电流波形可分为连续波形和不连续波形两大类,前者常见的有平滑直流电、单相全波、三相半波、三相全波、六相半波和六相双反星形等,后者如单相半波、控制角不等于零的可控硅整流器的输出电流和脉冲电流等。
电流波形对镀层性能的影响早已被人们所了解。比如,在装饰性镀铬中,电流脉动系数越小,则光亮电流密度范围越宽,镀层光亮度越好。所以采用平滑直流、三相全波、三相半波等电流最好,若采用单相全波,对新配制的电解液问题不大,但对老化后的电解液,高电流密度区光亮度降低,即光亮电流密度范围缩小。若采用脉动系数更大的单相半波,则得不到光亮镀层。与此相反,在焦磷酸盐镀铜时,采用单相半波或单相全波,却可以提高镀层的光亮度和允许电流密度的上限。
除常用的电流外,目前在电镀生产中已使用的电流还有:换向电流、脉冲电流、不对称交流和交直流叠加等,现分述如下。
1、换向电流
所谓换向电流就是周期性地改变直流电的方向。电流为正向时,镀件作阴极,电流为反向时,镀件作阳极,正向时间和反向时间之和称为换向周期。生产实践证明,在氰化物镀铜、黄铜和银中,采用周期换向电流,镀层质量较好。而且允许电流密度的上限较高,并可获得厚镀层。
周期换向电流的良好作用可以这样来解释:当镀件为阳极时,表面尖端及不良的镀层优先溶解,使镀层周期性地被整平;当电流反向时,阴、阳极的浓度差极化都减小,提高了允许电流密度的上限。
不难理解,换向电流不是在任何情况下都适用的。例如,在短时间内镀覆形状复杂的零件时,尤其是在酸性电解液中,镀件作为阳极时,凹处的基体表面会溶解,电解液将受污染。有时,镀件作为阳极时,镀层会发生钝化,严重影响镀层的结合强度。
2、脉冲电流
脉冲电流通常由周期性的方波或正弦脉波组成。与直流电流相比,脉冲电流可以调整的参数比较多,例如,脉冲波形、脉冲幅值、通断比和脉冲频率。通过这些参数的改变,再与适当的电解液配合,就能获得质量较好的镀层。因为脉冲电流很大,增加了阴极的电化学极化,在断电时又降低了浓度差极化,所以镀层结晶细致。
用脉冲电流进行电镀,可以提高镀层的致密性和耐磨性,降低镀层的孔隙率和电阻率。目前,脉冲电流已用于镀金、镀银等电镀工艺。
3、交直流叠加
在镀厚银及磁性合金时,采用叠加交流的直流电,能改善镀层外观和提高电流密度。根据叠加交流值的大小,交直流电流叠加的波形有如下三种。
(1)若叠加的交流值小于直流值,则为脉动直流。
(2)若叠加的交流最大值等于直流值,则为间歇直流。
(3)若叠加交流最大值大于直流值,则相当于不对称交流。
叠加交流时应注意降低电压,否则易发生危险。交流电的频率不能太高,否则物质的扩散与迁移不能与频率相适应,效果不大。随着频率降低,效果逐步提高。交流电的频率应小于50Hz。