纳三相调压器调压，50Hz三相工频变压器降压的一般硅整流器。各类整流电路取得的均是脉动直流电，没有是纯直流，或多或少地含有交流成份。为了比拟脉动成分的几何，可用纹波系数来示意，其含意为交流成分正在直流成份中占的百分比，其数值越小，交流成分越少，越靠近纯直流。

各类整流电路的动摇系数没有同。其由年夜到小的秩序为：三相半波整流、三相全波桥式整流或带均衡电抗器的六相双反星形整流。此中后者工作时整流元件并联导通，波形为滑润圆滑，整流效率较高，工作也较为牢靠，时为罕用的一种。

为了取得低纹波输入，则必需采纳滤波或其它非凡措施。行使电容、电感贮能元件进行滤波，是将脉动直流转变成较为滑润圆滑的直流的罕用措施。但实际消费中，除了实验用的小型整流器以外，产业消费根本上没有进行滤波。非凡状况可以使用年夜电感。电容正在低电压、年夜电流状况下没有实用于滤波。电容滤波，对工频整流只适宜于十分小功率的整流电源。例如输入10A的单相全波整流器，要达到低纹波输入，其滤波电容要达0.1F以上。跟着频次的进步，所需电容量减小。

可控硅行使扭转可控硅管导通角来调整输入均匀直流巨细的一般可控硅整流器，可控硅管输入的是间断脉冲波，其纹波系数的受导通角管制，输入纹波系数年夜于一般硅整流电路。特地是正在应用电流低于额外电流较年夜的状况下，输入波形脉动系数更年夜。

1.1.2.整流元件类型

整流元件即通常所说的二极管。因为整流器一切的输入电流都要通过整流元件，因而，能够说是整流器的心脏。整流元件分为硅整流元件以及可控硅整流元件二种。镀铬整流器次要应用硅整流元件。尽管可控硅技巧已有了长足的倒退，且正在电镀上使用也日益增多，但笔者仍是保举应用硅整流器。其缘由次要是波形成绩。可控硅整流是采纳管制整流元件导通工夫与截止工夫是非来管制电流的。整流器满负荷应用时波形好。但输入电流较小时电流波形变差。电流越小，波形越差。而硅整流器输入电流巨细对波形简直无影响。

1.2 开关电源

今朝一种新型电镀电源设施-开关电源在倒退之中。它兼有硅整流器的波形滑润圆滑性优点及可控硅整流器的调压不便的优点，电流效率高(可达90%以上)，体积小，是年夜有出路的整流器。今朝制作技巧已处理了功率成绩，数千安培至上万安培的年夜功率开关电源已进入消费适用阶段。今朝市售的开关电源电路属于“硬开关”，因为模块正在电畅通流畅断进程的储能开释成绩，尽管较硅整流器、可控硅整流器电流效率都高，但仍有较年夜的“开关”损耗，并造成为了对电子模块的打击，应用进程设施毛病率也较高。

为进步前辈的开关电源是“软开关”电源电路。工作进程电子模块通断换向点正益处于电流为零的霎时，因而无“开关”损耗及能量打击，今一步进步了整流效率，将低了毛病率。但这种开关电源的技巧难度较年夜，老本也较“硬开关”高，消费“软开关”电镀电源的为数没有多。可喜的是我市开关电源的消费技巧已步入的前列。青岛艾特电子技巧无限公司新研发的XBD系列谐振变频电镀电源，采纳西安交年夜的谐振软开关外围技巧，消费的电镀电源产物具备更高的电流效率及牢靠性。该产物今朝已批量消费，投入发卖。从而为宽广电镀用户提供了更年夜的开关电源抉择余地。

开关电源其频次已达音频，经过滤波完成低纹波输入更为简捷易行。并且稳流、稳压等性能更容易完成。因而，开关电源，特地是应用“软开关”电源电路的开关电源是从此倒退的标的目的。

1.3 脉冲电源设施

跟着电力电子迷信技巧的倒退，电镀整流器在由繁多性能向多性能倒退。因为脉冲电源次要是由嵌入式单片较量争论机等进行管制，因而，除了完成脉冲输入以外，普通具有多种管制性能。

1.3.1.主动稳流稳压。传统硅整流器电流或电压无奈主动稳固，随电网电压的动摇而动摇。而脉冲电源则领有高精度的主动调理性能。如电网三相电压动摇达上百伏时，脉冲电源输入电压能够简直没有变。脉冲电源的主动调理性能普通具备二种模式：

，恒电流限压模式。当电镀工艺参数，如整机面积、温度、浓度、酸碱度等工艺前提发作扭转时，惯例整流器电流会发作动摇。而恒电流模式下，输入电流主动恒定正在设定值没有发作扭转。这对需准确较量争论硬铬厚度状况下是颇有用的。采纳恒流模式时的限压性能目的是维护设施没有被烧坏。

第二，恒电压限流模式。当电镀工艺参数发作扭转时，输入电压主动恒定正在设定值没有发作扭转。这类模式硬铬电镀没有常应用，但关于铝氧化着色则年夜有作用。

1.3.2 多段式运转模式。铝阳极氧化或硬铬电镀时，往往需求进行反向电解、年夜电流打击、阶梯送电等操作。传统电源只能靠手工完成。而具备多段式运转模式的脉冲电源则只要提前设定，消费时可主动按程序进行主动调理。这一性能对硬铬电镀长短常有用的。今朝国产脉冲电源已达到三段式运转，每一一段工夫可正在0～255秒内调理设定。

1.3.3 双向脉冲性能。正负脉冲频次、占空比、正反向输入工夫都可自力调理，应用灵敏、不便。合营硬铬电镀工艺，可取得没有同物感性能的镀层。

1.3.4 直流叠加性能。输入正反向脉冲电流的同时，由同一台电源叠加输入一纯直流成份，更拓宽了脉冲电源的应用范畴及用处。

近几年来，国产多性能脉冲电源技巧已趋于成熟，此中脉冲波形垂直水平，波形颠簸水平、稳固性、抗滋扰性等目标达到乃至超越了外洋程度。

直流电源波形对电镀品质有突出的影响，例如：高频次定脉宽高频稳压/稳流脉冲电源电镀时会孕育发生非凡效应，这也是一般直流电源电镀无奈达到的成果，有些景象还不克不及用惯例电化学实践来加以诠释。而直流波形对电镀堆积的影响今朝还难以从实践上进行预测，只能经过年夜量的实验来作比拟，挑选出适合的波形。

2 电镀电源对电镀工艺的影响

2.1 镀铬

各种电镀工艺中，镀铬是受电源波形影响年夜的镀种之一。镀铬必需采纳低纹波直流电源，不然光洁范畴窄，镀层易发花、发灰，这一点已为很多人认同，但理论中仍有因对其意识有余，往往因为纹波系数过年夜影响套铬品质而一筹莫展的事时有发作。因而，电镀电源的抉择就更显首要。

关于常常应用反向电解的电镀硬铬消费，需求电源极性换向安装。简略的办法是应用手动换向开关。因为电流很年夜，开关通、断时会构成较年夜的电火花，开关很容易损坏。将触点浸入变压器油中能够延伸应用寿命。可控硅整流器完成换向比拟容易，因为是无触点换向，没有会孕育发生火花侵蚀。如电流变动没有年夜时，可思考应用可控硅极换向安装。

电源波形对镀铬的影响较年夜。并且往往容易被操作者漠视。如某厂小件镀装璜铬，笼罩才能十分差，重复调整镀液中硫酸与铬酐的比值，仍有效。经现场查验，采纳1000A老式可控硅整流器，且均匀电流仅200A阁下，负荷率很低，显然输入纹波系数太年夜。换接一台双反星形输入的硅整流器，镀铬即转为失常。还有某厂镀铬上午消费失常，下战书即呈现装璜铬部分发灰，无奈消费，嫌疑镀液毛病，重复加硫酸、碳酸钡调整一两天，均无奈处理。剖析缘由，镀液成份不成能渐变，嫌疑硅整流管有损坏造成波形残破而增年夜纹波。用钳形电流表测定各整流管电流，发现断路2支，改换新管后，毛病消弭。

镀微裂纹硬铬，输入纹波过年夜时，裂纹没有细密且散布没有平均。

采纳脉冲电镀铬，也可失去优异的镀层。钻研标明，当采纳工艺前提为：频次1000Hz，占空比通：断=1/5，均匀电流密度40A/dm2，30度温度，取得的镀铬层耐磨性进步三倍;耐侵蚀性进步5倍。

2.2 光洁酸性镀铜

普通状况下，光洁镀铜都有一个法则：从赫尔槽试片上看，阴极电流密度越年夜之处，镀层光洁整平性越好;电流密度越低，光洁整平性越差。试图扩大低电流密度区光洁范畴，始终是电镀工作者一直谋求的指标。需求从光洁剂、工艺配方与工艺前提、设施等多方面动手。光洁酸性镀铜是迄今光洁整平性佳的镀种之一。但正在理论中，采纳一样的配方、工艺前提，应用相反的光洁剂，失去的光洁整平性与光洁范畴，却可能呈现较年夜差别。究其缘由，与所用直流电源输入纹波系数巨细有很年夜关系。据相关材料，二十多年前，正在开发MN系列光洁酸性镀铜增加剂时就已证明。法则是：输入纹波系数越小，镀层光洁整平性越好，光洁电流密度范畴越宽。并且，纹波越小，光洁剂的用量也会越小。遗憾的是时至昔日并未惹起电镀工艺技巧职员的注重。

2.3 半光洁以及光洁镀镍

通常状况下，光洁镀镍对整流输入纹波系数要求不镀铬以及光洁酸性镀铜那样高，但也的确需求采纳一般低纹波输入直流电源，能力确保光洁镀镍层品质，且能保障后续套铬的品质。如某厂应用的调压器式六相双反星形带均衡电抗器的老式硅整流器，品质分歧较好。后改用12V一般可控硅整流器，年夜电流应用时成果还能够，但正在小电流输入时就很不睬想，镀层呈现发花、发灰等钝化景象，应用18V一般可控硅电源，成果更差，以致后续套铬频频呈现品质成绩，要指出的是，套铬电源不成绩。开端时只是正在镀镍液以及光洁剂上找缘由，做实验，不断没有患上其解，初查到能否是电源惹起，换用涟漪系数较小的开关电源，成绩一会儿就处理了，成果不断很好，后续镀铬也不断再也不发作相似品质成绩。

钻研标明，采纳脉冲电源镀镍一样可进步镀层孔隙率，延展性，硬度，升高镀层内应力，并进步镀液扩散才能。没有加光洁剂，或只加直流电镀时1/100的光洁剂，可取得光洁镀层。金属镀层的尺寸也达到了钠米晶级。因而，正在以后镍价下跌，而脉冲整流器价钱降落期间，调查选用脉冲电镀仍是颇有须要的。

2.4 硫酸盐酸性镀锡

硫酸盐光洁酸性镀锡自身就是不容易镀好的镀种，其缘由是年夜消费中易引入杂质且欠好解决(包罗四价锡离子)、容许温度范畴窄，今朝光洁剂少数不睬想，可供抉择的两头体远没有如镀亮镍的多，因此镀层光洁范畴很不容易调宽。另外一个没有太惹人注重的是，该工艺也要求采纳低纹波系数直流电源，不然会呈现与光洁酸性镀铜相相似的毛病。没有注重电镀整流电源的抉择，有时会造成雪上加霜。

外洋有公司对没有加光洁剂的脉冲镀锡做过钻研，发现采纳占空比25%-30%，频次1000-10000Hz的波形，可失去亚钠米镀层晶体。这类晶体关于镀层进步耐热蚀、熔融锡浸润性等功能长短常首要的。

2.5 电泳涂装。

电泳涂漆时若直流纹波系数年夜，也会添加涂层孔隙率，涂层与基体的连系力也降落、抗盐雾实验不容易过关。因而，该工艺也要求采纳低纹波系数直流电源。因为电泳涂漆的非凡性，对电流电源另有一些非凡要求。例如：

(1)零件应具备软启动性能;

(2)电源应具备按时主动关机报警的性能。这是因为槽电压已超越人体平安电压，因此正在手工操作时，易孕育发生触电事变。

2.6 贵金属电镀

很早以来，脉冲电镀正在贵金属方面就已取得了胜利使用。今朝正在贵金属产业消费中仍有年夜量的使用。之以是胜利，纠其缘由，次要是贵金属电镀规模普遍偏偏小，脉冲电源设施已与处理。而一般重金属电镀，年夜功率脉冲电源设施，无论从制作方面，仍是价钱上，均难以推行。

2.7 电镀合金及复合电镀

合金电堆积的难点：一是放弃镀层中合金成分比例无显著动摇，二是正在宽的电流密度范畴内合金成分比例分歧。采纳低纹波系数直流电源，无利于进步镀层品质。

一样，应用脉冲电镀也可失去高质量的镀层。铜锡、钴镍、镍钨等工艺应用脉冲电镀已进行了详尽的钻研。但今朝使用尚少。

2.8 铝氧化。

采纳脉冲氧化比一般直流氧化具备显著的劣势。氧化膜层硬度，厚度，速度等方面功能明显进步。正在兵工等制品方面已失去较多的使用。

3 其它应留意的成绩。

3.1 镀液温升成绩

纹波系数年夜的直流电源及脉冲电源往往会放慢温升。从实践上剖析，这是因为任何非纯直流与正弦波，都能合成为纯直流与一次、二次、三次、屡次谐波。纹波系数越年夜，其谐波重量也越年夜。普通状况下，交流谐波对直流电堆积无奉献，但却能孕育发生年夜量欧姆热，放慢了镀液温升。可见，采纳定脉宽高频稳压/稳流脉冲电源以及低纹波系数直流电源，无利于升高镀液温升。特地是氯化物镀锌以及锌酸盐镀锌炎天头痛的成绩之一是镀液温升(特地是滚镀)过快，加年夜增加剂耗费量，好转镀液、镀层功能。采纳滑润圆滑直流无利于将低镀槽温度。

3.2 整流器负荷率对文波系数的影响。

工作电流越靠近整流器的额外电流，波形越滑润圆滑。特地是可控硅整流电源更为显著。抉择整流器时应依据工艺要求拔取额外输入电源电压靠近年夜需要值，防止应用中孕育发生“年夜马拉小车”景象，保障整流电源输入纹波系数始终放弃正在较低值。

整流电源因为因整流管有损坏而造成缺相运转。关于三相电镀电源二言，尽管某一相电呈现毛病，但此时的整流器输入电流波形却只相称于单项，三减一没有等于二，等于一。因而，为放弃其精良功能，应常常进行保护、检修。佳能备有一台示波器实时查看输入直流波形。

4完结语

必需充沛注重直流电源波形对电镀品质的影响。采纳低纹波电源或性能性脉冲电源能改善电镀品质。电镀消费中应留意电镀整流器的正确选用。