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1、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 光亮镀镍工艺 33 钢铁零件表面电镀光亮镍工艺流程设计 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 镍的电化当量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.
2、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2
3、0 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镍的镀液与电镀普通镍基本相同，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 是电镀光亮镍镀液中必须添加光亮剂。光亮剂由两种或三种组 合，他
4、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。目前所指的光亮镀镍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镍工艺。 根据镀液的性能和用途，镀镍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。常用镀镍液的电流效率大约在 95%左右。表 1 当电流效率=95%时，镀镍所需时间（ min）镍层电流密度/Adm-2厚度/um00111223
5、45.8.0,2,5.0.5116543221120.34.1.3.46.1.7.3321186543240.52.80.26.8.1.1.4653111176531019.25.42.80.3.7.2.1.8154221118652015.60.57.13.70.3.2.8.12553221118630125.71.47.12.80.36.440165432211500341345.60.57.12.8197653321546741815.78.2211865432052803681145.6211186543566o2807541313111176530892542803721842211
6、186510560571370328153221118613215714712803643.2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03-05十一烷基硫酸钠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fl滚光f 2化学除油f 3热水洗f 4冷水洗f 5 酸洗去锈f 6冷水洗f 7中和f
7、8冷水洗f 9电解除油f 10热水洗 f 11冷水洗+喷淋f 12酸活化f 13冷水洗f 14冷水洗+喷淋f 15 光亮镀镍（滚镀）一16回收一17冷水洗f 18冷水洗+喷淋f 19硝 酸出光f 20冷水洗f 21钝化f 22冷水洗+喷淋f 23烘干f 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/LNa CO 40g/L Na PO
8、 12H O 23b34240g/L温度90oC时间30s3热水洗温度80oC时间5S4冷水洗时间5s工业盐酸（37%HCI）420mL/L工业磷酸5酸洗去锈42omL/L乳化剂OP-101g/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5S工业纯碱（碳酸钠）30g/L7中和时间10s8冷水洗时间5sNaOH60g/L9电解除油温度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11冷水洗+喷淋时间5S12酸活化工业盐酸（37%HCI）时间200mL/L6s13冷水洗时间5s14冷水洗+喷淋工件出槽时喷淋自动开启时间
9、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5S硝酸50g/L19硝酸出光工业盐酸（37%HCI）100mL/L温度室温时间5s20冷水洗时间5s硅酸钠（4。%）40g/L硫酸（98%）3g/L过氧化氢（38%）40g/L硝酸(10%)5g/LpH值2321钝化时间20s缓蚀添加剂1-羟基亚乙基二磷酸(5。%)5g/L次氮基三甲磷酸（5。%）5g/L8页脚内容8乙二胺四亚甲基磷酸盐(5。%)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6os24检验包装内容：抽样检验成品，贴标签
10、，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3oA 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=4.7min单次镀镍总时间为 34+4.7=38.7min.3.4.2 镍的电化当量K=58.69F2F26.8=i.O95g/(A h)3.4.3 确定生产时间综合考虑到工人体力、福利等各方面因素，选
11、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）。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。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96040=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
12、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709。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
