理论教育 硬质阳极氧化的电源波形与脉冲阳极氧化比较

硬质阳极氧化的电源波形与脉冲阳极氧化比较

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:日本在硬质阳极氧化生产中率先采用了单向脉冲直流阳极氧化技术,为奠定脉冲阳极氧化的理论基础做出了贡献。直流脉冲电源 目前,硬质阳极氧化最广泛使用的新型电源是直流单向脉冲技术,自20世纪80年代末以来,硬质阳极氧化生产使用脉冲整流电源。这样使得硬质阳极氧化生产既保持高质量的氧化膜又实现高效率的稳定生产。在这样的情形下,阳极氧化的温度可以高于常规直流硬质阳极氧化,并已经在工业上得到应用。

硬质阳极氧化的电源波形与脉冲阳极氧化比较

硬质阳极氧化由于电流密度高,基本问题在于有效散热,除了冷冻、搅拌等常规措施改进以强化散热外,近年来硬质阳极氧化的重要进展是引入复杂电源,如偏电压、脉冲电压、周期间断或周期换向电流等非常规直流电源。目前,常用的特殊电源波形主要有直流单向脉冲、交流叠加直流、间断电流等。其中在工业上使用最广泛、效果最佳的是直流单向脉冲技术。日本在硬质阳极氧化生产中率先采用了单向脉冲直流阳极氧化技术,为奠定脉冲阳极氧化的理论基础做出了贡献。

(1)常规直流电源 由于普通直流电源成本低而且比较简单,硬质阳极氧化生产中目前用得最多的还是直流电源。硅整流器(SCR)与固态控制器件的发展,使电源的可靠性达到了新的水平。但是在高电流密度时出现的问题较多,因此即使电源的电流密度能够达到5A/dm2,许多工厂宁愿在不超过2.5A/dm2下操作,尤其对2000系铝合金阳极氧化的场合。

直流硬质阳极氧化操作的关键步骤是控制起始电流,如果电流上升速度太快,存在“烧损”的危险,即被氧化的部件可能局部损坏或全部溶解。为避免上述情况出现,一般有两种解决办法:第一种办法为控制电流上升速度,对比较难于阳极氧化的铝合金电流上升速度应慢一些;第二种办法是首先把电流密度控制在常规阳极氧化的1.0~1.5A/dm2范围内,当氧化膜达到2~3μm之后,再将电流逐渐上升到需要的较高电流密度水平。这两种办法虽然有些效果,但是都会延长硬质阳极氧化的时间,不是工业化生产的优选方案,因此研究开发其他新型电源仍然是有现实意义的。(www.daowen.com)

(2)直流(DC)脉冲电源 目前,硬质阳极氧化最广泛使用的新型电源是直流单向脉冲技术,自20世纪80年代末以来,硬质阳极氧化生产使用脉冲整流电源。首先在日本兴起的脉冲阳极氧化电源,接着意大利和美国相继采用。其主要优点是可以在较高电流密度下操作,对许多合金,即使电流密度维持在3A/dm2都不至于发生烧损问题。这样使得硬质阳极氧化生产既保持高质量的氧化膜又实现高效率的稳定生产。

(3)交直流叠加 20世纪50年代交直流叠加技术已经运用于硬质阳极氧化,一般来说当时的交流电压总是小于基值直流电压。叠加交流电压的波形总是正向的,交流的峰值电压不应超过直流电压。在这样的情形下,阳极氧化的温度可以高于常规直流硬质阳极氧化,并已经在工业上得到应用。日本对于这种波形对阳极氧化膜性能的影响做了广泛的研究,除了交流直流叠加之外,还有间断电流、周期换向电流等,但是至今在工业上广泛应用的还只是脉冲直流电源。

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