门铰链电镀黑镍工艺设计-终稿

1、 2011 级课程设计题目： 门铰链电镀黑镍工艺设计(B) 专 业 名 称 金属材料工程（腐蚀与防护）班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 评 分 日 期 科技学院 2011级专业课程设计任务书I、专业课程设计题目：门铰链电镀黑镍工艺设计(B)II、专业课程设计任务及设计技术要求：1材料：45#钢制门铰链，年产量150万件2工艺：电镀镍3-4m 电镀铜1-2m电镀黑镍23m3完成工艺平面布置图一张（A3）；4编制生产说明书，编制工艺规程。III、专业课程设计进度：1. 2.5周查资料并完成以上设计工作内容2. 第4周周二上午交初稿，周五交正式稿 班 材料与工程 系 金属材料工程 专业

2、类 学生： 日期： 自 至 指导教师： 系主任： 门铰链电镀黑镍工艺设计前 言 镍是一种银白略带为黄色的金属，金属镍自身具有很高的化学稳定性，在空气中与氧作用形成钝化膜，是镍镀层具有良好的抗大气腐蚀性。镍镀层也有良好的塑性，易滚压与压延，同时具有较高的硬度，所以镍镀层常用于镀覆外科器械、印刷业中铅及铜锌样板表面处理以及塑料模具电铸等，由传统的防护-装饰镀层发展到功能性镀层。 然而黑镍不同于黒铬和锌的黑色钝化。镀黑镍具有优良的深度能力，因而形状复杂的零件镀是最合适的。黑镍还具有特殊的装饰效果，经抛光后的黑镍能达到乌黑光亮的表面，用于工艺品或装饰件上更为美观。按照电镀液种类，电镀镍工艺包括硫酸盐、

3、硫酸盐-氯化物、氯化物等；按照镀层外观可分为暗镍，半光亮镍、光亮镍、黑镍、沙镍等；按照镀层功能分；分为保护镍、装饰镍、耐磨性镍、电铸、镍封闭等。电镀黑镍是采用硫酸镍、硫酸锌、硫氰酸铵、硫酸镍铵为试剂，在电镀过层中，硫氰酸离子中的硫转化为硫离子，并与镍生成黑色的硫化镍。硫氰酸盐的分解产物则是镀层中有机物的主要来源。在钢铁上直接镀黑镍，镀层的结合力差，可用镀铜层来作为中间层，但耐蚀性不够好。最好是用镀锌层作为中间层来提高结合力和耐蚀性。目 录一、工艺设计说明书11 设计依据11.1 工件名称、材质和尺寸11.2 车间生产任务及生产纲领11.3 工作制度和年度基数11.4 主要工序时间计算22. 生

4、产线布置22.1 工艺流程22.2 生产线的确定23 挂具的设计43.1 挂具材料的选择43.2 挂具的结构43.3 吊钩53.4 提杆、主杆、支杆53.5 挂钩53.6 挂具的尺寸设计54 槽体大小的设计64.1 依据64.2 中心槽的选择64.3 中心槽尺寸的计算64.4 槽体宽度计算64.5 槽体高度计算74.6 零件之间的距离74.7 镀槽数量的计算85. 动力消耗85.1 水质的要求95.2 水压的要求95.3 水温的要求95.4 排水95.5 用水量的计算95.6 蒸汽消耗105.7 致冷量的计算135.8 冷却水量的计算135.9 压缩空气量的计算146 电的消耗156.1 电力

5、消耗的计算156.2 电镀车间设备的要求167 主要工艺设备的采用及计算178 给水排水管道与防腐189 车间面积、生产人员组成2110 电镀产生对环境的影响2311 安全卫生及三废处理2312 经济指数25二、生产说明书261 主要工序内容及适用范围261.1 主要工序261.2 适用范围262 引用标准文件263 工艺流程264 工序说明264.1 化学除油264.2 酸侵蚀274.3 活化274.4 电镀镍284.5 电镀铜324.6 电镀黑镍364.7 钝化394.8 烘干394.9 入库395 槽液分析方法395.1 镀镍液主要成分的分析方法395.2 镀镍液杂质的分析416 不合格

6、镀层退除方法416.1 不合格镀镍层的退除方法416.2 不合格镀铜层退除方法42参考文献43I一、工艺设计说明书1 设计依据1.1 工件名称、材质和尺寸门铰链、45#钢、单个工件尺寸：长×宽×厚=80mm×50mm×10mm形状：长方形工件表面积：8cm×5cm×2=80cm2年产量：150万件使用环境：灰尘，盐分以及湿度相对中等的室内。1.2 车间生产任务及生产纲领（1）车间生产任务年产量：每年150万件，若考虑返修和报废，按5%计算，则实际年产量为157.5万件（2）生产纲领本车间负责对45#钢制门铰链进行电镀黑镍工艺1.3 工

7、作制度和年度基数（1） 工作制度：采用双班制，每班工作8小时（2） 工作天数：253天（除去双休日，一些法定节日）（3）工人年时基数为全年时间和扣除病、产、事假及探亲等时间损失后的有效工作时间：253×16（253×16）×7%3765h（7%为工人年时基数损失率）（4）设备年时基数（单班制）为全年工作时间扣除设备检修及其他原因引起的停工时间：253×8（253×8）×4%1943h（4%为设备年时基数损失率）（5）年产量：157.5万件日产量：1575000/2536226件每小时：6226/16390件1.4 主要工序时间计算 T

8、=(60××d)/(c×Jk×k)(min)式中注： T电镀时间(min)； P镀层金属密度(g/cm3)； d镀层厚度(m)； c电化当量(g/Ah)； Jk阴极电流密度(A/dm2)； k阴极电流效率(%) 已知镀层要求厚度为：镀镍层3m；镀铜层2m；黑镍层2m。 根据公式以及镀层厚度要求计算得到主要工序的电镀时间为： 镀亮镍: t=(60×8.9×3)/(1.095×2×95)=7.7 min 镀黄铜: t=(60×8.9×2)/(1.186×2×95)=4.8 min

9、 镀黑镍：t=(60×8.5×2)/(1.196×1.5×70)=8.0min 钝 化: 13.0 min 由计算可知，工艺流程中，时间最长的工序为13.0分钟，采用每15分钟电镀一批零件，一小时电镀四批，每一批4挂，每挂25个零件。2. 生产线布置2.1 工艺流程半成品检验上挂具碱性化学除油热水洗冷水洗酸侵蚀冷水洗活化冷水洗镀镍冷水洗镀铜冷水洗活化冷水洗镀黑镍冷水洗钝化冷水洗热水洗干燥烘干下挂具检验包装入库2.2 生产线的确定(1) 生产节拍 T=FK×60/A=1943×80%×60/1575000=0.059/件 式中

10、注： T生产节拍时间（min/件，min/挂）； F设备年时基数（h）； K负荷的不均衡因数（设备利用系数）目前在我国一般为 80%90%，在发达国家一般大于90%，本车间区80% A年纲领（台/a，挂具/a）(2) 线速度 v=Ad/FK×60=64768×100×10-3/1943×85%×60=0.56（m/min） 式中注：v输送机的计算速度（线速度）（m/min） A年纲领挂具数（挂/年） d挂钩之间的间距（mm） F设备年时基数(h) K设备利用系数(0.80.9)(3) 生产线的选择在本工艺中采用直线吊车式电镀自动生产线。1) 自

11、动线吊车：吊车采用双钩吊车，可以缩短吊车水平行走的空程时间。吊车行走速度取15m/min，吊钩升降速度选取10m/min，制动方式选取直流能耗制动，主动轮与从动轮的轮距选用1.5m。自动线上有三台吊车连续运行。2) 自动线轨道：轨道采用工字钢与轻型钢轨组合形式。3) 自动线的控制系统：该系统由手动控制系统及程序自动控制系统两部分组成，在调试、检修、事故处理及吊运阳极板时采用手动控制，进行其他工作时采用自动控制。(4) 镀槽种类的选择1) 热、冷水清洗槽冷水清洗槽通常是由硬聚氯乙烯塑料板、聚丙烯硬板或碳钢板制成的，但酸浸蚀工序后的冷水槽因有酸液带入，宜采用硬聚氯乙烯塑料或其他耐酸材料制作。热水清

12、洗槽通常由钢槽体及蒸汽加热管组成，由于热水槽容易沉积水垢，设计时应把排水、溢水管径适当加大。2) 化学除油槽化学除油槽由钢槽、蒸汽加热管及导电装置组成，溶液为碱性工作温度7090。3) 酸性镀槽 酸性镀槽必须选择耐酸材料制作镀槽，小槽子一般用硬聚氯乙烯塑料制造，大槽子则用钢槽衬软氯乙烯塑料或用钢材作框架衬硬聚氯乙烯塑料。4) 镀镍槽 镀镍槽根据溶液配方组成及工艺条件，选用酸性镀槽，槽体用聚氯乙烯塑料板，温度为4560。5) 镀铜槽 镀铜槽根据溶液配方组成及工艺条件，为常温酸性镀槽，槽体用聚氯乙烯塑料板。6) 钝化槽 钝化槽根据溶液配方组成及工艺条件，选用酸性镀槽，槽体采用聚氯乙烯塑料板，温度为

13、3040。7) 浸涂槽为了防止镀镍层变色，经电镀黑镍的零件钝化处理后，还要涂覆一层透明的有机膜进行保护。3 挂具的设计 挂具是固定零件，连接电极，使电流均匀地传递到零件上而进行电镀的工具。因此合理地选用挂具对保证镀层质量、提高生产效率、降低劳动强度有重要意义。设计挂具的基本原则是：有足够的机械强度和良好的导电性能；零件与挂具要接触牢固，装卸方便；此外还要力求质量小、体积小、坚固耐用、装载量适当。3.1 挂具材料的选择挂具应选择资源丰富、成本较低、有足够的机械强度、导电性能好、不易腐蚀的材料。常用的有钢、铜、黄铜、磷青铜、钛、不锈钢、铝及其合金等。3.2 挂具的结构挂具的结构一般都由吊钩、提杆、

14、主杆、支杆和挂钩五个部分组成。3.3 吊钩吊钩是挂具与极棒的连接结构，电镀时由它传递电流到挂具和零件上，因此，必须采用导电性能好的材料制作，本车间采用黄铜。吊钩和极棒应保持较大的接触面和良好的接触状态，以保证电流顺利通过。3.4 提杆、主杆、支杆提杆：位于主杆的上部并和主杆垂直，用焊接的方法与主杆相连接。当挂具悬挂于镀槽时，提杆的位置应高出液面80mm左右。主杆：支撑整个挂具和所挂零件的质量，并通过主杆传递电流到各支杆和零件上。主杆的材料一般选用6mm8mm的黄铜棒。支杆：通常用焊接的方法固定在主杆上，工作时承受悬挂零件的质量，支杆的材料一般用4mm6mm的黄铜棒。3.5 挂钩挂钩在挂具上的分

15、布密度要适当。应使挂具上的零件绝大部分表面或重要表面能朝向阳极，并避免压叠现象。本车间挂钩选用钢丝做挂钩。一般中小型镀件之间间隔l5mm30mm，杯状镀件的间隔一般为直径的1.5倍。3.6 挂具的尺寸设计镀件的重量：一块镀件重量为148g；镀件的表面积：一块镀件表面积为80cm2；挂具的长度：L=600mm；挂具的宽度：K=500mm；挂具的高度：H=80mm；4 槽体大小的设计4.1 依据挂具与两侧之间距10-20cm零件挂具之间空隙5cm挂具与两电极之间20cm间隙挂具上部零件距液面10cm液面与槽沿距20cm满载量0.5-2dm2/L4.2 中心槽的选择由生产工艺可知中心槽为电镀黑镍槽；

16、4.3 中心槽尺寸的计算中心槽长度公式为：L=nL1+(n-1)L2+2L3式中注：L槽子的长度（mm） n沿槽长方向的挂具数 L1沿槽长方向挂具的宽度 L2沿槽长方向挂具间的距离（30mm100mm） L3挂具边缘至槽壁的距离（80mm100mm）如果:采用阴极移动，再加阴极移动的行程40mm140mm n=8 L1=400mm L2=30mm L3=80mm根据公式得到：L=3570mm 取3600mm4.4 槽体宽度计算公式为：b=nk×b1+2nk×b2+(nk+1)d+2b3 式中注：b槽子宽度（mm）； nk挂具或阴极列数； b1沿槽宽方向的挂具宽度（mm）；

17、b2挂具边缘至阳极表面的距离（150mm250mm）； b3阳极背面至槽壁的距离（30mm50mm）； d阳极或阳极篮的厚度（mm）； nk=2 b1=250mm b2=150mm b3=30mm d=10mm 根据公式得：b=2×250+2×2×150+（2+1）×10+2×30=1190mm 取1200mm4.5 槽体高度计算 公式为：h=h1+h2+h3+h4 式中注：h槽子高度（mm） h1挂具工作部位的高度（mm） h2挂具下端距槽底的高度(100mm200mm) h3挂具上端距液面的高度（80mm150mm） h4液面至槽沿的距离（

18、100mm150mm）根据公式得到：h=600+100+80+100=880mm 取1000mm4.6 零件之间的距离 一般每个挂具的最上端的被镀件距镀液面至少3-5cm,下端距槽底至少10-15cm，左右距槽壁都要在10cm以上。对于零件之间的距离，公式可供参考。挂具主钩和主干是能通过整个挂具需要通过的电流，主钩的形状和尺寸要和极杠的形状和尺寸相适应。设零件之间的距离为S，在金属电镀中： S=（1.5D+5H+2.5）/8式中：D-镀件的直径 H-镀件的厚度当D大于等于5cm时： S=5×（H+2.5）/8所以采用镀光亮镍槽S=4.0cm,镀铜槽S=3.0cm,镀黑镍槽S=3.0c

19、m.4.7 镀槽数量的计算计算公式：n=P·(1+a)·t·k1/60·Y·T式中注：n镀槽数量 P年生产总量 t每次电镀所需时间(min)，包括出入槽所需的辅助 时间(3 min5 min内) a返修率(5%) T设备的年时基数(h) Y设备的平均负荷量（m2) k1应扣除的时间系数 注：一班制 k1=1.061.10 两班制 k1=1.031.05 三班制 k1=1.021.04表1槽体尺寸槽体名称尺寸个数冷水槽热水槽化学除油槽镀镍槽镀黄铜槽活化槽镀黑镍槽钝化槽3600×1200×10003600×1200&#

20、215;10003600×1200×10003600×1200×10003600×1200×10003600×1200×10003600×1200×10003600×1200×100082111211 5. 动力消耗5.1 水质的要求 车间用水可分为三类：一是工艺用水，即配置溶液或补加溶液用水（要用蒸馏水），另两种是镀件清洗用水（可用自来水或井水）和设备冷却用水（可用自来水或净化回收的水），其他镀槽可用水质较好的自来水。5.2 水压的要求 为了清洗掉零件表面残留的溶液，槽内清

21、洗水以采用流动水为宜，槽内应有不低于0.02MPa的水压，喷洗用水压为0.1MPa0.3MPa；设备冷却用水压为0.2MPa左右，并应保证冷却水在管道内的流速。5.3 水温的要求 电镀车间用水温度必须根据规定配置，无特殊要求的清洗水常温即可；如在电解除油等含碱性较强的溶液中处理之后的清洗，应采用7080的温水；镀锌钝化处理后的热水清洗不得高于60；而铝及合金阳极氧化的冷却用水温度则越低越好；甚至需要用深井水或冷冻水。5.4 排水根据废水的特征按质分流排水、便于回收或单独处理。不进行回收和单独处理的，可混合排放。应注意节约用水，自动线上浸、淋、漂、喷洗尽量采用逆流清洗方法；设备冷却水或加热用水尽

22、量回用。5.5 用水量的计算（1）清洗槽用水量计算 小时用水量和最大小时用量可按下面简单方法计算： 小时用水量=槽体有效容积×小时换水次数（m3/h） 最大小时用水量=槽体有效容积×（小时换水次数+1）（m3/h）。 计算平均用水量时，一班制生产的水槽按1小时最大用水量与7小时维持用水量之和，以8小时平均计算。 由于设计中采用的槽子容积为3600mm×1200mm×1000mm，即容积为4320L因此选择槽体的有效容积为4000L即：冷水槽小时用水量=4000×10-3×1=4.00m3/h 最大小时用水量=4000×10-

23、3×（1+1）=8.00m3/h 平均小时用水量=（1×4.00+7×8.00）/8=7.50 m3/h 热水槽小时用水量=4000×10-3×0.5=2.00 m3/h 最大小时用水量=4000×10-3×（0.5+1）=6.00m3/h 平均小时用水量=（1×6.00+7×2.00）/8=2.50 m3/h（2）车间用水总量计算 水量的总消耗量按下式计算：Qavg=Q1K1（m3/h）Qmax=Q2K2（m3/h） 式中注：Qavg 车间小时用水平均总量（m3/h）； Qmax车间小时用水最大总量（m

24、3/h）； Q1，Q2分别为各用水设备的小时用水平均及最大量（m3/h）； K1设备同时使用系数，采用0.70.9（使用系数=工作班内实际使用水时间/工作班时间，同时使用系数=同时使用的用水设备数/用水设备总数） K 2设备同时换水系数，采用0.80.9 Qavg=7.5×8+2.5×2=65.0（m3/h） Qmax=8.0×8+6.0×2=76.0（m3/h） 5.6 蒸汽消耗（1）加热过程蒸汽消耗量计算Q=V··c·t2-t1/tV·q 所用蒸汽量为：G=Q/(kg/h) 式中注：Q镀液升温所需要的热量（4.

25、168kJ/h）; V槽液容积（L）; 溶液密度（kg/L）; c溶液比热容（4.168kJ/kg·），（水及水溶液c=1）; t1镀液初始温度（室温）; t2镀液工作温度（）; q单位体积水溶液加热过程中平均消耗量（4.168kJ/L·h）; t升温时间（h）; 热量损失系数，槽子有保温层时=1.11.15，无保温层时 =1.151.3； G蒸汽消耗量（kg/h）； Q镀液加热或热水槽工作时所需的热量（kJ/h）; 蒸汽的潜热;当电镀车间蒸汽压力p=0.3MPa时，=2164kJ/kg p=0.2MPa时，=2135kJ/kg设计中采用：q1=5.0，q2=2.5 , q

26、3=2.0, q4=1.5, q5=0.9带入计算可得：化学除油：Q=4000×（80-25）/2.0+4000×5.0 ×1.15=149500.0kJ/h G=149500.0/2164=69.1kg/h热水槽： Q=4000×（80-25）/2.0+4000×5.0×1.15=149500.0kJ/h（两个） G=149500/2164=69.1kg/h 酸浸蚀： Q=4000×（60-25）/2.0+4000×2.5 ×1.15=92000.0kJ/h G=92000.0/2164=42.5kg/

27、h镀镍： Q=4000×(55-25)/2.0+4000×2.0×1.15=78200.0kJ/hG=78200.0/2164=36.1kg/h镀黄铜： Q=4000×(30-25)/2.0+4000×1.5 ×1.15=18400.0J/h G=18400.0/2164=8.5kg/h镀黑镍： Q=4000×(35-25)/2.0+4000×0.9×1.15=27140.0kJ/hG=27140.0/2164=12.5kg/h总蒸汽消耗量：G1=69.1+69.1×2+42.5+36.1+8.

28、5+12.5=306.9kg/h（2）保温时蒸汽消耗量计算可以表示为：Q1=V·q1+Wc1(t2-t1) （kJ/h） G1=Q1/ （kg/h）式中注：Q1溶液槽保温时的耗热量； G1溶液槽保温时的蒸汽消耗量； q1单位体积溶液及水保温时耗热量； W单位时间内放进槽内的零件质量（kg/h）； c1零件的比热容； t1放进槽内之前零件的温度； t2槽子工作温度； 加热损失系数。根据课本图7-11显示，设计中采用q1=5.0，q2=2.5 q3=2.0，q4=0.8，q5=1.8，带入计算可得：化学除油：Q1=4000×5.0+57.72×0.115×(

29、80-25)×1.2 =20438.1kJ/h G1=20438.1/2164=9.44 kg/h热水槽： Q1=4000×5.0+57.72×0.115×(80-25)×1.2 =20438.1 kJ/h（2个） G1=20438.1/2164=9.44 kg/h酸浸蚀： Q1=4000×2.557.72×0.115×(60-25)×1.2=10278.8kJ/h G1=10278.8/2164=4.7kg/h镀镍： Q1=4000×2.057.72×0.115×(55-2

30、5)×1.2=8239.0kJ/h G1=8239.0/2164=3.8kg/h镀黄铜： Q1=4000×0.857.72×0.115×(30-25)×1.2=3239.8kJ/h G1=3239.8/2164=1.49kg/h镀黑镍： Q1=4000×1.857.72×0.115×(50-25)×1.2=7399.1kJ/h G1=7399.1/2164=3.4kg/h总蒸汽消耗量：G1=9.44+9.44×2+4.7+3.8+1.49+3.4=41.71kg/h（3）蒸汽消耗总量 Gevg=

31、 G1K1 ； Gmax= G2K2 ；式中注：Gevg，Gmax分别为车间蒸汽平均及最大总消耗量（kg/h）; G1，G2各用蒸汽设备的平均及最大消耗量之和（kg/h）; K1设备使用系数，采用0.70.9； K2设备同时加热系数，采用0.81.0。 Gevg=41.71×0.8=33.38kg/h Gmax=306.9× 0.9=276.21kg/h5.7 致冷量的计算槽内工作时所产生的热量即致冷量可按此式计算：Q=0.86×U×I式中注：Q-工作时由电能产生的致冷量（kg/h）； U-工作电压（V）； I-工作电流（A）； 工作时的计算致冷量应附加

32、一定的系数1.11.3，中小型槽取1.3，大型取1.1。选择依据：一槽一次镀零件400个，每个零件表面积为0.80dm2，电镀总电流密度为：（1.53×0.80×400=480960A。 取U=12V，I=800A，计算可得Q=0.86×12×800=8256kg/h5.8 冷却水量的计算根据需要交换的的热量Q，可以按照蒸汽加热管的计算方法算出热交换面积S及相应的冷却管直径和长度，也可以算出制冷的冷却数量。用自来水冷却可按下式计算： G=Q/·c·t·1000式注中：Q-致冷量（kg/h）； G-冷却用水量（m3/h）； -

33、冷却水密度（kg/L）； C-冷却水比热容（kJ/kg·），·c4.814； t-冷却水进出口温差（一般取24）；（t取3）带入计算可得：G=8256/4.814×3×1000=0.57m3/h 5.9 压缩空气量的计算（1）压缩空气管道的计算 在电镀过程中镀液常常需要搅拌，目的是更新新镀件周围的溶液，提高电流密度和沉积速度，增加零件镀层的光亮度；除油槽中搅拌有助于使赃物和溶解的油脂脱离零件，改善除油效果。 压缩空气管的设计材料一般用钢管、铅管或硬聚氯乙烯塑料管制成，管壁有小孔，直径为3左右，孔径为80mm120mm,全部小孔面积的总和约等于搅拌管截面积

34、的80%，中小型槽子的企管直径可用20mm25mm，气管距槽底约为25mm。（2）压缩空气量的计算槽内搅拌的风量可用下式计算： Q=0.06×n×q（m2/h）式中注：Q-送入槽内风量； n-空气管的孔数； q-每个孔的送风量（814）L/min，搅拌一般镀液时送风量应选小值， 用于清洗槽及镀槽较深时应选大值。空气管的孔数：n=0.8pR2/pr2=0.8×100/1.52=36镀槽内搅拌的风量为：Q=0.06×n×q=0.06×38×10=22.8m2/h（3）空气压力计算 空气压力计算与镀液的搅拌效果有关，为了达到镀液搅

35、拌的预期目的，送入的空气要有一定的压力： P=0.16×H×9.8×104式中注：P-送入空气的压力（pa）； H-空气吹管离液面的高度（m）；空气压力为： P=0.16×H×9.8×104 P=0.16×（0.8000.025）×9.8×104=121.52 Pa6 电的消耗6.1 电力消耗的计算车间除照明用电和设备动力用电外，还有电加热装置用电。照明用电按车间各工作间照明的最低照度估算。标准设备用电量，按产品说明书表明的电容量计算，非标准设备按设备设计图纸上表明的电容量计算。电加热装置用电，可根据热量

36、计算结果换算。电镀车间所用的直流电源大部分属于低压电源设备。常用的直流发电机组、硅整流器及可控硅整流器等。直流发电机组能供给稳定的直流电流，过载能力比整流装置大，输出电压稳定，电流波形平直，输出功率大；但由于直流电机组需要安装在单独的电源室，造成直流输电线路较长，线路上电量消耗较大，所以效率较低。硅整流装置比直流发电机组轻便灵活，而且可以采用不同的线路和结构得到几种波形的直流电源，以满足不同镀种的要求。防腐型硅整流装置可以放在镀槽槽边，便于采用单机单槽供电，直流输出线路短，损耗小，效率较高，但其过载能力差。可控硅整流装置的体积比硅整流装置小，调压也比较方便，便于自动远距离调压。（1）额定电压选

37、用整流器的额定电压，切勿过高。应略高于槽端最高电压与线路压降之和。否则整流器效率不高，浪费电力。（2）额定电流整流器的额定电流，应稍大于镀槽最大负荷时所需的电流。如在产品系列中未能找到额定电流和电压都合适的产品，只能选较高额定电压的产品，而使额定电流应有相应余量。否则对可控硅整流器元件会由于过载发热而损坏。（3）电流波形可控硅整流器的电流波形随电压的调节而变化。目前，生产量较大的镀锌、光亮铜、光亮镍、电解除油等都采用单相全波可控硅整流器，该设备用于焦磷酸盐镀铜，效果也很好。由于镀铬电源要求电流波形连续平滑，采用三相半波的可控硅整流器，镀出来的铬镀层发黑，而且结合力也不好。所以本车间采用硅整流器

38、。（4）冲击电流镀硬铬等镀种入槽开始电镀时，需通冲击电流。一般镀硬铬的冲击电流值为正常电流值的1.52倍。在选择整流器的额定电流时需考虑到这一要求。6.2 电镀车间设备的要求（1） 电气设备选择要求 电镀车间内应选用具有良好的防腐性和密闭性的电气设备和开关。线路材料和安装件必须具有防腐能力。启动设备要采用塑料外壳的空气开关、磁力启动器，最好不要使用金属外壳。交流配电店线路材料广泛使用塑料绝缘铝线或塑料护套铝线，管材使用硬塑料管明敷。具有强酸、强碱腐蚀性严重的部分，电气设备应尽可能不放在该室内。若无防腐型、密闭型的电器设备，除采用临时防腐措施外，尚应加强维护以保证安全，电气设备不应靠近水槽、水池

39、、水龙头。（2）设备用电计算 车间工艺设备用电主要用于各工艺槽、直流电源、电加热器、自动线、过滤设备、喷气设备、烘干设备、冷冻设备、抛光等机械设备。应根据各种设备的性质和作用情况确定工艺用电容量，同样，通风，动力，给排水等用电设备也应分类计算，确定各专业用电容量。各种标准设备用电量，应按产品样本、技术说明或产品目录中所标明的电容量计算，非标准设备的电容量，按设备设计图纸上注明的电容量计算，然后确定车间用电总量。根据车间用电总量，再进行配电设计。（3）照明 电镀车间中，目测生产过程中的现象以及目测电镀前、镀后表面镀层的计算，仍是当前的主要检测手段之一，因此在照明设计中要保证被照射物体有良好的能见

40、度。照明光源可采用荧光灯和白炽灯。酸洗间应采用防腐、防潮灯具。布置照明灯时，应尽量考虑到槽子生产线上部布置照明灯或辅以壁灯，以有利于镀槽照明。车间内各工作间照明的最低照明度可参考下表：表2车间各工作间照明的最低亮度工作间E/lx工作间 E/lx抛、磨光见酸洗间生产线镀槽内涂装间150305050检验化验室维修间零件库药品库1005030307 主要工艺设备的采用及计算（1）可控硅整流器 选择依据：一槽一次镀零件400个，每个零件表面积为0.80dm2，电镀总电流密度为：（1.53）×0.80×400=480960A。选用规格为800A、12V的整流器。生产量较大的电解除油生

41、产线都用单相全波可控硅整流器。（2）蒸汽加热管 电镀车间蒸汽压一般为0.20.3Mpa，用聚四氟乙烯塑料做加热管在我国已经成熟，本车间也采用，蒸汽压选0.3Mpa。因槽体较大，加热量大，选择蒸汽加热较好。蒸汽加热所需的传热面积为S：S=Q/kt S加热管所需的传热面积（m2） Q镀液升温或热水槽工作时所需的热量（kJ/h） K加热管的传热系数（kJ/h·m2·）,对聚四氟乙烯塑料，加热水溶液时为10001460这里取1200。t饱和蒸汽温度与溶液平均温度差（）；t=tz(t1+t2)/2tz在指定表压下的饱和蒸汽温度：当表压为p=0,2Mpa时，tz =132；当表压为p=

42、0.3Mpa时，tx=142；Q见8.3.1，S=23047.51 /1200×89.5=1.72(m2).8 给水排水管道与防腐（1）给水管道材料的选择 给水管道必须耐磨耗腐蚀，如选用耐磨耗腐蚀的材料 ；选用较大的流动截面降低流动速度；使用图镀层保护材料表面等，另外，在受到空泡腐蚀的情况下，应尽可能选用硬度大并且有足够的延展性、组织均匀、表面光滑、耐腐蚀能力强的材料。防止空泡腐蚀效果较好的金属镀层通常为电镀铬层。（2）给水管道的位置布置 在设计贮槽的上下管时，确定给、排水管的位置是很重要的。如排水管的位置正对给水管的下方，随液体流进来的气泡和固体物质，就会进入与排水管相联接的管道和

43、容器，加剧其腐蚀作用，所以排水管不应正对给水管的下方，而应将给水管插入底部，以免溶液飞溅产生大量气泡，随着液体进入的微粒，要使其积留在沉淀槽中并定期清除以避免产生沉积腐蚀。 在列管热交换器入口区的第一排管上，会受到强烈的气流、液流的作用使管壁损伤，如果流体中夹带有固体粒子则会加速对管壁的磨损。所以设计时，在流体入口处安装一块与管道材料相同的防冲板（折流板），以延长使用寿命。（3）管道的防腐设计 在管道系统中，尤其是注入粘度较大的液体时，也需要将管子倾斜，使液体容易流出流出，冲出在管道内积留残液和沉积物； 管道的曲率半径应尽可能大些，以避免细小的杂物在管壁沉积，同时也会减小由于管子变形而引起的应

44、力和由高速介质的冲刷而造成的磨耗腐蚀，曲率半径的具体数值取决于金属材料的种类、管中液体介质的性质及流速，如软管或铜管曲率半径为管道的3倍，90%的铜镍合金取4倍，高强度材料取5倍。 不同管径的管道联接时，为了使液体顺利的流过，不影响流体的输送以及不产生微粒沉积，在管道系统中应采用渐缩管；同时也避免了因管径突然变化，在直径较小的管道会形成涡流，从而产生磨耗腐蚀。 在流水线上的贮液罐应采用流线型内壁，它能使液体容易和完全地通过，避免积留；容器上的充液管应伸入到容器中部，上面安有放空管，以防止液体注入时产生飞溅和存气造成的局部腐蚀。（4）排风管的设计表3各工艺槽排风系数如下工艺槽的名称溶液主要成分工

45、作规范产生的主要有害气体液面排风计算排风Vxm·s1名称含量（g·L-1）溶液温度（）电流密度（A·dm2）化学除油氢氧化钠碳酸钠磷酸三钠硅酸钠50801520152057090碱雾0.30热水洗热水180无无0.40镀镍硫酸镍、硼酸1201503045550.81.5酸性蒸汽0.20.25活化硫酸5070室温无酸雾0.30酸洗硫酸或盐酸507060无酸雾0.30镀黄铜硫酸铜、硫酸18022050703016酸雾0.30镀黑镍硫酸镍硫酸锌硼酸硫酸镍铵70100405025354060350.10.4酸雾0.30（5）局部排风的设计原则1) 设计局部排风罩时，应根据

46、有害物质的特性和散发规律、工艺设备的结构及其操作特点，合理的确定排风罩的形式和安装方式，以获得最好的效果。当有害气体的密度比空气密度小时，可使用伞形罩排风；当有害气体的密度比空气大又不影响其他设备的正常工作时，应尽可能采用侧吸罩等形式排风。2) 局部排风罩的设置，不应影响生产操作及其他设备的正常工作。应尽可能设置密闭式排风罩，以最小的风量最大限度地控制和排除有害物质。3) 设置槽边排风时应符合下列要求:槽宽小于或等于500mm时，采用单侧风罩，槽宽大于500mm时，宜采用双侧或周边风罩。槽宽大于1500mm时，应采用密闭罩或用盖板遮盖全部或部分液面，以保证通风效果。沿槽边的排风速度应均匀分布。

47、如果槽子长度大于1200mm，槽边风罩应设置导流板或做成楔形条缝口或分段设置风罩。4) 车间内热水槽较多时，尤其是在气候炎热的南方地区，宜设置槽边排风，以减少水蒸气的散发，改善劳动条件。5) 为减少排风量，抑制槽内有害气体外逸，在不影响生产操作时，可考虑槽面加盖，当不影响镀层质量时，可考虑加入抑雾剂。（6）局部排风罩的设计 由局部排风的设计原则可得，排风罩选择双侧低截面槽边排风罩。条缝式低截面槽边排风罩，可使液面排风气流较稳定，条缝口抽风速度大，吸入的无效空气比平口排风罩少，效果好，而且结构简单，施工安装方便，使用较普遍；但安装位置较高，占空间较大，对手工操作略有不便。（7）排风管的设计依据

48、排风管的风速以固体不积累在管道内为度，工业上的排风系统的推荐风速和阻力可参考表3，如果槽子的排风量已确定，再根据表3选定管道内的风速，就可依据下式计算风管的截面积： S=Q3600·v式中注：S-管道截面积（m2） Q-排风量（m3/h） v-管道风速（ms） 风管材料大部分采用硬聚乙烯板焊接而成；如果采用钢板，管道内外应涂覆防蚀涂料。由于风管内壁会冷凝水汽，管内应有不小于0.005的排水坡度，并设有排水措施。对排除氰化物和有机溶剂的管道，最好不要穿过其他房间，对除尘系统也应有相应措施，对减少阻力和排除沉积。9 车间面积、生产人员组成（1）车间组成电镀车间按工作性质和设备布置分为生产

49、部分和辅助部分。生产部分包括喷砂、磨光、酸洗、除油、电镀以及其他表面处理、检验等。辅助部分包括电源、电工、通风、维修、分析、挂具制造、化学药品库、零件库和成品库。（2）车间的区划、厂房形式大型电镀车间宜采用钢筋混凝土结构并涂覆耐腐蚀涂料；小型电镀车间可以用廉价的砖木结构，木材涂漆。1) 跨度（厂房宽度） 跨度常为（9、12、15、18、21、24、36、48）M，即厂房跨度18M以上时，采用3M的倍数。根据工艺设计的要求选择。厂房的柱距为4或6M，视砖石结构或钢结构而定。2) 高度跨度较大（12M以上）的大、中型电镀车间的高度（屋架下弦），一般不应低于7M，同时还应设置天窗；跨度较小的小型车间

50、的高度可酌情降低，但不宜低于5M。辅助间和生活间的净高，可以根据不同的情况予以确定。一般采用3-3.5M。3) 地面、墙裙 地面：表面处理车间，地面应具有较好的综合性能，能适应酸碱交替、耐热耐油、耐水防滑、耐压抗冲等要求。地面结构复杂，一般由面层、隔离层、找平层、垫层及地基组成。 墙裙（即腰墙）：电镀、酸洗车间腐蚀严重；涂装车间墙壁容易被污染，一般都设有墙群。墙群高度一般取1200-1500mm。4) 门、窗 门的宽度在(800-1000)mm（单扇门）、1200mm、1500mm、1800mm、2100mm（1200+300n）（双扇门）； 门的高度自2100mm开始，即(2100+300

51、n)mm；窗的宽、高尺寸都以300mm为模数。（3）车间面积 表4面积分布部门名称工艺名称面积（m2）生产部门电镀生产区204生产辅助部门小计204药品间12零件库40小计52生活办公部门办公室12员工休息区24小计36（4）车间人员分配表5车间人员组成车间名称人员类别数量（人）合计（人）门铰链电镀黑镍工艺车间生产工人可按工作岗位配备，生产工人人数为20人考虑到替换、请假的额外的缺勤情况，所以要加上20%的替补人员。所以车间总人数为：34×（1+20%）=40.8（按41个人算）辅助工人一般为生产工人的30%50%，即8人检测人员一般为生产工人的4%5%，即1人工程技术及工程管理人员

52、一般为生产工人的18%20%，即4人勤杂人员一般为工人总数的2%3%，即1人 10 电镀产生对环境的影响表6本车间电镀工艺时对生产环境产生的影响如下序号电镀工艺产生的有害物对环境的影响及危害性1除油含碱气体和含碱液体碱使水体pH值发生变化。国际饮用水标准中pH的范围是78.5，在渔业水体中pH值不应低于6或高于9.2，农业用水的pH值在4.59.0之间2酸洗含酸气体和含酸液体硫酸能刺激并腐蚀所有粘膜，引起呼吸道灼伤及可能的肺部伤害，侵蚀牙齿，对皮肤的腐蚀特别厉害，也能使水质酸化，产生生态影响3镀铜废水中含有铜化合物铜能抑制酶的作用，并有溶血作用。铜中毒时引起脑病、血尿、腹痛和意识不清等4镀镍溶液蒸汽中废水中含有镍化合物镍中毒时引起皮炎、头痛、呕