年产10万㎡金色不锈钢板.doc

北京理工大学珠海学院2016级毕业设计年产10万㎡金色不锈钢板年产10万㎡金色不锈钢板工艺设计摘要本设计选用型号为304不锈钢进行电镀仿金设计，其中仿金采用的是铜锌合金采用无氰电镀的方法，我们还将电镀不锈钢的工艺流程，做出了简要说明最后参考了文献选择了配方，进行了物料衡算，也画出了本设计的车间设计图关键词：304不锈钢；电镀仿金；工艺流程；物料衡算Annual production of 100,000 ㎡ golden stainless steel plate process design AbstractThis design selects the model is 304 stainless steel carries on the electroplating imitation gold design, among which the imitation gold USES is the copper zinc alloy.We also give a brief description of the process of electroplating stainless steel by the method of cyanide-free electroplating.Finally, the formula was selected by reference to the literature, the material balance was calculated, and the workshop design drawing of the design was drawn.Key words: 304 stainless steel;Electroplating imitation gold;Process flow;Material balance目录1前言 11.1不锈钢板简介 11.2不锈钢着色研究进展 21.2.1化学着色法 21.2.2真空离子着色法 21.2.3激光氧化着色法 21.2.4离子注入着色法 21.2.5新型超声波热浸着色法 22设计方案 42.1设计方案 42.2材料选择 42.2.1镀层材料的选择 23工艺流程 63.1工艺流程图 63.2工艺流程介绍 73.2.1除油 73.2.2浸蚀 73.2.3活化处理 73.2.4钝化 73.2.5上罩光漆 73.2.6不锈钢电镀 74生产纲领 94.2成本核算 145生产设备选型与计算 155.1电镀时间计算 155.2主要生产设备计算 155.3车间布局 155.2需要的主要设备 156物料衡算 167生产用水、用电量 187.1生产用水量 157.2生产用电量 158三废处理 188.1废水处理 158.2废气处理 158.3废渣处理 159小结 18参考文献 19致谢 201前言不锈钢板是一种物美价廉的板材材料，但是客户对他的性能比较高。

不锈钢板在生产过的程中容易会出现各种问题，就比如有划痕、有污染从而其性能质量上，划伤、折痕等这些问题是这些材料不可以出现的，而这些问题在一些餐具上制作时也是决不允许的，在抛光的时候就比较难抛一点在现在钢材建筑市场不锈钢板有越来越大的需求，而且开始倾向有一些地区之所以不锈钢板材腐蚀的程度不一样，是因为地区的气候不同就比如沿海的地方不锈钢板材的腐蚀会比较严重，以传统碳钢彩涂板作为建筑材料的房屋，存在材质耐腐性、强度、韧度等较差的缺陷为确保安全，沿海的很多地区需要几年更换一次房顶等建筑材料为解决这一问题，建材行业一直在不断地探索与实践，提出了使用耐腐蚀性高和延展性能的不锈钢板材作为建筑材料的使用色泽单一且易折射的不锈钢板，容易造成光污染也不太美观然后开始就有各式各样的彩色不锈钢的出现，现在我国厂家主要还是以冷轧着色为主，还有一部分是电镀工艺，所以我们这次这次设计的主要意义就是为了设计出质优美观的金色不锈钢板材，以满足建材市场的需求1.1不锈钢板简介不锈钢板的总称一般是不锈钢板和耐酸钢板在二零零年以后，不锈钢板的发展为科技进步和现代工业化的发展起到了非常重要的基础建设作用不锈钢板的表面比较光亮整洁，有一定的韧性和塑性，有较高的机械强度，耐酸、碱性气体和其他溶液与一些介质的侵蚀。

它不是很容易生锈，不是绝对不生锈，只是防腐防锈能力比较强不锈钢由于具有优良的防腐蚀防锈、耐磨损等特性[1,2]而得到广泛应用而经过化学处理之后的着色后让不锈钢材具有良好的装饰性使不锈钢板材受到更多的欢迎不锈钢着色材料不仅具有有优良的消光性和吸热性，而且具有出色的装饰性，有些处理还能提高不锈钢的防腐蚀防锈、耐磨损性，现已广泛用于医疗器械、建筑、家具武器、光学仪器、等领域，因此，不锈钢着色处理的研究受到了重视现在就有许多不锈钢着色的工艺、着色光亮剂及添加剂、着色液的配方已经陆续研制成功[3-5]1.2不锈钢着色研究进展1.21 化学着色法在不锈钢的着色工艺之中，运用的最平常、最广泛的方法就是化学着色法化学着色方法的好处在于它可以去着色复杂的工件形状，没那么复杂而且所着色的颜色一班都是比较均匀的，它的不足之处就是不好控制颜色的再现性并且着色温度也高[5]1.2.2真空离子着色法真空离子着色法这个染色方法对环境比较友好而且不会造成太大的污染，采用该技术的好处就是真空离子镀生产出的离子镀层致密性及结合力良好且纯度高、厚度均一因此目前以及大批量使用于一些不锈钢的零件进行离子镀，并且经过真空离子镀这个方法处理的镀层使不锈钢外壳具有更好的外观装饰性而且表面呈现出的金属色泽也必将好。

它存在的问题主要是该镀层其色泽稳定性与重复性的控制工艺难度很高且颜色较为单调并且结合力也不够强[6]1.2.3激光氧化着色法中国发明专利（CN201010107718.2）公开了一种激光氧化着色可以制作生产大面积性能比较高的彩色不锈钢的方法，利用激光的光-热化学效应在不锈钢的表面氧化生成不同厚度和不同种类的薄膜氧化物，通过氧化物呈现出来的颜色与生产的薄膜共同干涉作用让不锈钢的表面着色[7]1.2.4离子注入着色法离子注入着色法主要是可以把金属离子和气体离子注入金属内从而达到想要的着色效果对植物的离子注入技术也有一定的的应用，而且离子注入着色法已在很多领域得到了应用，已经取得了一定的经济和技术成果例如，在离子注入法的作用下，薄膜与基板之间可以减弱界面，涂层不易脱落，镀层均匀致密，附着力强，镀层坚固；在良好的衍射性的基础下，可在材料上镀各种硬质薄膜，并且形成薄膜，并具有很强的抗磨损性能[8]1.2.5新型超声波热浸着色法步骤 1：预先处理好需要着色的工件常规处理工序为抛光、清洗、除油等表面前处理步骤 2：将预先处理的需要着色的不锈钢工件放置在电镀助剂中并进行超声波电镀法用来辅助电镀，最后进行干燥处理。

2设计方案2.1设计方案本文设计的不锈钢基体是304型号的不锈钢属于沉淀硬化型304型号的不锈钢是很常见的一种不锈钢基体材料，密度为7.93 g/cm，还有种专业名称也叫做18-8不锈钢最高可承受800℃的高温，具有加工可塑性很高，韧性比较高的特点他的主要用途在于工业行业和家私装饰业和食品行业与医疗行业304型号不锈钢是应用最为广泛的一种不锈钢由铬镍组成，作为一种用途非常广泛的不锈钢，具有良好的防腐蚀性、耐热性，在低温下强度不错，机械性能也可以；冲压和弯曲热加工性好，热处理以后不会出现硬化的现象在大气环境中防腐蚀防侵蚀能力，如果是工业污染比较严重地区，则需要时常保持清洁以防腐蚀还可用于食品加工、食品运输和食品保存方面具有良好的加工性能和可焊性板式换热器、波纹管、家庭用品，汽车配件，医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件等而本设计采用的仿金电镀工艺是无氰仿金电镀工艺，纯金电镀价格昂贵，为了达到金黄色美丽的外观以及良好的防腐蚀性能，就采用电镀仿金的形式达到想要的效果，但是含氰电镀对环境污染很大近年来，仿金电镀都在往低氰和无氰电镀的方向靠近，所以本次设计采用的就是无氰仿金电镀工艺因为氰化物的特性是含剧毒的，所以寻找到一种合适的且不含氰的仿金工艺是研究人员一直都在探索的目标，在镀铜锌合金上也不例外。

因为铜与锌之间存在的电位差比较大，所以想得到，碰到较大困难，虽然有各种方案的工艺出现，但均不稳定，下面仅介绍一种焦磷酸盐镀黄铜工艺[10]：表2-1焦磷酸盐镀黄铜工艺组成及工艺条件g/L焦磷酸铜10硫酸锌30焦磷酸钾120酒石酸钾钠40EDTA二钠2温度50℃电流密度3～4A/dm时间l～2min由于本设计是建立在许多文献的基础上不锈钢电镀领域的工作人员上，没有经过实地试验的考察与验证，所以得出的只是一个理论值的结果；电镀的计算中很多的参数必须只有通过实验才能获得，但是本设计只用了经常用的数值，所以计理论值与实际值有一定的出入本设计只是为设计仿金镀层提供一条明确的路本设计主要的步骤如下：选择不锈钢类型→查找工艺流程工艺参数等→设计方案的确定→数值计算→成本计算核对→选择设备及车间布局→三废处理→设计方案汇总2.2材料选择本设计的304金色电镀不锈钢主要是针对家庭使用的类型，这就要求不锈钢在美观防锈的基础上价格也不能太过昂贵电镀仿金层后，需要进行钝化处理和镀后处理钝化处理是不可欠缺的一个步骤，除了可以让仿金镀层不会氧化变色，还可以中和前面步骤残留在工件下的碱为了不让仿金镀层发生变色的情况及钝化膜被破坏，在电镀零件的钝化处理后，还要覆盖一层透明而且具有一定硬度的有机膜以达到保护工件的效果。

常用的仿金镀层保护膜涂料，是环氧树脂类、聚氨酯类、丙烯酸类及其他涂料2.2.1镀层材料的选择镀层的选择比较多，本设计的镀层主要从下面的材料中选择：表2.2.1不锈钢仿金镀层的常见材料正极材料优点缺点铜锌合金工艺简单较成熟价格便宜镀层结合力强色泽不够逼真铜锡合金工艺简单较成熟色泽不够逼真耐腐蚀的能力欠缺铜锌锡三元合金镀层颜色更逼真工艺流程复杂镀液不稳定钛金防腐蚀能力特别强价格昂贵从价格、外观、性能等方面综合考虑，最终选择了铜锌合金为镀层主材料3工艺流程3.1工艺流程图碱性化学除油 →热水洗→ 冷水洗→ 强浸蚀(盐酸) →冷水洗→ 上夹具→ 电解除油→ 清洗 →弱浸蚀(盐酸) 清洗 →预镀镍 →酸性光亮镀铜→ 清洗→除膜 →镀亮镍→ 活化处理 →清洗→ 电镀仿金 →清洗 →钝化清洗→ 热水洗 →甩干 →上罩光漆 →烘干冷水洗冷水洗强浸蚀热水洗化学除油弱浸蚀预镀镍清洗清洗电解除油活化处理除膜清洗镀亮镍碱性镀铜清洗清洗钝化电镀仿金清洗烘干上罩光漆甩干热水洗图3.1工艺流程图3.2工艺流程介绍3.2.1除油除去不锈钢零件因各类加工而粘附的一层油污。