黑色镀铬车间设计.doc

车间设计题 目： 年产100万锁具拉手电镀枪黑色镀层车间设计院： 化学化工学院 专业： 应用化学 班级：1002 学号： 201006180229学生姓名： 秦 鑫 导师姓名： 肖鑫老师 完成日期： 2013年11月18日——2013年12月1日 目录1.前言 32.设计工艺流程 43.电镀工艺设计 43.1除应力 43.2化学脱脂 43.3粗化 53.4中和 53.5敏化 53.6 活化 63.7 化学镀铜 63.8 光亮酸性镀铜 73.9电解除膜 73.10 光亮镀镍 73.11枪黑色电镀镍锡合金 83.12钝化 83.13环保工艺设计 83.14工艺守则 94 主要的设备计算与选择 114.1 镀槽尺寸和数量 114.2整流器和辅助设备 124.2.1光亮酸性镀铜 124.2.2 光亮镀镍 124.2.3 镀枪黑色电镀镍锡合金 135.设计图的确定 135.1 电镀车间总平面布置图 135.2 电镀车间工艺主要设备图 135.2.1镀镍槽设计图 135.2.2枪黑色镍锡合金镀槽设计图 145.2.3电解除油槽设计图 146.主要工艺设备一览表 147.评述 158 参考文献 151.前言目前，国内的枪黑色电镀工艺几乎都是镍锡合金电镀。

镀液主要分为三种：氟化物型，氰化物型，焦磷酸盐型氟化物型镀液由于氟化物的剧毒性、三废处理困难以及对设备的严重腐蚀等缺点，实际应用以寥寥无几，氰化物型镀液也存在毒性及三废处理问题，加上往往要在较高温度下操作，氰化物加速分解，对镀液的使用及工作环境均带来不良影响，所以应用亦受到限制焦磷酸盐型镀液避免了上述通病，镀液性能优于其它类型，应用时间最早、范围最广枪色镀层的耐蚀性差，因此必须有底镀层来提高防护性能，用暗镍或亮镍做枪色镍的底层可提高结合力枪色镍镀层比较硬，内应力比较大，因此镀层不能太厚，一般不能超过2微米枪色镍锡合金镀层性能很好，通常含锡60%、含镍30%、其它10%，枪色镍锡合金没有固定色调，当锡达到70%左右时，镀层为白且略带浅玫瑰色，随锡含量下降，色调逐渐变化，到一定比例是出现枪色，若锡含量继续下降，经过过滤色又变为白色根据设计任务的要求，设计一个年产100万锁具拉手电镀枪黑色镀层车间设计材料：钢铁，每只4dm2)，镀层采用Cu/Ni /枪黑色镍锡合金层体系摩托车尾灯罩是ABS塑料，不能直接电镀，先通过化学镀使其形成一层导电镀层，再进行电镀工艺选择比较成熟的生产工艺，采用镀层Cu/Ni /枪黑色镍锡合金层体系。

先对灯罩除应力，一系列的严格前处理，然后化学镀铜、接着光亮酸性镀铜、光亮镍，最后镀枪黑色镍锡合金化学镀铜使塑料表面形成导电层为后续电镀做准备，光亮酸性镀铜提高镀层光亮性，整平性及韧性，光镍、镍封可以提高灯罩防护装饰性能摩托车灯罩采用的镀层结构为：酸性镀铜（9μm）、光亮镀镍（3μm）、镀枪黑色镍锡合金（0.5μm）工艺选定后，根据所采用的工艺及年生产纲领的要求，进行工艺的设计及计算工艺的设计包括工艺流程的确定、各工序采用的工艺规范、各工序镀液的维护管理等选择和计算各工序所采用的镀槽的尺寸及数量，选择车间所需的主要设备等设备选型与计算完毕后，设计车间平面布置图、工艺流程布置图、以及镀镍槽、枪黑色镍锡合金镀槽、电解除油槽，最后对所设计的内容进行评述2.设计工艺流程除应力→流水洗→化学脱脂→热水洗→流水洗→化学粗化→流水洗→中和→流水→洗敏化→流水洗（两次）→活化→流水洗（两次）→化学镀铜→流水洗（两次）→光亮酸性镀铜→回收→流水洗（两次）→除膜→流水洗（两次）→活化→流水洗（两次）→光亮镀镍→回收→流水洗→活化→流水洗（两次）→镀枪黑色电镀镍锡合金→流水洗→钝化→流水洗→热水洗→干燥→检验3.电镀工艺设计3.1除应力ABS塑料由于设计造型不合理或加工成型不当，而存在内应力，而且内应力对制品的影响远大于金属制品。

有的塑料制品由于没有消除内应力，还未使用就因应力开裂而报废；有的制品电镀后放置时间稍长也会因应力的影响而开裂报废因此，在电镀前就先消除内应力，以提高镀层的结合力除应力目前主要采用热处理法和脱脂整面法，由于热处理法耗时、费电因此本设计采用脱脂整面法消除内应力脱脂整面法：水：丙酮=3：1 室温浸泡20~30min3.2化学脱脂塑料表面有许多油脂污染物，去油的目的是除去基体表面的污垢，使制件在化学粗化液中能更快地、均匀地被水所浸润,从而确保粗化均匀，提高镀层结合力同时，去油溶液不仅能清除塑料表面的污垢, 而且还能稍微改变塑料表面的组织结构，为粗化提供良好的表面结构若去油不净, 粗化层便不均匀, 镀层结合力不一致, 严重时导致镀层局部脱落；去油时溶液温度过高则制件容易变形, 温度过低则影响速度其工艺规范及工艺条件：如表3-1表3-1 碱性除油工艺规范及工艺条件工艺规范1工艺规范1十二磺基硫酸钠1g/LOP乳化剂10mL/LNa3PO420 g/L温度/℃50~60Na2CO330 g/L时间/分203.3粗化ABS塑料是非极性的，它是一种疏水体，为了达到增大镀层的接触面和亲水的目的，必须进行粗化。

ABS塑料的内部结构是由A和S组份共聚构型，而橡胶状的B组份则以球形分散于S-A构型中粗化液中的硫酸将制件表面的B组份蚀刻掉，对S-A构型则基本无影响，同时在酸性条件下，氧化剂也可对丁二烯起氧化作用，在制件表面生成较多的亲水性基团，如羰基、羟基、磺酸基等这些极性基团的存在，极大地提高了制件表面的亲水性，有利于化学结合，从而有利于提高镀层的结合力铬醉一硫酸粗化液能迅速完全地除去制件表面的污垢，而且粗化均匀，对制件表面光洁度及尺寸精度影响都很小同时，由于粗化液只有两种成分，配制简单，而且很容易通过化学分析的方法，对溶液进行调整和维护粗化时间与镀层的结合力关系密切，粗化时间太短，镀层的结合力不够；时间太长，被层的结合力反而下降另外，温度始终处于恒定值时，达到最佳粗化度的时间较短，粗化速度较快其工艺规范及工艺条件：如表3-2 表3-2化学粗化工艺规范及工艺条件铬酐250g~350g硫酸250~350g水350~550g润湿剂少量温度65~75℃时间15~60min3.4中和这道工序的作用是清除粗化后的残夜，防止起氧化作用的六价铬带入下道敏化液中，加速敏化液的失效，同时残留在塑料表面上或空穴中的六价铬还会影响金属化时的结合力。

工艺规范如表3-4表3-4 中和工艺规范水合肼2mL／L~10mL／L盐酸10mL／L~15mL／L室温浸洗3~5min3.5敏化敏化处理是将粗化过的制件置于含有敏化剂的溶液中进行浸泡，在制件表面吸附一层易于氧化的二价锡离子当二价锡离子的数量较多时，活化后可在制件的表面形成较多的活化中心，以获得结合力好、光滑一致的化学镀层若二价锡离子的数量太少，活化后制件表面形成的活化中心少，化学镀难以进行但若二锡离子的数量太多，易使镀层粗糙、疏松，结合力反而下降敏化在制件表面形成的凝胶状的活化中心，不是在敏化液中形成的，而是在下一道工序水洗时产生的，所以敏化效果与制件在敏化液中的持续时间无关，而与敏化剂的酸度、二价锡的含量及塑料的结构、塑料表面的粗化度、塑料制件本身形状的复杂层度、清洗条件等有关敏化时，要翻动制件，使敏化均匀，提高敏化效果其工艺规范及工艺条件如表3-5 表3-5 敏化工艺规范及工艺条件氯化亚锡10g／L~30g／L盐酸（相对密度1.17）40mL／L~50mL／L室温下浸3~5min3.6 活化活化石使塑料表面建立起无电镀时所需的贵金属催化中心它是在含有Au+2、Ag+1、Pt+2、Pd+2的溶液中被敏化时吸附的还原剂所还原，还原出金属微粒。

工艺规范及工艺条件如表3-6表3-6 活化工艺规范及工艺条件硝酸银1g／L~3g／L氨水7mL／L~10mL／L室温浸3~5min3.7 化学镀铜 工艺规范及工艺条件硫酸铜（200g／L）35mL／L氢氧化钠（200g／L）35mL／L酒石酸钾钠（200g／L）170mL／L甲醛（36％~37％）13mL／L稳定剂1mL／L温度28~30℃时间15~20minpH12~133.8 光亮酸性镀铜工艺规范及工艺条件工艺规范1工艺规范1硫酸铜/(g/L)150～220聚乙二醇（分子量6000）/（g/L）0.05硫酸/(g/L)50~70十二烷基硫酸钠/（g/L）0.05～0.1氯离子/(mg/L)10~80温度/℃202-巯基苯骈咪唑M/(g/L)0.0005阴极电流密度/(A/dm2)3乙撑硫尿N/（g/L）0.0003空气搅拌连续过滤阴极移动苯基聚二硫丙烷磺酸钠（g/L）0.016阳极板含磷0.1~0.3的铜板3.9电解除膜工艺规范及工艺条件氢氧化钠20g／L碳酸钠20g／L阳极电流密度3~5A／dm2温度30~50℃时间5~15S3.10 光亮镀镍在普通镀镍溶液中，加入某些特定结构的有机物或金属盐，就可以获得光亮的镍镀层，它不但可以省去繁重的抛光工序，改善操作条件，而且有利于进行自动化、连续化生产。

光亮镀镍常用工艺规范见下硫酸镍（g∕L）250~300氯化镍（g∕L）30~50硼酸（g∕L）35~40糖精（g∕L）0.6~1香豆素（g∕L）0.3~0.5十二烷基硫酸钠（g∕L）0.05~0.15pH4~4.6温度（℃）40~50电流密度（A／dm2）1.5~3阴极移动需要3.11枪黑色电镀镍锡合金工艺规范及工艺条件工艺规范1工艺规范1硫酸镍/(g/L)70温度/℃55-65硫酸亚锡/(g/L)15pH值9焦磷酸钾/(g/L)280阴极电流密度/(A/dm2)3乙二胺/(g/L)15阳极石墨蛋氨酸/(g/L)53.12钝化在三氧化铬50克/升溶液中，室温条件下钝化0.5-1分钟3.13环保工艺设计本设计采用酸碱和重金属废水的中和沉淀法：由于用酸量大于用碱量所以酸碱和重金属废水集中池的pH总在酸性范围，废水经过石灰石或白云石碎粒过滤后，可将pH提高到6左右，再用碱调至9-10，则大部分重金属离子形成沉淀3.14工艺守则序号工序溶液成分工艺条件备注1除应力水∶丙酮＝3∶1常温 20-30℃排风2流水洗水常温3化学脱脂Na2CO3 30g/LNa3PO4 20g/L十二磺基。