钢铁零件表面电镀光亮镍工艺流程设计.docx

钢铁零件表面电镀光亮镍工艺流程设计说明书目录1课程设计任务说明 31.1设计题目 31.2设计技术参数 31.3设计要求 32光亮镀镣工艺 33钢铁零件表面电镀光亮镣工艺流程设计 43.1设计依据 43.2工艺规范选择 53.2工艺流程设计 63.3制定工艺卡片 83.4计算 83.4.1确定单次生产时间 83.4.2镣的电化当量 93.4.3确定生产时间 93.5生产设备选择 103.5.1热水清洗槽 103.5.2冷水清洗槽 103.5.3化学除油槽和电解除油槽 103.5.4酸洗槽 103.5.5弱碱中和槽103.5.6电镀槽113.5.7钝化槽113.5.8烘干槽113.5.9各项辅助设备具体设置114工艺质量控制124.1镀层厚度的测试124.2镀层结合强度测试124.3镀层耐蚀性的测试134.4镀层孔隙率的测试144.5镀液控制144.6操作注意事项155原材料供应厂家、价格、利润155.1原材料供应厂家及价格155.2成本及利润计算166环保要求与清洁化生产166.1 “三废”的产生及危害166.2 “三废”的治理177车间设计187.1车间设置要求187.2车间设计原则187.3车间内各处距离设置197.4生产车间设计 197.4.1车间组成 197.4.2电镀车间生产设备布局要点 197.5电镀车间安全操作规程 20参考文献 211课程设计任务说明1.1设计题目钢铁零件表面电镀光亮镍工艺流程设计1.2设计技术参数零件名称：钉子等；零件材料：碳钢；电镀镍层厚度：20微米；每天处理量：200公斤；单槽处理量：10公斤。

1.3设计要求设计钢铁零件表面电镀光亮镍的工艺流程，包括前处理、电 镀、后处理的详细操作工艺条件、溶液配制方法、注意事项、工 艺管理规程原材料供应厂家、价格生产规模、生产成本、利润流程合理、符合标准2光亮镀镍工艺电镀光亮镣的镀液与电镀普通镣基本相同，其主要成分包括 主盐、缓冲剂、电导盐、阳极活化剂以及润湿剂，所不同的是电 镀光亮镣镀液中必须添加光亮剂光亮剂由两种或三种组合，他 们的功能也稍有差别，有的只起光亮作用，有的具有光亮和整平 作用，而辅助光亮剂则起着提高出光速度和整平速度的作用目 前所指的光亮镀镣工艺是指既能得到镜面光泽的外观，又具有优 良整平性的镀镣工艺根据镀液的性能和用途，镀镣液可以分为低浓度的预镀液、 普通镀液、瓦特液和滚镀液3钢铁零件表面电镀光亮镍工艺流程设计3.1设计依据根据设计任务书，镀件为钉子（小零件），因此，选择可以满 足小零件的电镀方法（滚镀），并且要求镀液有良好的导电性和 覆盖能力常用镀镣液的电流效率大约在95%左右表1当电流效率=95%时，镀镣所需时间（min）镣层厚度/um电流密度/A - dm-20.50.81.01,21,52.02.534110.36.45.14.33.42.62.11.71.3220.512.810.28.66.85.14.13.42.633119.215.412.810.37.76.25.13.844125.620.517.113.710.38.26.85.15513225.721.417.112.810.38.66.4101036451433425.620.517.112.81515496776451383125.718.220205128103866851413425.62525616012810785645143313030819215412810377625138404102562051711371038268515051332125721417112810386643.2工艺规范选择根据电流密度，选择光亮镀镍（滚镀）工艺规范见表2表2滚镀光亮镍工艺规范工艺规范含量/g - L-1硫酸镍250-300氯化镍30-60硼酸35-40糖精 0.6-0.1光亮剂、添加剂/mL • L-11,4-丁炔二醇 0.3-0.5十一烷基硫酸钠0.05-1.0温度/oC50-65pH值3.84.4镍阳极含碳镍阳极电流密度/A • dm225阴极移动或空气搅拌阴极移动3.2工艺流程设计具体工艺流程如下：0原材料检查一 1滚光一2化学除油一3热水洗一4冷水洗一5酸 洗去锈一6冷水洗一7中和一8冷水洗一9电解除油一 10热水洗一 11冷水洗+喷淋一 12酸活化一 13冷水洗一 14冷水洗+喷淋一 15光 亮镀镍（滚镀）一 16回收一 17冷水洗一 18冷水洗+喷淋一 19硝 酸出光一20冷水洗一21钝化一22冷水洗+喷淋一23烘干一24检 验包装3.3制定工艺卡片序号工序名称配方及其他（温度、时间及其他条件）0原材料检查内容：检查零件是否符合外观规格，是否需要机械整平。

要求：在正式开始工作前'必须完成，此道工序不计入总流程1滚光（如需机械整平）将原材料和磨料一起放入滚筒进行机械整平2化学除油NaOH 30g/L 海鸥洗涤剂3mL/LNa2CO3 40g/L Na3PO4 • 12H2O 40g/L温度90oC 时间30s3热水洗温度80oC 时间5s4冷水洗时间5s5酸洗去锈工业盐酸（37%HCl） 420mL/L工业磷酸 420mL/L乳化剂OP-10 1g/L十二烷基硫酸钠 1g/L添加剂（含羟基有机化合物）20g/L时间 30s6冷水洗时间5s7中和工业纯碱（碳酸钠） 30g/L 时间 10s8冷水洗时间5s9电解除油NaOH 60g/L温度 80 °C电流密度 10A/d 时间 60s10热水洗温度80oC 时间5s工件出槽时喷淋自动开启 时11冷水洗+喷淋间5s12酸活化工业盐酸(37%HCl) 200mL/L 时间 6s13冷水洗时间5s14冷水洗+喷淋工件出槽时喷淋自动开启 时间5s15光亮镀镍配方及操作条件见表216回收冷水回收镀液 时间10s17冷水洗时间5s18冷水洗+喷淋工件出槽时喷淋自动开启 时间5s19硝酸出光硝酸 50g/L工业盐酸(37%HCl) 100mL/L温度室温 时间5s20冷水洗时间5s21钝化硅酸钠(40%) 40g/L硫酸(98%) 3g/L过氧化氢(38%) 40g/L硝酸(10%) 5g/LpH 值 2—3时间 20s缓蚀添加剂 1-羟基亚乙基二磷酸(50%) 5g/L次氮基三甲磷酸(50%) 5g/L乙二胺四亚甲基磷酸盐(50%) 5g/L植酸 5g/L22冷水洗+喷淋工件出槽时喷淋自动开启 时间5s23烘干时间 60s24检验包装内容：抽样检验成品，贴标签，包装。

要求：于仓库内完成，不计入总电镀流程3.4计算3.4.1确定单次生产时间根据表2,光亮镀镍阴极电流密度为2-5A - dm-2，阴极电流密 度选为3.0A - dm-2,镍层厚度为20微米，查表1可知单次光亮 镀镍所需时间为34min根据所制定的工艺卡片可知电镀前处理和镀后处理所需时间 为30+5+5+30+10+60+5+5+6+5+5+10+5+5+5+5+20+5+60=281s=4.7minO单次镀镍总时间为34+4.7=38.7min.3.4.2镣的电化当量K=58.69：2：26.8=1.095g/（A - h）3.4.3确定生产时间⑴综合考虑到工人体力、福利等各方面因素，选择采取两班制， 即每日工作时间为早起8点至晚间24点，有效工作时间共16h（960min）⑵考虑到有废品出现，选择取废品率为1%则实际日处理量应达 到202公斤⑶单独光亮镍电镀时间为34min，整个流程为38.7min可以看出 整个流程中电镀时间最长由于是采取全自动连续加工，则除 每天第一次工作流程按全时45min （考虑有不可知因素存在取 空余时间6.3min然后取整）算根据以上三点，全天可以电镀次数为960^40=21次（向下取 整），单槽处理量要求为10公斤，21X10=210公斤，实际日处理 量要求为202公斤，因此设置一个电镀槽，一条自动生产线即可 完成额定目标。

综合考虑后该生产时间安排满足各方面要求，则确定生产方 式及时间安排如下：工人班组3组工作班次2班生产线1条工人每日工作时间8h工人平时上班时间安排上两天休息一天3.5生产设备选择3.5.1热水清洗槽热水清洗槽通常由钢体槽及蒸汽加热管组成，槽体上设有排 水口和溢水口，由于热水槽容易沉积水垢，一般应该把排水、溢 水管管径适当地选大一些加热管一般均匀布置在槽体内侧壁， 以便在换水清洗槽体时清除沉淀在槽底的污物和掉在槽底的零 件3.5.2冷水清洗槽冷水清洗槽通常是由碳钢焊接而成，对清洗酸性溶液处理后 的零件，一般采用硬聚氯乙烯塑料制成或用其他耐腐蚀材料制 造，采用逆流清洗方式，并安装空气搅拌棒3.5.3化学除油槽和电解除油槽化学除油槽通常由刚槽体及蒸汽加热管组成，除油溶液为碱 性，工作温度为7090 oC,并在底部设计压缩空气搅拌管搅拌溶液， 以提高溶液浓度和温度的均匀性，促进除油过程电解除油槽，设置加热装置及吸风罩针对可能产生的悬浮 泡沫，设溢流室，用循环泵除去油污同时设置导电极棒装置3.5.4酸洗槽酸洗槽分为常温酸浸蚀槽和热酸浸蚀槽，根据所制定的工艺 卡片，选择常温酸浸蚀槽，常温酸浸蚀槽仅有一个槽体，大型槽 体用钢槽衬软聚氯乙烯塑料或钢框架内套衬硬聚氯乙烯塑料构成。

3.5.5弱碱中和槽无需吸收、加热、搅拌、溢水等装置，溶液也不需要经常更 换外部用碳钢焊接制成，内部无衬里3.5.6电镀槽电镀槽是电镀设备中最基础的配套，材料有PP材质、PVC 材质、PVDF材质、玻璃钢槽材质、不锈钢槽材质、砌花岗岩材质、 聚四氟乙烯材质（可以在任何酸里使用）等各种材质的槽体电镀槽用来装置溶液，用于电镀金属等阴极移动电镀槽由 钢槽衬软聚氯乙烯塑料的槽体、导电装置、蒸汽加热管及阴极移 动装置等组成槽体也可用钢架衬硬聚氯乙烯塑料制造，槽体结 构的选择取决于电镀槽液的性质和温度等因素它由电动机、减 速器、偏心盘、连杆及极杆支承滚轮组成槽子主要构件包括槽体、溶液加热及冷却装置、导电装置和 搅拌装置等槽体有时直接盛装溶液如热水槽等，有时作衬里的基 体或骨架如钢槽的基本要求是不渗漏和具有一定的。