Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
I MỤC LUC
Chương I .Giới thiệu khái quát về công nghệ mạ xoa
I Giới thiệu chung.
II Qúa trình hình thành lớp mạ xoa .
1 .Khái niệm cơ bản về mạ xoa .
2 Điều kiện tạo thành lớp mạ xoa.
3 Đặc điểm của lớp kim loai mạ.
III Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lớp mạ
1 Điện thế và dòng điện.
IV Đặc điểm của dung dịch mạ xoa.
V Gia công bề mặt trước khi mạ.
1 Gia công cơ học.
2 Làm sạch bề mặt.
Chương II : Nguyên lý hoạt động và kết cấu của các loại nguồn
một chiều
I Các loại nguồn một chiều dùng cho mạ xoa .
1. Máy phát một chiều.
2. Chỉnh lưu dùng các thiết bị điện tử công suất.
II Các phương pháp điều kiển điện áp chỉnh lưu .
1. Điều chỉnh điện áp bằng biiến áp tự ngẫu .
2.Điều chỉnh điện áp bằng thiềt bị bán dẫn .
3. Điều chỉnh điện áp dùng cho bộ chỉnh lưu
III. các sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển
A. các sơ đồ chỉnh lưu một pha có điều khiển
1. Chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ có điều khiển
2. Chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ có điều khiển
SV:Nguyễn Văn Định – Lớp : CTM3 - K44
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
3. Chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển
4. Chỉnh lưu cầu một pha không đối xứng

1 Tính biến áp xung .
2 Chọn IC khuếch đại thuật toán .
3 Chọn khâu khuếch đại toạ xung.
4 Tính chọn khâu so sánh .
5 Tính chọn khâu đồng pha .
IV Sơ đồ bộ nguồn một chiều cấp điện cho mạch điều khiển .
Chương V. Các vấn đề bảo vệ và ổn định các thông số đầu ra
của nguồn mạ xoa .
I Tính chọn các thiết bị bảo vệ .
1.Bảo vệ quá điện áp .
2.Bảo vệ nắn mạch điện .
3.Bảo vệ quá nhiệt cho van .
V .Vấn đè ổn định thông số đầu ra của nguồn mạ xoa .
Kết luận
Tài liệu tham khảo

3
SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
3
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
CHƯƠNG I
I TỔNG QUAN VỀ MẠ XOA
Chất lượng bề mặt của chi tiết máy với các đặc tính như khả năng chịu
mài mòn ,chịu nhiệt ,tính trơ hoá học , chống rỉ có ý nghĩa quyết định đến tuổi
thọ ,độ tin cậy của chúng . Xu thế nâng cao năng suất và tác động nhanh của
thiết bị làm cho điều kiện làm việc của chúng thêm khắc nhiệt .Ngoài ra ,nhu
cầu sử dụng thiết bị ngày càng nhiều ,trong khi giá thanh chế tạo cao vì vậy việc
phục hồi các chi tiết sau một thời gian làm việc đã hư hỏng mất giá trị sử dụng
(như không đủ kích thước , không đủ độ bền , không đảm bảo liên kết lắp ghép )
có ý nghĩa kinh tế vô cùng lớn .

cấp liên tục bằng máy bơm dung dịch . Quá trình mạ chỉ diễn ra ở những nơi bút
xoa chi tiết tiếp xúc với chi tiết gia công. Sơ đồ nguyên lý của chung của hệ
thống thiết bị mạ xoa được thể hiện ở hình 1
Trong dung dich mạ xoa , chỉ phóng điện hoàn nguyên kết tinh tại nơi tiếp xúc
giữa bút mạ xoa và chi tiết . Sự dịch chuyển của bút mạ hạn chế sự lớn lên và sát
nhập của các hạt tinh thể , do đó trong lớp mạ tồn tại rất nhiều các hạt tinh thể
nhỏ mịn và lệch vị , dẫn tới nâng cao củng cố độ cứng của lớp mạ .
Dung dịch mạ xoa thông qua bút xoa được cung cấp kịp thời lên bề mặt làm
việc , rút ngắn quá trình khuếch tán ion kim loại ,khiến cho không nảy sinh hiện
tượng thiếu ion . Do hàm lượng ion trong kim loại rất cao cho phép sửa dụng
dòng điện cao hơn bể mạ rất nhiều , do đó hình thành lớp mạ cao .
Nguyên lý của kỹ thuật mạ xoa có thể biểu thị bằng công thức sau :
M
n+
+ne ⇒ M
Trong đó M
n+
:ion kim loại
n:Hoá trị của kim loại
e :Điện tử
m :nguyên tử kim loại
5
SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
5
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
-
1
+
2
6

+ Cu:15-20 HRC
+Ni:48-52 HRC
+Cr:58-65 HRC
III CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHÊ CƠ BẢN CỦA KỸ THUẬT MẠ XOA.
Điện thế và dòng điện mạ :ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng lớp mạ. Nếu
điện thế cao,dòng điện mạ xoa lớn ,tốc dòng mạ xoa tăng nhanh , để hình thành
lớp mạ thô xốp . Dòng điện lớn làm phát sinh nhiệt nhiều ,tăng nhiệt độ dung
dịch mạ xoa, tốc độ mạ xoa càng nhanh ,bế mặt lớp mạ càng khô nhanh,làm tốn
nhiều dung dịch mạ , dương cực dễ bị cháy khiến cho lớp mạ bị đen và thô
rám ,thậm chí bong ra do quá nhiệt . Nếu điện thế quá thấp hơn yêu cầu , tốc độ
hình thành lớp mạ quá chậm , đồng thời lớp mạ cũng thấp. Muốn cho chất lượng
lớp mạ đảm bảo hiệu suất sản suất , cần xác định phạm vi sử dụng của hiệu điện
thế tuỳ theo dung dịch mạ ,
IV ĐẶC ĐIỂM DUNG DỊCH MẠ XOA :
-Dung dịch mạ xoa phần lớn là dung dịch của các hợp chất hữu cơ của kim
loại hoà tan trong nước và có tính ổn định cao.
-Dung dịch mạ xoa có hàm lượng ion trong dung dịch cao hơn dung dịch mạ
điện thông thường một vài lần cho nên năng xuất rất cao .Tốc độ mạ gấp3 đến 5
lần dung dịch bình thường
-Nhìn chung phần lớn các loại dung dịch mạ xoa không cháy , không độc vì
phần lớn dung dịch mạ là trung tính , do đó có thể đảm bảo thao tác thủ công an
toàn .
-Tính ổn định của dung dịch mạ xoa cho phép có thể sử dụng tuần hoàn trong
một thời gian dài ,trong một phạm vi nhiệt độ , mật độ dòng tương đối rộng
trong quá trình sử dụng mà không cần thiết phải điều chỉnh nồng độ cuả ion kim
loại .
7
SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
7
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
* Tẩy bằng dung môi hữu cơ.
Làm sạch các loại dầu, mỡ khoáng, thuốc đánh bóng , dầu mỡ bảo quản…
sau khi tẩy trong dung môi hữu cơ trên bề mặt vật thể vẫn còn một lớp dầu mỡ
mỏng nhưng vẫn đủ làm giảm độ gắn bám của lớp mạ đối với kim loại nền. Để
loại bỏ hoàn toàn lớp mỏng dầu mỡ này ta phải tẩy tiếp bằng phương pháp hoá
học và điện hoá.
2 Dầu mỡ bám trên bề mặt vật nền có hai loại: Là loại có nguồn gốc thực
vật như este phức tạp của glixerin và những axit béo bậc cao như stear
palmitic… và loại có nguồn gốc khoáng vật là các hỗn hợp của
hydrocácbon như paraphin dầu máy mỡ kỹ thuật. Nhiệm vụ của dầu máy
mỡ kỹ thuật là làm sạch cả hai loại này khỏi bề mặt vật nền. Loại nguồn
gốc thực vật có thể tác dụng với xút thành xà phòng nên tan trong nước.
Loại có nguồn gốc khoáng không có khả năng xà phòng hoá nên có thể
tẩy chúng bằng chất tẩy rửa đặc biệt. Khi tẩy dầu mỡ hoá học thì cả hai
quá trình trên đều xảy ra. Vì vậy dung dịch tẩy dầu mỡ hoá học có chất
lượng cao phải thấm ướt tốt bề mặt cần tẩy và ngấm sâu vào chất bẩn
cần tẩy hoà tan, xà phòng hoá được dầu mỡ động thực vật và dễ rửa sạch
sau khi tẩy. Trong công nghiệp dung dịch tẩy có các thành phần như xút,
phốt phat thuỷ tinh lỏng, xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp. Ngoài ra còn
dùng thêm chất hoạt động bề mặt để làm tăng hiệu quả tẩy rửa, thường
là các chất tạo bọt hoặc các sản phẩm khác dùng trong tẩy rửa.
3 Tẩy dầu mỡ điện hoá
Được thực hiện với một thời gian ngắn trong khâu làm sạch lần cuối để
lấy đi màng dầu mỡ còn sót lại sau lần tẩy trước. Dung dịch tẩy điện hoá có
thành phần giống như dung dịch tẩy dầu mỡ hoá học nhưng nồng độ loãng hơn.
Có thể dùng dòng điện xoay chiều hoặc một chiều cho tẩy điện hoá. Khi dùng
dòng điện một chiều thì vật tẩy có thể là katôt hoặc anôt.
Cơ chế của tẩy dầu mỡ điện hoá là tách dầu mỡ trên bề mặt thành nhũ
tương trong dung dịch bằng các bọt Hydro trên katôt hoặc bọt ôxi trên anôt: Khi

SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
10
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
5 Mạ lớp lót
Mạ tốt lớp lót , nâng cao độ
bám dính bề mặt
Nối thuận cực
6 Mạ lớp kích thước
Phục hồi nhanh kích thước
của chi tiết
Nối thuận cực
7 Lớp mạ làm việc
Đạt độ chính xác về kích
thước , đáp ứng yêu cầu về
tính năng của bề mặt
Nối thuận cực
8 Xử lý sau khi mạ
Thổi khô , sấy khô ,bôi dầu
ram thấp , mài ,đánh bóng
Lựa chọn theo nhu
cầu

CHƯƠNG II
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ KẾT CẤU CỦA CÁC LOẠI
NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU
Hiện nay có nhiều loại nguồn điện khác nhau có thể sử dụng làm nguồn
mạ xoa ,nguồn xoay chiều đối xứng , nguồn xoay chiều không đối xứng , nguồn
đổi cực , áp dụng siêu âm … Nhưng phổ biến nhất và đơn giải nhất vẫn là nguồi
một chiều .Trong thực tế nguồn một chiều thường sử dụng cho mạ xoa là máy
phát một chiều và chỉnh lưu ra dòng điện một chiều . Chất lượng lớp mạ phụ

và áp phù hợp với yêu cầu của dòng điện mạ xoa . Ngày nay chỉnh lưu được
sử dụng ngày càng phổ biến để tạo ra nguồn một chiều cho thiết bị mạ xoa
vậy để tạo ra nguồn một chiều cho thiết bị mạ xoa ta dùng bộ nguồn chỉnh
lưu .
CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP ĐẦU RA CỦA BỘ
CHỈNH LƯU.
Muốn thay đổi điện áp ở đầu ra của bộ chỉnh lưu người ta có nhiều phương
pháp ,sau đây ta xét ba phương pháp thông dụng nhất .

1 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP ĐẦU RA BẰNG BIẾN ÁP TỰ NGẪU.
12
SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
u
mb atn mbacl
cl
_
+
12
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Hình 1
Nguyên lý hoat động của sơ đồ : Cấp nguồn xoay chiều ba pha vào
máy biến áp tự ngẫu , nhờ hệ thống chổi than trượt trên dây quấn thứ cấp để thay
đổi điện áp đầu ra . Đầu ra của máy biiến áp tự ngẫu nối với cuộn sơ cấp của
máy biến áp chỉnh lưu . Máy biến áp này có nhiệm vụ hạ áp xuống theo tỷ số
biến áp K cố định để cung cấp cho bộ chỉnh lưu diôt . Bộ chỉnh lưu này có
nhiệm vụ biến đổi điện áp ba pha xoay chiều thành điện áp một chiều cho thiết
bị mạ xoa .
Sơ đồ trên có ưu điểm là không phải điều khiển việc đóng mở các van . Mặt
khác trên thị trường các van điốt có công xuất lơn hơn các van có điều khiển , do

công nghệ. Nhưng phương pháp này có đặc điểm là việc điều khiển mở các van
rất phức tạp, gây không ít khó khăn cho việc vận hành và sửa chữa.
3. ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP ĐẦU RA DÙNG CÁC BỘ CHỈNH LƯU CÓ
ĐIỀU KHIỂN:
14
SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
14
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Hình 3
Hình 6: Sơ đồ điều chỉnh điện áp dùng bộ chỉnh lưu điều khiển.
Nguyên lý hoạt động của sơ đồ: Khi cấp nguồn điện xoay chiều ba pha
máy biến áp chỉnh lưu, nhờ máy biến áp hạ điện áp xuống điện áp không tải cấp
cho bộ chỉnh lưu điều khiển Tiristor. Tại thời điểm điện áp anốt của Tiristor
dương, cấp xung điều mở các van. Khi van mở thông, dòng điện từ thứ biến áp
qua van đến tải. Góc mở các Tiristor phụ thuộc vào giá trị của điện áp đầu ra.
Sơ đồ này có ưu điểm là gọn nhẹ, các Tiristor chỉ phải chịu điện áp ngược
nhỏ, việc điều khiển mở các van dễ dàng, đải điều chỉnh điện áp lớn và có liên
tục trong suốt dải điều chỉnh đó.
Nhận xét : Qua các sơ đồ đã xét ở trên ta thấy sơ đồ điều khiển điện áp ra
dùng bộ chỉnh lưu có điều khiển và đơn giản nhất và có ưu điểm hơn các sơ đồ
khác về mặt điều khiển, vận hành và sửa chữa. Trong thực tế với loại tải mạ xoa
người ta thường dùng sơ đồ điều khiển điện áp đầu rabằng các bộ chỉnh lưu điều
khiển.
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC
Từ các sơ đồ ở phần trên ta chọn sơ đô điều chỉnh lưu ba pha có điều khiển . Sau
đây ta xét một số sơ đồ chỉnh lưu để chọn ra sơ đồ chỉnh lưu phù hợp với tải
15
SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
15

không được tốt.
16
SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
16
ỏn tt nghip Trng i Hc Bỏch Khoa H Ni
2. S cnnh lu 1 pha hai na chu k dựng tiristor cú iu khin

io
ut2
o
sơ đồ chỉnh luu 1 pha hai nủa chu kỳ dùng tiristor khi tải
r,l
ud
t1
rt
u1
u22
t2
u21
ut1
l
id
o
ud
ud
sơ đồ điện áp
Hỡnh 5
S ny cn hai cun dõy bin ỏp th cp vi cỏc thụng s giụng ht nhau.
mi na chu k cú mt van bỏn dn cho dũng chy qua.
S ny bin ỏp phi cú hai cun dõy th cp vi thụng s ging nhau

3.Chnh lu cu mt pha i xng dựng tiristor cú iu khin khin
sơ đồ chỉnh luu cầu 1 pha dùng tiristor đx
ud=2
cos
u22
u2u1
ud
t4
t3
l
t1
t2
rt
o
id1,3
id
i2
id
o
id2,4
o
id
id
o
id
o
ud
ud
sơ đồ điện áp
o

u
d
rt
u
21
l
t1
o
o
u
d
sơ đồ điện áp
chnh lu
ny cú cht lng in ỏp ra ging nh chnh lu cú bin ỏp chung tớnh
4.Chnh lu cõu khụng i xng
19
SV : Nguyn Vn nh Lp : CTM 3 K44
19
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
o
2
ud=2
cos
u2
c«ng thóc tÝnh to¸n
d4
u1
u2
t1
rt

u2
t1
rt
d3
l
ud
t2
o
i2
id
o
it2
o
id2
id
id
it1
o
o
id
id
s¬ ®å chØnh luu cÇu 1 pha k®x
s¬ ®å ®iÖn ¸p
ud
ud
20
SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
20
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Hình 7

0
để góc mở của các van là giao điểm của van là trùng nhau. Với sơ
đồ chỉnh lưu tia ba pha thì góc thông tự nhiên của van là giao điểm của hai điện
áp pha ở phần dương tức là dịch pha 30
0
so với điện áp pha đó. Khi đó góc mở
nhỏ nhất α =30
0
thì điện áp chỉnh lưu đạt giá trị cực đại. Ta có nguyên lý hoạt
động của sơ đồ như sau: Tại thời điểm mở van T
1
, pha A có điện áp dương hơn
nên van T
1
cho dòng tải I
d
chạy qua tải và về trung tính của máy biến áp. Khi
điện áp của pha dương hơn nhưng nếu T
2
chưa có xung điều khiển mà pha A vẫn
dương hơn trung tính thì T
1
vẫn dẫn dòng cho đến khi van T
1
có xung điều
khiển mở mới thôi. Tương tự như vậy khi pha C dương hơn.
Sơ đồ dạng sóng điên áp chỉnh lưu với góc mở ỏ =30
0
và . ỏ >30
0

sinθ dθ =1.17U
2t
2
6
cos1






+
Π
+
α
Với sơ đồ chỉnh lưu tia ba pha và các dạng sóng điện áp chỉnh lưu khi
góc mở điện áp thay đổi ta thấy chất lương điện áp chỉnh lưu khá tốt biên độ
dao động điên áp khoảng 50% .Khi góc mở α <30
0
thì dòng liên tục với bất kỳ
loại tải nào , nhưng khi góc mở α >30
0
thì điện áp chỉnh lưu bắt đầu bi gián
đoạn .
2 CHỈNH LƯU TIA 6 PHA :
Sơ đồ chỉnh lưu tia ba pha xét ở trên chất lượng điện áp chưa thật tốt lắm
nên khi cần chất lương điện áp tốt hơn ta sửa dụng sơ đồ nhiều pha hơn .Một
trong những sơ đồ đó là chỉnh lưu tia sáu pha . Sơ đồ mạch động lực đươc mô
tả như hình vẽ.


*
A
B
C
23
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Hình 11
Sơ đồ này gồm 6 Tiristor chia làm hai nhóm . Nhóm thứ nhất gồm ba van
T
1
,T
3
,T
5
tạo ra điện áp . Nhóm thứ hai gồm ba van T
2
,T
4
,T
6
tạo ra điện áp U
d2
.Điện áp thứ cấp U
a1
và U
a2
, U
b1
và U

-T
1
,
-T
5
-T
3
,
.Ta thấy tại bất kỳ thời điểm nào cũng có hai Tiritor dẫn
dòng trong đó một van thuộc nhóm thư nhất và một van thuộc nhóm thứ hai .

24
SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
1
d
d
2
24
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Khi đó điện áp đăt trên tải U
d
=
2
2
2
1 UdUd
+
. Do hiệu số điện áp
U
d

6
Id
.
Giá trị hiệu dụng của dòng chảy qua mỗi van : I
hd
=
6
Id
.
Từ sơ đồ dạng sóng điện áp H.15 ta thấy điện áp tải là phần dương hơn
của các điện áp pha đập mạch bậc sáu .Với dạng sóng điện áp như trên thì chất
lương điện áp một chiều là tốt nhất . So với các sơ đồ khác thì sơ đồ chỉnh lưu
sáu pha dùng cuộn kháng cân bằng có dòng điện chạy qua van bán dẫn bé nhất
do đó sơ đồ chỉnh lưu tia sáu pha có ý nghĩa khi cần dòng tải lớn . Nhược điểm
của sơ đồ là chế tạo máy biến áp phức tạp hơn các sơ đồ khác .
3. CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỐI XỨNG 25
SV : Nguyễn Văn Định Lớp : CTM 3 – K44
2
5
C
B
6
4
A
1
3
d