124616 (690094), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Рекомендуется концентрация цинка хлористого 70 г/л, хотя для деталей сложной конфигурации это количество может уменьшиться до 50 г/л.

В случае простых деталей и необходимости высоких плотностей тока его количество доводится до 100 г/л, при этом следует стремиться к тому, чтобы общая концентрация ионов хлора была 150-160 г/л, что компенсируется калием хлористым.

Корректирование блескообразующей добавкой следует проводить по данным теста в ячейке Хула или по действительному расходу добавки на 1 м² покрываемой поверхности.

Расчетный норматив расхода добавки 20-25 мл/л². При цинковании в барабанах расход добавки увеличивается в 1,3-1,7 раза.

Соотношение ионов цинка и хлора в электролите должно поддерживаться в пределах 3,0-9,0, при этом оптимальным будет соотношение 4,0 для стационарных ванн и 7,5 - для барабанных.

Электролит с добавками ЦКН, особенно чувствителен к загрязнениям ионами тяжелых металлов и органическими соединениями. К вредным примесям тяжелых металлов относятся медь, хром, свинец, железо, никель, кадмий. Максимально доступные концентрации примесей:

Cu-15 мг/л;

Cr-2 мг/л;

Pb-5 мг/л;

Fe-100 мг/л;

Ni-50 мг/л;

Cd-5 мг/л.

Наиболее часто встречающейся примесью является железо, присутствие которого ухудшает сцепление цинка с основой, увеличивает хрупкость покрытия.

Удаление железа производится в следующей последовательности:

перекачать электролит в запасную емкость;

довести рН электролита до 5,8-6,0;

нагреть электролит до 50-60⁰С;

добавить 1-2 мл/м перекиси водорода;

через несколько часов профильтровать;

охладить электролит и откорректировать рН раствора;

перекачать электролит в основную ванну;

ввести блескообразующую добавку и откорректировать электролит по основным компонентам.

Медь, никель, кадмий, свинец удаляются проработкой электролита при низкой плотности тока 0,1-0,3 А/дм². Шестивалентный хром удаляется из электролита обработкой его небольшим количеством гидросульфата натрия на основе опытов в ячейке Хула. С целью уменьшения загрязнения электролита ионами тяжелых металлов следует своевременно извлекать упавшие на дно ванны детали.

Если корректированием и фильтрацией не достигается получение доброкачественного покрытия, то электролит заменяют. Для этого насосом электролит перекачивают в ванну промывки, а из нее через нижний сливной штуцер спускают в канализацию. Из ванны извлекают упавшие детали, моют ее, перекачивают приготовленный электролит из запасной емкости.

3. Материальный баланс

3.1 Расчет потребности химикатов и электродов

Расчет потребности в химикатах, катодах, ан6одах и других материалах складывается из потребности на первоначальный пуск ванн и оборудования, и расхода на выполнение годовой программы.

А. Расчет потребности химикатов (кг) на первоначальный пуск ванны производится по формуле

G_п=СVn/1000

где С - концентрация компонента в растворе, г/л;

V - объем ванны, л;

n - количество ванн.

На обезжиривание

натр едкий:

G_п = 15 2,6/1000=0,039

сода кальцинированная:

G_п =25 2,6/1000=0,065

тринатрий фосфат:

G_п =40 2,6/1000=0,104

стекло натриевое:

G_п =4 2,6/1000=0,01

ТМС "Элона":

G_п =2 2,6/1000

На активацию кислота соляная:

G_п =50 2,6/1000=0,13

На цинкование окись цинка:

G_п =20 2,6/1000=0,05

аммоний хлористый:

G_п =270 2,6/1000=0,7

кислота борная:

G_п =30 2,6/1000=0,078

клей мездровый:

G_п =2 2,6/1000=0,005

Б. Расчет потребности химикатов (кг) на выполнение годовой программы ведется по формуле

G_Г=Sq/1000

где S - годовая производственная программа цеха, м²;

q - удельная норма расхода химикатов рассчитывается по формуле

q=Р х С

здесь С - концентрация химического компонента в растворе, г/л;

Р - технические неизбежные потери раствора на корректировку, фильтрацию, с воздухом в вентиляцию, с деталями и приспособлениями, л/м²

Следовательно,

G_Г=SРС/1000

Активация

G_Г=13500 0,5 50/1000=337,5

Обезжиривание натр едкий:

G_Г=13500 0,5 15/1000=101,25

сода кальцинированная:

G_Г=13500 0,5 25/1000=168,75

тринатрий фосфат:

G_Г=13500 0,5 40/1000=270

стекло:

G_Г=13500 0,5 4/1000=27

ТМС:

G_Г=13500 0,5 2/1000=13,5

Цинкование окись цинка:

G_Г=13500 0,2 20/1000=54

аммоний хлористый:

G_Г=13500 0,2 270/1000=729

кислота борная:

G_Г=13500 0,2 30/1000=81

клей:

G_Г=13500 0,2 2/1000=5,4

В. Удельная норма расхода окиси цинка рассчитывается по формуле

q=t ([ZnO] + Р_ВС_ХА) +С_ХА (Р _Д + Р _К),

где [ZnO] - теоретический расход окиси цинка на получение покрытия толщиной 1 мкм, г/м² мкм;

Р_В, Р_Д, Р_К - потери электролита в вентиляции, с деталями и на корректировку;

С_{ХА -} концентрация окиси цинка в электролите, г/л.

Теоретический расход окиси цинка рассчитывают по формуле

[ZnO] =dM_ХА/М_ХА,

где d - плотность цинка, г/см³;

М_ХА и М_Х - молекулярный вес окиси цинка и цинка.

[ZnO] =7,14 81,4/65,4=8,9

q=9 (8,9+0,25 20) +20 (0,25+0,25) =135

Г. Расход растворимых анодов (кг) определяется потребностью металла, идущего на получение покрытия на деталях, неизбежным расходом на покрытие подвесок и рассчитывается по формуле

G=1,05 S_i td/1000,

где S_i - площадь покрываемой поверхности с учетом подвесок, м²;

d - плотность металла, г/см³;

t - толщина покрытия, мкм.

Коэффициент 1,05 учитывает неизбежные потери анодного материала при механическом изготовлении анодов.

G=1,5 1,71 9 7,14/1000=0,12

Д. Расход нерастворимых электродов определяется их механическим и химическим износом в процессе работы ванны по следующей формуле:

С_АН= (КLHtd) /1000,где К - коэффициент сменяемости анодов (катодов), (раз/год),

L,H,t - длина, ширина (принимается 0,6 от общей длины ванны за вычетом размеров змеевиков) и толщина анода, см;

d - плотность металла анода (катода), г/см³.

L=224 0,6=134,4

H=80 0,6=48

t=20

d=7,8 г/см³

Обезжиривание:

С_АН= (0,1 134,4 48 20) /1000=13

Активация:

С_АН= (0,2 134,4 48 20) /1000=25,8

Цинкование:

С_АН= (2 134,4 48 20) /1000=258

Е. Расход материалов на шлифование и полирование определяют по нормам, приведенным в таблице.

Таблица 3.1

Наименование операции	Обрабатываемый материал	Расходуемый материал	Норма расхода на 1 м2
Шлифование	Саль Медь и ее сплавы, цинковые и алюминиевые сплавы	Круги войлочные Абразивные материалы Секции х/б Паста Круги войлочные Абразивные материалы Секции х/б Паста	0,015 шт. 0,4 кг 0,04 шт. 0,15 кг 0,015 шт 0,3 кг 0,04 шт. 0,1 кг
Полирование	Сталь Медь и ее сплавы Сплавы на основе алюминия Медные и никелевые покрытия Хромовые покрытия	Секции х/б Паста Секции х/б Паста Секции х/б Паста Секции х/б Паста Секции х/б Паста	0,04 шт. 0,15 кг 0,03 шт. 0,1 кг 0,03 шт. 0,12 кг 0,03 шт. 0,07 кг 0,01 шт. 0,03 кг

Ж. Расход материалов на изготовление подвесочных приспособлений составляет 5-8 кг на 1 м² покрываемой поверхности.

З. Данные по расходу химикатов и электродов сводятся в таблице 3.2

Таблица 3.2

Сводная ведомость расхода химикатов и электродов

Наиме-нование операции	Наиме-нование электрода или химиката	ГОСТ или ТУ	Расход на 1 м2 поверхности	Обраба-тываемая поверх-ность, м2/год	Расход материала на первона-чальную загрузку, кг	Расход материала на годовую программу, кг	Общая годовая потреб-ность, кг
Электрохимическое обезжиривание Активация Цинко-вание	натр едкий сода кальци-нирован-ная тринатрий фосфат стекло натриевое ТМС "Элона" кислота соляная окись цинка аммоний хлористый кислота борная клей мездровый		15 25 40 4 2 50 20 270 30 2	13500	0,039 0,065 0,104 0,01 0,005 0,13 0,05 0,7 0,078 0,005	101,25 168,75 270 27 13,5 337,5 54 729 81 5,4	1787,4

3.2 Расчет расхода воды

При нанесении гальванических покрытий потребуется большое количество воды, которая расходуется на составление электролитов, растворов, на промывку деталей, охлаждение ванн и источников тока. На промывку деталей расходуется основная масса воды. В целях экономии воды необходимо использовать многоступенчатую промывку и обязательно повторно использовать воду, применяемую на охлаждение оборудования.

Расход воды на приготовление электролита рассчитывается на основании объема и количества соответствующих ванн нанесения покрытия, предварительной подготовки и окончательной обработки поверхности деталей. Расход воды на корректировку растворов и промывку оборудования принимают 20 - 40% от расхода воды на приготовление растворов.

При выборе схем промывки необходимо соблюдать следующие условия:

одноступенчатая схема промывки применяется в автоматических линиях при малом удельном выносе раствора, низком критерии промывки, небольшой производительности линии, для предварительных и заключительных операций по нанесению покрытия на подвесках, а также если расчетный расход воды меньше объема воды в промывной ванне;

двухступенчатая схема промывки применяется при большой производительности оборудования, высоком критерии промывки, большом удельном выносе раствора, при промывке в барабанах, насыпью в корзинах, а также если расчетный часовой расход воды больше объема воды в промывной ванне.

Расчет расхода воды на промывные операции до достижения в ванне улавливания 40% -ой концентрации основного компонента в рабочей ванне производится по следующим формулам:

при одноступенчатой промывке

Q_Ц=0,11kV;

где V - объем ванны улавливания;

k - критерий окончательной промывки, показывающий во сколько раз следует снизить концентрацию основного компонента электролита, выносимого поверхностью деталей, до допустимого значения, и определяемый согласно следующей формуле:

k=C₀/C_Д;

где C_{0 -} концентрация основного компонента в рабочей ванне, г/дм²;

Характеристики

Список файлов курсовой работы