Холодное железнение периодическим током

Разработан новый способ холодного железнения периодическим током с независимым регулированием амплитуд прямого (катодного) и обратного (анодного) импульсов, которое позволяет в несколько раз повысить производительность процесса и улучшить свойства покрытий . Сущность способа заключается в следующем. Питание ванны периодическим током осуществляется от понижающего трансформатора ТР (рис. 26).

Рис. 26. Принципиальная схема электролиза периодическим током с независимым регулированием амплитуд прямого и обратного импульсов: регулирование прямого и обратного импульсов тока реостатами (а) и регулирование прямого импульса тока автотрансформатором (б); Тр – понижающий трансформатор; АТр – автотрансформатор; B1 и В2 – полупроводниковые диоды; R1 и R2 – регулировочные реостаты; A1 и A2 – магнитоэлектрические амперметры; А3 и V1 – электромагнитные соответственно амперметр и вольтметр; Д – ванна

Встречно-параллельное включение вентилей B1 и В2 позволяет с помощью реостатов R1 и R2 разделить и независимо друг от друга регулировать прямой (отрицательный) и обратный (положительный) импульсы переменного тока, задавая им различные амплитуды I^k_m   I^а_m (рис. 27). Осаждение металла происходит в период прохождения прямого импульса. В период прохождения обратного импульса происходит растворение осажденного металла. Вследствие того, что амплитуда прямого импульса I^k_m в несколько раз больше амплитуды обратного импульса I^а_m , осаждение металла значительно превышает его растворение. В итоге на деталях постепенно наращивается слой покрытия. Периодическое (с частотой 50 Гц) изменение заряда деталей и частичное растворение осажденного металла создает условия, позволяющие в несколько раз повысить допустимую плотность тока.

Рис. 27. График периодического тока с независимым регулированием амплитуд прямого и обратного импульсов: I^k_m   I^а_m – амплитуды прямого и обратного импульсов;  I^k_с   I^а_с – среднее значение прямого и обратного импульсов за период T

В результате производительность холодного железнения повышается до уровня производительности горячего железнения постоянным током. Чтобы сократить потери электроэнергии и облегчить управление процессом электролиза перед понижающим трансформатором устанавливают автотрансформатор АТр (рис. 26, б).

При осаждении металлов периодическим током режим электролиза характеризуется не одним, а двумя электрическими параметрами: катодной плотностью тока Д_k и катодно-анодным показателем β , определяемым по формулам

Д_к = I^k_с  / S_k;

β = I^k_с  /  I^а_с

где I^k_с   I^а_с – средние значения за период соответственно прямого (катодного) и обратного (анодного) импульсов тока, А;

S_k – площадь катода, дм².

Оптимальные значения этих параметров при холодном железнении составляют Д_k = 20…30 А/дм², β = 6…10. Кислотность электролита – 0,5…0,9 рН.