Хромирование деталей на подвесках

77

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт нефти и химии

Факультет химических технологий

Кафедра технологии электрохимических процессов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

(пояснительная записка на листах)

ТЕМА: Хромирование деталей на подвесках

Выполнила

студентка гр.4242-31Зиятова Д.Л.

ПроверилГильманшин Г.Г.

Казань, 2009

Содержание

Введение

1. Параметры контракта

1.1 Характеристика деталей

1.2 Назначение покрытия

1.3 Технические условия на обработку деталей

1.4 Технические условия на заготовку

1.5 Технические условия на готовую продукцию

1.6 Требования к внешнему виду после нанесения покрытия

1.7 Требования к медному покрытию

1.8 Требования к никелевому покрытию

1.9 Требование к хромовому покрытию

2. Параметры действующего гальвано - химического производства

2.1 Основные параметры операций технологического процесса

2.2 Рабочие параметры основного оборудования

2.3Продолжительность процесса

2.4 Количество автооператоров

2.5 Составление растворов и электролитов

2.6 Неполадки в работе ванн хромирования

3. Контроль производства

3.1 Контроль качества покрытий

3.2 Контроль производства

3.3 Техника безопасности и охрана труда

4. Технологические расчеты

4.1 Расчет продолжительности основных операций

4.2 Расчет расхода химических веществ

4.3 Расход анодов

4.4 Расход воды

5. Расчет энергозатрат на производство операций

5.1 Выбор источников постоянного тока

5.2 Расход пара и сжатого воздуха

5.3 Расход сжатого воздуха

5.4 Вентиляция

5.5 Расход электроэнергии

6. Экологическая оценка производства

7. Обезвреживание сточных вод

8. Автоматизация производства

8.1 Концепция автоматизации производства

8.2 Краткая операционная схема технологического процесса

8.3 Контур регулирования температуры

8.4 Контроль расхода воды

8.5 Контур контроля и регулирования уровня

8.6 Регулирование плотности тока

9. Финансовая оценка проектных решений

9.1 Характеристики цеха

9.2 Расходы на инвестиции в автоматизацию производства

9.3 Производственный персонал

9.4 Численность и фонд зарплаты работающих

9.5 Зарплата вспомогательных рабочих

9.6 Фонд зарплаты итр, моп и служащих

9.7 Расход электроэнергии

9.8 Расход пара на технологические нужды

9.9 Расход воды на технологические нужды

9.10 Нормы расхода сырья и основных материалов на калькуляционную единицу

9.11 Цеховые расходы

9.12. Калькуляция затрат на выполнение заказа

9.13. Смета расходов на содержание и эксплуатациюоборудования

Введение

Коррозия металлов, т.е. разрушение вследствие электрохимического или химического воздействия среды, причиняет народному хозяйству огромный вред. Ежегодно из-за коррозии выбывает из строя около 33% всего вырабатываемого металла. Считают, что примерно 60% корродированного металла используется для повторной переработки в металлургической промышленности. Таким образом, безвозвратные потери металла составляют около 10% от всего вырабатываемого металла. К этому следует добавить преждевременный выход из строя, пораженных коррозией инженерных сооружений, судов, машин, приборов, станков, а также вызываемые коррозией несчастные случаи, например взрывы котлов, обрушивание строительных ферм, аварии судов и т.п.

На защиту от коррозии ежегодно расходуются огромные суммы, исчисляемые миллиардами рублей.

Вопросы борьбы с коррозией приобретают особо важное значение в связи с резким увеличением количества выплавляемого металла, производства машин, станков, расширением строительства.

Для снижения потерь металла и предохранения изделий от коррозии наряду с использованием химически стойких материалов широко применяются различные виды защитных покрытий: лакокрасочные, металлические, оксидные и ряд других.

Лакокрасочные покрытия получают путем нанесения на поверхности деталей или изделий пленки лака или краски.

Оксидирование, фосфатирование, хроматирование заключаются в создании на поверхности металла неорганической защитной пленки путем химической или электрохимической обработки деталей в специальных растворах.

Гальванические покрытия получают путем осаждения при помощи тока на поверхности деталей слоя металла из электролитов, содержащих ионы данного металла.

Диффузионный способ нанесения металлических покрытий основан на диффузии в поверхностные слои деталей какого-либо металла или сплава при высокой температуре.

Химический способ позволяет наносить покрытия из металлов или сплавов без применения электрического тока. Осуществляется это с помощью веществ, способных восстанавливать металлы из растворов их солей.

Из перечисленных покрытий наиболее широкое использование в промышленности нашли лакокрасочные и гальванические покрытия./3/

Гальванические покрытия по механическим свойствам, чистоте, коррозийной стойкости и экономичности являются одними из наилучших. Возможность регулирования толщины слоя путем изменения продолжительности процесса и плотности тока. Возможность уменьшения расхода цветных металлов на покрытие поверхности выгодно отличают гальванический метод от других.

Гальванические покрытия могут применяться не только для защиты деталей от коррозии, но и для придания их поверхности ряда ценных специальных качеств: повышенной поверхностной твердости, износостойкости, улучшенных антифрикционных свойств, высокой отражательной способности и т.д.

Российские ученые являются основоположниками многих важнейших методов нанесения покрытий. Создание гальванотехники - заслуга русского ученого академика Б.С. Якоби. Работы В.В. Петрова, Э.Х. Ленца и других крупных русских ученых явились основой развития химических и электрохимических методов защиты металлов. Большой вклад в развитие гальваностегии внесли своими теоретическими и практическими работами советские ученые В.А. Кистяковский, Н.А. Изгарышев, Г.В. Акимов, Ю.В. Баймаков, Н.П. Федотьев, В.И. Лайнер, Н.Т. Кудрявцев, К.М. Горбунова и многие другие.

История ОАО «Казанькомпрессормаш»

ОАО «Казанькомпрессормаш» является крупнейшим компрессоростроительным предприятием России. Сегодня это современное, динамично развивающееся предприятие, создающее высоко-эффективную продукцию.

58-летний опыт проектирования компрессорного оборудования, квалифицированные научные, инженерные и рабочие кадры позволяют в настоящее время изготавливать компрессоры, соответствующие современному мировому уровню.

Весной 1947 года на северной окраине г. Казани началось строительство Казанского компрессорного завода. 17 июля 1951 года был отгружен первый поршневой кислородный компрессор 2РК-1,5/220. Эта дата считается днем основания Казанского компрессорного завода.

В 1956г. создание самостоятельного хозрасчетного специального конструкторского бюро по компрессоростроению - СКБК.. Это позволило сосредоточить проектирование компрессорной техники для Казанского компрессорного завода в г. Казани.

1958 - 1966 г. Началось производство мощных турбокомпрессоров, циркуляционных компрессоров и уникальных турбохолодильных машин большой холодопроизводительности, производство компрессоров для сжатия попутного нефтяного газа для нефтепромыслов Татарии, производства кислородных турбокомпрессоров КТК-12,5/35.

Освоен выпуск хлорного турбокомпрессора для химической промышленности, изготовлен первый образец циркуляционного компрессора типа ЦЦК. По заказу химической промышленности был изготовлен холодильный аммиачный турбоагрегат и холодильные пропановые агрегаты для депарафинизации масел на нефтеперерабатывающих заводах.

1966 -1970 г. В годы восьмой пятилетки завод впервые в СССР приступил к серийному производству винтовых компрессоров. Разработан ряд винтовых компрессоров, основанный на трех базовых диаметрах роторов - 200, 250 и 315 мм, производительностью 10-50 м3/мин, давлением до 0,9 МПа.

1971 - 1978 г. Был изготовлен новый тип воздушной холодильной машины, работающей за счет сжатия и расширения воздуха с промежуточным отбором тепла в регенераторах - ТХМ1-25 с осевым компрессором и турбиной. Холодильный цикл машины был запатентован за рубежом.

Проведена реконструкция чугунолитейного комплекса.

Завод прекратил производство поршневых компрессоров, полностью сосредоточив усилия на разработке и изготовлении центробежных и винтовых компрессорных машин.

СКБК совместно с заводом разработали типоразмерные ряды центробежных машин унифицированной конструкции (УЦКМ) для любых газов, производительностью 60-600 м3/мин и давлением 0,3-4 МПа.

1972 г. была закуплена лицензия у фирмы «Дрессер-Кларк» на разработку и изготовление компрессоров с вертикальным разъемом корпусов. На базе закупленных лицензий разработаны и освоено изготовление центробежных компрессоров высокого давления для производств «синтез-газа» и для газлифтной добычи нефти.

1981 -1990 г. Освоено производство фреоновых турбохолодильных машин второго поколения типа ТХМВ.

Начато производство воздушных центробежных многовальных мультипликаторных компрессоров.

Разработаны типоразмерные ряды мультипликаторных компрессоров производительностью до 800 м3/мин, конечным давлением до 0,9 МПа.

Освоен выпуск гелиевых винтовых агрегатов для промышленных криогенных установок ИАЭ им. И.В.Курчатова в системах криогенного обеспечения ТОКАМАК-15 и в составе ускорительно-накопительного комплекса в г. Протвино Московской области.

1991 - 1995 г. Наряду с производством крупных воздушных винтовых компрессорных установок созданы мощности для выпуска воздушных винтовых компрессоров малой производительности 1,5-5 м3/мин и давлением до 0,9 МПа.

1997 г. На ОАО «Казанькомпрессормаш» изготовлен нагнетатель УНЦ-16 с приводом от газотурбинного двигателя (ГТД) мощностью 16 МВт и КПД до 38%., который смонтирован в составе агрегата ГПА-16 «Волга» на Помарской КС магистрального газопровода.

По заказу ОАО «Газпром» ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» (переименовано в 1997г.) и ОАО «Казанькомпрессормаш» приступили к модернизации газоперекачивающих нагнетателей, работающих в составе ГПА, ранее изготовленных Сумским МНПО им. М.В. Фрунзе.

1998 -1999г. ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» и ОАО «Казанькомпрессормаш», в рамках международного проекта (Россия, Украина, США, Норвегия) по созданию ракетно-космического комплекса морского базирования «Морской старт», спроектировали и поставили четыре многовальных воздушных компрессора Аэроком 43-120/9 0М5. После успешного дебюта разработаны и запущены в эксплуатацию компрессоры с дизельным приводом в ракетно-стартовом комплексе космодрома «Плесецк».

2000 - 2005 г. Казанскими специалистами создан ряд центробежных и винтовых компрессорных установок, в том числе и в блочно-контейнерном исполнении, для компримирования и подачи топливного газа в камеры сгорания газотурбинных двигателей. Впервые в России изготовлены и поставлены винтовые компрессорные установки ТАКАТ с конечным давлением 4,5 МПа для подачи топливного газа в ГТУ Казанской ТЭЦ №1.

1. Параметры контракта

1.1 Характеристика деталей

Засов универсальный

Предназначен для установки на различные запираемые двери в помещениях и на улице при помощи висячих замков.

Масса засова составляет около 60 грамм, площадь поверхности 0,307 дм².

Серьга

Соединительная деталь в виде металлической полосы с отверстиями у концов. Применяется в грузоподъемных машинах, цепных передачах.

Масса серьги составляет около 10 грамм, площадь поверхности 0,116 дм².

Кронштейн

Один из самых распространенных типов навесного оборудования. Кронштейны представляют перекладину с фиксаторами в виде отверстий, шариков, штырьков или крючков.

Масса кронштейна около 200 грамм, площадь поверхности 1,186 дм².

1.2 Назначение покрытия

Электролитическое хромирование является эффективным способом повышения износостойкости трущихся деталей, защиты их от коррозии, а также способом защитно-декоративной отделки. Процесс хромирования широко применяется в сельском хозяйстве.

Большая твердость и особая гладкость хромовых покрытий обусловливают их хорошие антифрикционные свойства: низкий коэффициент трения и высокую износостойкость. Низкий коэффициент трения и высокая твердость хрома позволяют с успехом применять его для исключения задиров при трении вязких, склонных к схватыванию материалов (нержавеющих сталей, титановых сплавов и др.). Этими же свойствами определяется высокая износостойкость хромового покрытия, которая зависит от режима хромирования и условий работы трущихся пар (прирабатываемости, обеспеченности смазкой, давления и относительной скорости). При правильно выбранных условиях хромирования и эксплуатации хромированных деталей износостойкость стальных деталей после хромирования возрастает в три - пять раз.

1.3 Технические условия на обработку деталей

Подготовка поверхности детали к защитно-декоративному и износостойкому покрытию хромом имеет много общего. Последовательность технологических операций следующая:

механическая обработка поверхности (шлифование или полирование);

промывка органическими растворителями для удаления жировых загрязнений и протирка тканью;

заделка отверстий и изоляция участков поверхности детали, не подлежащих хромированию;

монтаж подвески;

обезжиривание;

промывка в воде;

декапирование.

Требования к механической подготовке. Перед покрытием поверхность детали обрабатывается по тому классу чистоты, который указан для готовой детали.

После механической обработки на поверхности детали не должно быть неметаллических включений, а также раковин, трещин и глубоких рисок, т.к. хром хорошо воспроизводит все эти дефекты.

Зачеканка отверстий и изоляция поверхности. Отверстия, если таковые имеются на поверхности изделия, перед хромированием должны быть закрыты свинцом или другим стойким в хромовой кислоте материалом. В противном случае вокруг отверстия остаются не покрытые хромом участки. Зачеканка производится заподлицо с хромируемой поверхностью. По окончании изоляции, подлежащие хромированию участки, необходимо тщательно очистить от загрязнения лаком. Поверхность зачищают наждачным полотном №0 и 00.

Монтаж подвески. При монтаже подвески на деталь необходимо проследить за тем, чтобы детали не закрывали друг друга и все участки их поверхности, по возможности, одинаково отстояли от поверхности анода.

Обезжиривание. При удалении с поверхности детали жировых загрязнений следует иметь в виду, что стальные закаленные тонкостенные детали, работающие при значительных удельных нагрузках, не допускается обезжиривать на катоде; в этом случае применяется анодное обезжиривание или обезжиривание химическим способом.

Декапирование. Перед хромированием стальные и чугунные детали подвергаются анодному декапированию в течение 30-90 сек. при плотности тока 25-40 а/дм². Изделия из меди и медных сплавов анодному декапированию не подвергаются.

1.4 Технические условия на заготовку

Предварительному осмотру перед покрытием подвергаются только те детали, для которых это предусмотрено технологией контроля. Предварительный осмотр проводиться с профилактической целью для выявления поверхностных дефектов, не допускающих передачу деталей на покрытие. Осмотр деталей осуществляется с помощью лупы.

На поверхности деталей не допускаются:

-неоднородность проката, закатанная окалина, заусенцы;

-расслоения и трещины, выявившиеся после травления, полирования и шлифования;

-поры и раковины, выводящие размеры детали после контрольной зачистки за предельные отклонения.

Если дефекты устранимы, детали передаются на исправление; если детали являются браком, они изолируются и оформляются в установленном порядке.

1.5 Технические условия на готовую продукцию

После прохождения всех установленных процессов детали поступают на контрольный пункт, где подвергаются следующим видам контроля, который осуществляют контролеры цеха:

1. Проверка внешнего вида покрытия. Контроль осуществляют наружным осмотром. Внешний вид покрытия, его цвет, равномерность и качество полировки должны соответствовать техническим условиям, указанным в инструкциях. Осмотр деталей производится с помощью лупы.

2. Проверка прочности сцепления покрытия с основным металлом детали. Для проверки точности сцепления на хромированные и никелированные детали наносят стальным острием две пересекающиеся царапины глубиной до основного металла или подслоя. Если в местах пересечения царапин не наблюдается отслаивания хрома, прочность сцепления можно считать достаточной.

3. Проверка толщины покрытия. Толщина покрытия определяется химическими и физическими методами. К химическим методам относятся метод струи и капельный метод. Сущность химических методов заключается в том, что на покрытие подается специальный раствор, который растворяет металл покрытия до основного металла или подслоя. Толщина слоя покрытия определяется по продолжительности растворения металла покрытия. Химические методы не позволяют проводить стопроцентный контроль, т.к. испытываемые детали приходится возвращать на доработку.

1.6 Требования к внешнему виду после нанесения покрытия

Толщина покрытия в соответствии с требованиями конструкторской документации.

Детали должны иметь защитную поверхность, без вздутий, расслоений, точек, непокрытых зон.

Детали должны иметь коррозионную стойкость. Покрытие должно иметь сплошной слой хромового покрытия, пористую, мелкокристаллическую структуру.

Цвет защитно-декоративного покрытия без полирования серебристо-серый.

Цвет полированного покрытия серебристый с голубоватым оттенком.

Цвет твердого (износостойкого) покрытия светло-серый с синеватым или молочно-матовым оттенком.

1.7 Требования к медному покрытию

Цвет медного покрытия от светло-розового до темно-красного. Оттенок не нормируется. Не допускается: следы не отмытых солей; темные пятна, за исключением пятен от потеков воды; шероховатость; дендридообразные наросты; пузыри; отсутствие покрытия на детали, за исключением мест, отмеченных на чертеже.

Контроль толщины покрытия деталей медью проводить капельным методом. Толщина покрытия, снимаемая за 30сек. При температуре 18-25?С соответственно 1,01-1,20 мкм. Толщина покрытия в соответствии с требованиями конструкторской документации.

1.8 Требования к никелевому покрытию

Цвет никелевого покрытия серебристо-белый с желтоватым оттенком. Не допускается: отсутствия покрытия на деталях, за исключением мест отмеченных на чертеже; шероховатость, за исключением незначительной на острых гранях рельефных деталей; пузыри, отслаивание, шелушение; темные полосы, желтые пятна, за исключением следов от водяных потеков; неравномерность блеска, полученного при полировании; следы не отмытых солей.

Контроль толщины покрытия деталей никелем проводить капельным методом. Время выдержки одной капли - 30сек. Толщина покрытия, снимаемая за 30сек. При температуре 18-25?С соответственно 0,67-0,75мкм. Толщина покрытия в соответствии с требованиями конструкторской документации.

1.9 Требование к хромовому покрытию

Цвет защитно-декоративного покрытия без полирования серебристо-серый. Цвет полированного покрытия серебристый с голубоватым оттенком. Цвет твердого (износостойкого) покрытия светло-серый с синеватым или молочно-матовым оттенком. Не допускается: отсутствие покрытия, за исключением мест, отмеченных на чертеже и мест контакта детали с подвеской; дендритообразные наросты и шероховатость, за исключением незначительной на острых гранях рельефных деталей, если это не мешает сборке их в узлы; темные полосы и пятна; неравномерность блеска, полученного при полировании; пузыри, отслаивание и шелушение покрытия; следы не отмытых солей.

2. Параметры действующего гальвано - химического производства

2.1 Основные параметры операций технологического процесса

Подготовительная.

Подготовка рабочего мест.

Промывка органическими растворителями.

При наличии на деталях большого количества смазки или полированной поверхности детали при необходимости погружаются в ванну с бензином. Детали промываются по одной штуке. Переход повторяется еще один раз в ванночке с чистым бензином.

Обдувка сжатым воздухом.

Детали со всех сторон обдуваются сжатым воздухом для удаления остатков влаги. Давление воздуха - 1,5-2атм.

Сборочная.

Детали монтируются на медную проволоку (проволока мягкая медная O 0,8-1мм) или приспособление.

Обезжиривание электрохимическое (кроме деталей с полированной поверхностью).

Зачищаются предварительно все токонесущие штанги от окислов и промываются водой.

Аноды - стальные, покрытые никелем (предварительно чистятся и декапирируют в растворе соляной кислоты 50-100г/л и промываются в воде).

Детали на штангу завешиваются так, чтобы они не экранировали друг друга по отношению к аноду. Нижняя деталь на подвеске должна быть выше нижнего края анода на 50мм; от плоскости или грани детали до анода должно быть 100-150мм.

Промывка проточной горячей водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Промывка проточной холодной водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Активация (декапирование) - кроме деталей с полированной поверхностью.

Детали декапирируют в ванне с раствором путем погружения и покачивания их там.

Промывка проточной холодной водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Травление деталей из меди и ее сплавов (кроме БрБ с окислами.)

Детали травятся путем неоднократного окунания их в раствор с промежуточной промывкой в воде. При травлении детали не должны касаться друг друга.

Промывка проточной холодной водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Промывка проточной горячей водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Обдувка сжатым воздухом.

Детали на подвесках или приспособлениях обдуваются сжатым воздухом для удаления остатков влаги. Давление воздуха 1,5-2атм.

Сушка.

Детали завешиваются в шкаф, предварительно нагретый до 70-110?С и просушиваются. Воздух в шкафу циркулирует.

Разборка (Демонтаж).

Детали снимаются с приспособления или проволоки и укладываются в тару.

Шлифовальная.

Детали отшлифовываются с целью устранения на них неровностей.

Промывка органическими растворителями.

Обдувка сжатым воздухом.

Детали со всех сторон обдуваются сжатым воздухом для удаления остатков влаги. Давление воздуха - 1,5-2атм.

Изоляция мест, не подлежащих покрытию.

Наносится эмаль на места, не подвергающиеся хромированию при помощи кисточки. Детали держат так, чтобы они были минимально захвачены.

Сушка естественная.

Сушатся на воздухе до полного высыхания эмали.

Сборочная.

Детали монтируется на медную проволоку (проволока мягкая медная O 0,8-1мм) или приспособление цепочкой или веером (расстояние между деталями 1-3см). Крупные детали (более 150?180) монтируют по 1-2 штуке.

Детали, требующие покрытия с дополнительными анодами независимо от размеров, монтируют по 1 штуке.

Активация (Декапирование) деталей из меди и ее сплавов (кроме БрБ с окислами.)

Детали декапирируют в ванне с раствором путем погружения и покачивания их там.

Промывка проточной холодной водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Меднение.

Предварительно зачищают от окислов все токонесущие штанги.

Чистятся аноды, смывают водой и декапирируют в соляной кислоте.

Аноды помещаются в мешки из ткани «хлорин» и завешиваются на специальные крючки так, чтобы они не были в электролите.

При завешивании деталей в ванну, следят, чтобы детали не экранировали друг друга по отношению к аноду, чтобы детали не касались друг друга.

Детали с внутренними полостями или отверстиями (диаметром более 12мм и длиною более 20мм) покрываются с дополнительными анодами, которые завешиваются внутрь этих полостей или отверстий так, чтобы анод не касался детали. Анод делается в виде стержня нужного размера или пластины. После того как детали подготовлены к покрытию подсчитывают суммарную площадь всех загружаемых деталей в дм², прибавляют еще 10% этой площади за счет приспособлений и умножают на применяемую плотность тока 2-4 А/дм².

Промывка в сборнике непроточной холодной водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Промывка проточной холодной водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Осветление.

Детали осветляют в ванне с раствором путем погружения и покачивания их там.

Промывка проточной холодной водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Никелирование.

Зачищают предварительно все токонесущие штанги от окислов и промывают водой.

С поверхности электролита при помощи фильтровальной бумаги убрают следы жира и прочих загрязнений. Аноды чистят и декапирируют в соляной кислоте. Завешивают аноды на крючки из латуни.

Подвески с деталями завешиваются так, чтобы детали на них были полностью погружены в электролит. Детали с внутренними полостями и отверстиями (диаметром более 12мм и длиною 20мм) покрываются с дополнительными анодами, которые завешиваются внутрь этих полостей или отверстий так, чтобы анод не касался детали. Анод - в виде стержня нужного размера или в виде пластины.

До завешивания деталей в ванну рассчитывают суммарный ток на все одновременно загружаемые детали. Для этого поверхность всех деталей (в дм²) умножают на плотность тока (0,6-0,8 А/дм²).

Детали завешивают в ванну, включают покачивание штанги и источник тока. За 5-7мин до окончания процесса две детали сдаются на проверку толщины покрытия. Если нужная толщина достигнута, -отключают источник тока и выгружают детали из ванны, если нет - процесс продолжают, а проверку производят еще раз. Толщина покрытия должна соответствовать требованиям чертежа.

Промывка проточной холодной водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Промывка проточной горячей водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Обдувка сжатым воздухом (сушка).

Детали со всех сторон обдувают сжатым воздухом для удаления остатков влаги. Давление воздуха - 1,5-2атм.

Сушка.

Детали завешиваются в шкаф, предварительно нагретый до 70-80?С.

Полировальная механическая (глянцование).

Промывка органическими растворителями.

Детали промывают при помощи марлевого тампона в ванночке из цветного металла.

Обдувка сжатым воздухом (сушка).

Детали со всех сторон обдувают сжатым воздухом для удаления остатков влаги. Давление воздуха - 1,5-2атм.

Хромирование.

Подсчитывают нужный ток, исходя из суммы поверхностей загружаемых деталей (в дм²) и приспособлений, находящихся в растворе, умноженных на заданную плотность тока. Детали завешиваются в ванну на катодную штангу под током при напряжение 6-12В. При хромировании стальных деталей впервые 30с дают обратный ток заданной плотности. При переключении деталей с анода на катод в течение 15-30с дают «толчок» тока (плотность тока в этот момент должна в 2 раза превышать рабочую).

В дальнейшем осаждение ведут в указанном режиме.

Скорость осаждения при плотности тока 15А/дм² 1мкм за 7мин, при плотности тока 35А/дм² 1мкм за 3 мин.

Толщина покрытия в отверстиях, полостях, вырезах может быть уменьшена до 60% от толщины покрытия по чертежу. В узких или глубоких отверстиях шириной или диаметром до 12мм на глубину более одной ширины или диаметра, а также в узких сквозных отверстиях шириной или диаметром до 6мм на той же глубине электролитического покрытия не будет или оно будет ничтожно мало.

Чтобы обеспечить равномерное распределение тока в электролите - применяют дополнительной формы аноды или дополнительные катоды в виде рамок, исключающие подгорание выступающих частей деталей. Контакт между рамкой, деталями и токоведущими штангами должен быть жестким.

При хромировании внутренних поверхностей обязательно применение внутренних анодов, отвечающих форме полости и имеющих толщины, составляющие 0,4-0,6 от поперечного отверстия.

Промывка в сборнике непроточной холодной водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Промывка проточной холодной водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Промывка проточной горячей водой.

Детали промываются в ванне с водой - методом окунания.

Обдувка сжатым воздухом (сушка).

Детали со всех сторон обдувают сжатым воздухом для удаления остатков влаги. Давление воздуха - 1,5-2атм.

Сушка.

Детали завешиваются в шкаф, предварительно нагретый до 70-80?С. (Время сушки до полного испарения влаги).

Разборка (Демонтаж).

Детали снимаются с приспособления или проволоки и укладываются в тару.

Контроль исполнителем качества покрытия - отсутствие подгара на деталях, непокрытых мест, цвета пассивирования.

Снятие изоляционного слоя.

Детали помещаются в ванну с горячей водой. Вынув детали из воды, изоляцию снимают при помощи скальпеля.

Контроль исполнителем - на полное качество изоляции.

Полировальная механическая (глянцование).

2.2 Рабочие параметры основного оборудования

Оборудование малой механизации

Внутренние габаритные размеры нормализованных ванн приведены в таблице 2.1. В зависимости от назначения ванны снабжены вентиляцией, змеевиками для нагрева или охлаждения, электронагревателями, механизмом качания штанг, барботерами и т.д.

Внутренние габаритные размеры нормализованных ванн

Табл. № 2.1

Тип ванны	Внутренние габаритные размеры, мм	Рабочий объем, л	Тип ванны	Внутренние габаритные размеры, мм	Рабочий объем, л
01 02 03 04 05 06 07	600?500?800 800?700?800 1200?700?800 1500?700?800 800?700?1000 1200?700?1000 1500?700?1000	250 400 600 750 550 800 1000	08 09 10 11 12 13 14	1500?1000?1000 2200?700?1000 2200?1000?1000 3000?700?1000 3000?1000?1000 800?450?1000 800?450?1000	1300 1400 2000 2000 2700 2700 3500

Исходные данные: подвеска размером 500?600мм. Годовая программа S= 5000м². Ф_в=2624ч.

1. длина ванны хромирования определяется по формуле:

L_вн=n₁L₁+(n₁-1)L₂+L₃, (2.1)

где L₁-размер подвески по длине ванны, мм; L₂-расстояние между подвесками, мм; L₃-расстояние между торцевой стенкой и краем подвески, мм; n₁-число загружаемых на одну штангу подвесок.

L_вн=500+2·150=800мм,

L₂=0, т.к. на катодную штангу завешивают одну подвеску.

2. ширина ванны при наличии двух катодных находится по формуле:

W_вн=n₂В₁+2 n₂В₂+2В₃+ n₃d, (2.2)

где В₁-максимальный размер детали по ширине ванны, мм; В₂-расстояние между анодом и ближайшим краем детали, мм; В₃-расстояние между внутренней стенкой продольного борта ванны и анодом, мм; n₂-число катодных штанг; n₃-число анодных штанг; d-толщина анода, мм.

W_вн=70·2+100·4+25·2+5·3=605мм,

где В₁=70мм, В₂=100мм, В₃=25мм, d=5мм.

3. внутренняя высота ванны рассчитывается по формуле:

Н_вн=Н₁+Н₂+Н₃+Н₄, (2.3)

где Н₁-высота подвески (без подвесного крюка), мм; Н₂-расстояние от дна ванны до нижнего края детали, мм; Н₃-высота электролита над верхним краем подвески, мм; Н₄-расстояние от поверхности зеркала электролита до верхнего края бортов ванны, мм.

Н_вн=600+150+50+150=950мм,

где Н₂=150мм, Н₃=50мм, Н₄=150мм.

Определив размеры ванны хромирования, подбирают соответствующую ванну по табл № 2.1.

Внутренние габаритные размеры ванны 05 составляют 800?700?1000мм. Объем электролита 550л. Ванна имеет двусторонние бортовые отсосы и змеевик охлаждения вдоль ванн.

4. число ванн хромирования по формуле:

N=S·ф/(n·f·60·T₀·k_з) (2.4)

где n - количество рядов катодных штанг в ванне;

T₀ - действительный годовой фонд времени работы оборудования (ч);

k_з - коэффициент загрузки ванны, следует принимать 0,8 - 0,9

N = 5000·10/(2·0,26·60·1992·0,85)=0,95

принимаем n=1

2.3 Продолжительность процесса

Табл. № 2.2

Наименование оборудования	Электрохимическая ванна	Хромирование
Внутренние размеры, мм	Lвн,Wвн,Hвн	800х700х1000
Общий объем покрытия, м2	V	5000
Величина загрузки единицы оборудования, м	Y	0.26
Количество загрузок, шт.		19231
Время отработки одной загрузки, мин	T	10
Суммарное время отработки всех загрузок, час.		3205,1

2.4 Количество автооператоров

Табл. № 2.3

Объем покрытия, м2	15000
Габариты подвески, м	0,6 х 0,5
Величина загрузки на одну катодную штангу, м2.	Y = 0.13
Количество катодных штанг, шт	2

В производстве используется 1 линия.

2.5 Составление растворов и электролитов

Приготовление растворов обезжиривания. Их готовят последовательным растворением всех компонентов в тёплой воде. Твёрдый едкий натр растворяют, поместив его в герметически закрытый специальный аппарат. В приготовленный раствор добавляют поверхностно-активные вещества. Корректирование растворов проводят не реже одного раза в неделю по данным химического анализа на содержание NaOH, тринатрийфосфата и других компонентов.

Чистка ванны производится 1 раз в месяц согласно разработанному графику. Раствор сливается через сливной вентиль и направляется на станцию нейтрализации. Стенки, анод и дно ванны промываются водой из шланга. Упавшие детали складываются в спецсетку, промываются в ванне промывки и отправляются на тележке в склад для разбраковки. Стенки ванны чистят капроновой щеткой. Проверяют пригодность анодов. Очищают анодные штанги шлифовальной шкуркой. После проведения всех работ промывают водой все элементы ванны.

Приготовление раствора для активирования. Полученную концентрированную соляную кислоту растворяют в воде до 100 г/л. При приготовлении раствора нужно кислоту приливать к воде и не в коем случае наоборот, корректировка не реже раза в неделю.

Чистка ванны производится 1 раз в месяц согласно графику. Раствор сливается через сливной патрубок и направляется на нейтрализацию. Чистка ванны активирования аналогична чистке ванны обезжиривания.

Приготовление электролита меднения.

При наличии цианида меди составление электролитов несложно и заключается в постепенном введении ее расчетного количества в концентрированный раствор цианида калия или натрия при подогреве его до 60--70 ⁰С и перемешивании. После образования раствора комплексной соли меди его анализируют на содержание свободного цианида, корректируют, вводят добавки и доливают водой до рабочего уровня ванны. Часто электролит готовят из свежеосажденного основного карбоната меди, получаемого постепенным добавлением карбоната натрия к раствору сульфата меди до тех пор, пока не перестанет выделяться осадок.

Приготовление электролита никелирования.

Электролиз ведется при температуре 45 - 60 ⁰С, i_к = 2,5 - 10 А/дм². Анод - никель. Выход никеля по току 95%. Перемешивание проводят сжатым воздухом.

Для приготовления электролита отдельно растворяются основные кислоты. Затем растворы сливают в ванны в следующем порядке: борная кислота, хлорид натрия. Ванну доводят до рабочего объема, нагревают до 60 - 80 ⁰С и тщательно перемешивают до полного растворения компонентов. Полученный раствор очищают, фильтруют и отстаивают. Для повышения электропроводности в электролитах, содержащих низкую концентрацию сульфата никеля (150 200 г/л), в раствор вводят сульфаты натрия или магния.

Приготовление хромового электролита. Для приготовления электролита рассчитанное количество хромового ангидрида дробится на небольшие куски, загружается в ванну хромирования и заливается для лучшего растворения водой, подогретой до 60-80 градусов. При этом можно использовать водопроводную воду, не загрязненную железом, однако, в районах с жесткой водопроводной водой для этих целей необходимо пользоваться конденсатором или даже дистиллированной водой. После растворения хромового ангидрида раствор перемешивают. Для нормального осаждения хрома рекомендуется содержание в электролите небольшого количества Cr3+, около 2-4 г/л. В готовом электролите производят пробное хромирование. Замена хромового электролита производится через 1-2 года и зависит от интенсивности эксплуатации ванны и загрязнения ее примесями. При эксплуатации ванны следует учитывать, что в процессе электролиза концентрация трехвалентного хрома в электролите изменяется в зависимости от конфигурации деталей. Так, при хромировании деталей, площадь покрытия которых больше площади анода, например, при хромировании внутренней поверхности цилиндра, концентрация трехвалентного хрома в электролите постепенно возрастает. Если же площадь детали катода значительно меньше площади анода, что имеет место при хромировании наружных цилиндрических поверхностей, то содержание трехвалентного хрома в электролите понижается.

Корректирование электролита.

Для поддержания постоянной концентрации CrO3 и H2SO4 электролит периодически корректируют путем введения в него новых порций хромового ангидрида и серной кислоты. Количество добавляемого в ванну хромового ангидрида определяется на основании удельного веса электролита или результатам анализа. Добавление в ванну CrO3 осуществляется ежедневно. Корректирование электролита серной кислотой производится значительно реже. Один раз в 7-10 дней электролит подвергают анализу на содержание трех- и шестивалентного хрома и серной кислоты. На основании анализа рассчитывают недостающее количество H2SO4 и вводят его в электролит. После этого электролит тщательно перемешивают и дают ему отстояться. Поэтому серную кислоту рекомендуется вводить в ванну во время перерывов в работе.

Чистка ванн и электролитов.

1. На всех ваннах не реже одного раза в неделю чистят штанги и аноды железной щеткой и водой.

2. Промывные воды чистят по мере загрязнения , но не реже 1-го раза в месяц.

3. Электролиты фильтруют через бязь по мере загрязнения, но не реже 1-го раза в месяц.

4. Электролиты не подлежащие корректировке, заменять по мере загрязнения и истощения. Электролит обезжиривания заменять по мере загрязнения и истощения, но не реже 1-го раза в месяц.

2.6 Неполадки в работе ванн хромирования

Соблюдение режима электролиза и своевременное корректирование электролита служат залогом получения доброкачественного хромового покрытия. Низкое качество подготовки поверхности перед покрытием и отступления от установленной технологии являются основными причинами возникновения дефектов.

Табл. № 2.4

Характер неполадок	Причины возникновения	Устранение неполадок
Отслаивание покрытия	а) Плохая механическая или химическая подготовка поверхности изделия перед покрытием. б) Деталь перед хромированием недостаточно прогрелась в электролите. Резко снизилась температура электролита, например вследствие добавления холодной воды во время электролиза. Резко увеличилась плотность тока. в) Перерыв тока в процессе хромирования.	а) улучшить подготовку, проверить время анодного декапирирования б) предотвратить возможность перерывов тока в) прогреть детали
Отслаивание хрома вместе с подслоем никеля	а) Недостаточное толщина никелевого подслоя б) Слишком большая продолжительность хромирования в) Плохая подготовка перед никелированием	а) Увеличить толщину подслоя никеля б) откореектировать время хромирования в) улучшить подготовку
Матовые осадки	а) Низкая температура б) Недостаточный прогрев деталей перед включением тока	а) Повысить температуру электролиза б) Улучшить прогрев деталей
Матовые пятна	а) Высокая плотность тока б) Прополировка подслоя никеля в) Примеси железа г) Слишком боьлшое содержание серной кислоты	а) Отрегулировать силу тока б) Увеличить толщину слоя никеля в) Заменить часть лектролита новым г) Осадить серную кислоту при помощи бариевых солей
Пригар на краях	Большая плотность тока на краях	Установить экраны, закруглить края
коричневые пятна	а) Примеси железа б) Великое содержание трехвалетного хрома в) Недостаточное содержание серной кислоты	а) Заменить часть электролита б) Окислить трехвалентный хром в) Добавить серную кислоту
радужные пятна	а) Недостаточное содержание серной кислоты б) Окисление подслоя	а) Добавить серную кислоту б) Улучшить декапирирование перед хромированием
Незахромированные участки	а) Плохое обезжиривание б) Остатки окислов в) Наличие отверстий в деталях Г) Соприкосновение деталей	а) Улучшить обезжиривание б) Улучшить травление и декапирирование в) Заделать отверстия свинцовыми пробками г) Проверить расположение деталей в ванне
Наличие отдельных точек и пор на хромированной поверхности	а) Поры и раковины в металле б) Пузырьки водорода задерживаются на поверхности детали	а) Улучшить механическую подготовку деталей б) Улучшить подвешивание деталей. Периодически встряхивать их
Видимые трещины в слое хрома и стали	Наличие закалочных напряжений в стали	Прогреть детали перед хромированием при 150 - 180 0С. Хромировать при низкой температуре и плотности тока
Неравномерное распределение хрома по толщине	а) слишком толстое наслоение хрома с непрофилированными анодами б) образование пленки на анодах	а) Подобрать аноды соответствующей формы б) Зачистить аноды
На некоторых участках покрытие блестящее, на других - матовое	а) Великая плотность тока б) Низкая температура в) Неодинаковая плотность тока на всех деталях	а) Снизить плотность тока б) Отрегулировать температуру в) Применить вспомогательные аноды или экраны
Серое покрытие на нижней части детали	Малое расстояние между нижней частью детали и дном ванны.	Нормальное расстояние между деталью и дном ванны должно составлять не менее 70-100 мм

3. Контроль производства

3.1 Контроль качества покрытий

1. Метод контроля внешнего вида покрытий.

Метод основан на выявлении дефектов поверхности покрытия внешним осмотром и применении для деталей любой формы и габаритных размеров.

Контроль проводят осмотром деталей невооруженным глазом в помещении с освещенностью не менее 300 лк на расстоянии 25 см от контролируемой поверхности.

Необходимость применения оптических приборов с указанием кратности увеличения должна быть оговорена в технической документации на изделие.

2. Методы контроля прочности сцепления покрытий.

Метод нанесения сетки царапин применяют для определения прочности сцепления покрытий, толщиной не более 20 мкм. На поверхности контролируемого покрытия стальным острием наносят 4-6 параллельных линий глубиной до основания металла на расстоянии от 2.0 до 3.0 мм друг от друга и 4-6 параллельных линий, перпендикулярных к ним.

Линии проводят в одном направлении. На контролируемой поверхности не должно наблюдаться отслаивания покрытия.

3.2 Контроль производства

Качество промышленной продукции - это совокупность ее свойств, определяющих способность этой продукции к успешной работе в эксплуатации с лучшими технико-экономическими показателями. Требования, которым должно удовлетворять качество той или иной продукции, устанавливаются государственными стандартами и техническими условиями.

Основным показателем качества технических изделий является их надежность, т.е. вероятность безотказной работы в течение определенного времени в заданных условиях эксплуатации.

Для повышения качества изделий на заводах проводятся мероприятия по совершенствованию их конструкции, технологии и организации производства, повышению квалификации рабочих. Наряду с этими и другими мероприятиями, непосредственно влияющими на качество изделий, важнейшее значение имеет совершенствование организации технического контроля за качеством - службы, дисциплинирующей производство.

В современных условиях работы промышленности отдел технического контроля (ОТК) завода является контролирующей организацией, главная обязанность которой состоит в предотвращении выпуска продукции, не соответствующей стандартам, нормалям, чертежам и техническим условиям.

Основное внимание ОТК должно быть уделено тщательному контролю и всестороннему испытанию готовой продукции предприятия, законченной продукцией основных цехов и наиболее ответственных операций, а также анализу вместе с цехами, отделами и лабораториями предприятия недостатков в изделиях, выявленных при их изготовлении, сборке, испытаниях и эксплуатации, и контролю за устранением этих недостатков.

Контроль в цехах покрытий может быть передан в ведение начальников этих цехов, с сохранением за ОТК, если это необходимо, выборочного или инспекционного контроля готовых деталей после покрытия.

В цехе гальванических и химических покрытий применяются следующие типы контроля:

1) предварительный осмотр деталей перед покрытием;

2) контроль за процессом покрытия;

3) контроль за качеством покрытия деталей;

4) контроль за состоянием оборудования, приборов и помещения.

Предварительному осмотру перед покрытием подвергаются только те детали, для которых это предусмотрено технологией контроля. Предварительный осмотр проводиться с профилактической целью для выявления поверхностных дефектов, не допускающих передачу деталей на покрытие. Осмотр деталей осуществляется с помощью лупы.

Если дефекты устранимы, детали передаются на исправление; если детали являются браком, они изолируются и оформляются в установленном порядке.

Производственные мастера систематически контролируют соответствие покрытий установленной технологии; при контроле проверяют обезжиривание деталей, их монтаж на подвесках, промывку перед покрытием, температуру ванн, плотность тока, напряжение, время выдержки деталей в ванне, промывку деталей после покрытия.

После прохождения всех установленных процессов детали поступают на контрольный пункт.

В некоторых случаях, когда это предусмотрено чертежом и технологией, размеры деталей проверяются до наложения покрытия для проверки сохранения этих размеров в пределах допусков после наложения покрытия. Размеры обычно контролируются у деталей 1-го - 2-го классов точности. Контроль осуществляется универсальным инструментом, с помощью приборов или предельными калибрами.

Состав ванн проверяется периодически по графику работниками химической лаборатории ЦЗЛ. ЦЗЛ периодически по графику проверяет все приборы цеха. Результаты всех проверок записываются в журналы.

ОТК в инспекционном порядке систематически контролирует своевременность и правильность проверок, выполняемых ЦЗЛ, и правильность записей в журналах. ОТК проверяет также чистоту и соблюдение правил эксплуатации оборудования, т.к. неудовлетворительное состояние ванн, вспомогательных принадлежностей и т.п. может привести к ухудшению качества продукции. О всех нарушениях установленного порядка и режимов ОТК сообщает начальнику цеха, требуя немедленного устранения недостатков.

Все виды производственных и контрольных процессов, составы ванн, их анализ и применяемые режимы в гальванических цехах должны соответствовать утвержденным инструкциям.

Оборудование и оснастка. В цехе гальванических покрытий организуется центральный контрольный пункт располагающийся вблизи склада деталей. Пункт оборудуется столами для контроллеров и стеллажами для раскладки деталей. Для хранения инструментов, приборов и реактивов предусматриваются шкафы.

Контрольно-измерительное оборудование состоит из комплекта универсального инструмента, комплекта эталонов, луп с десяти- и тридцати - кратным увеличением, набора реактивов, приборов для контроля толщины покрытий химическими методами, набора бюреток и приборов для определения толщины покрытия магнитным методом. Для счета крупных партий мелких деталей применяются счетные весы.

3.3 Техника безопасности и охрана труда

Цеха электрохимических покрытий являются неблагоприятными с точки зрения безопасности труда. Технология нанесения покрытий связана с применением и выделением веществ, вредных для здоровья человека.

1. Хромовые электролиты

1.1 Ванны хромирования должны быть оборудованы автоматическими регуляторами температуры, створчатыми крышками, заливочными приспособлениями.

1.2 Уровень раствора в ванне хромирования при загрузке деталями должен быть на 150 - 200мм ниже краев ванн.

1.3 Местная вытяжная вентиляция на ваннах хромирования, работающих с подогревом, должна включаться одновременно с началом подогрева ванн, а выключаться после полного их охлаждения.

1.4 Работникам до начала работы с хромовыми электролитами по указанию врача необходимо смазывать слизистую оболочку носа вазелином, а кожу рук и лица - защитной пастой. При случайном попадании электролита на кожу лица и рук следует удалять его 5% - ным раствором гипосульфита с последующей промывкой холодной водой, а при попадании в глаз - 1% - ным раствором гипосульфита и проточной водой.

2. Требования к производственным зданиям и помещениям