Расчет расхода материала для основного вида покрытия

Гальванический цех является потребителем большого количества химикатов, вспомогательных материалов. Норму расхода химикатов при нанесении покрытий устанавливают расчетным путем независимо от толщины покрытия.

Норма расхода химикатов определяется по формуле:

Н_х=К(А+В+С)*с, (47)

где К – коэффициент, учитывающий тип оборудования;

А – норма потерь электролита на вынос с деталями при выгрузке, г/м²;

В – норма потерь при уносе электролита в вентиляционные каналы, г/м²;

С – норма потерь электролита при фильтрации, корректировании и смене электролитов или растворов;

с – концентрация компонента, г/л.

Коэффициент К при нанесении покрытий в автоматических линиях равен 0, 8.

По степени сложности детали делятся на три группы: І – плоские детали и цилиндрические детали без резьбы; ІІ – крепежные, рельефные и штампованные детали без полостей, в которых задерживается электролит; ІІІ – детали с глухими отверстиями, в которых задерживается электролит, а также детали, имеющие труднопромываемые участки.

В данном курсовом проекте предлагается обрабатывать деталь, которая относится ко второй группе.

Расход химикатов на обезжиривание:

Н_NaOH=0, 8(0, 08+0, 015+0, 05)*40=4.64 г/м²;

Н_Na3PO4=0, 8(0, 08+0, 015+0, 05)*40=4.64г/м²;

Н_Na2co3=0, 8(0, 08+0, 015+0, 05)*40=4.64 г/м²;

Расход химикатов на травление:

H_H2SO4=0.8(0.08+0.065)*250=29г/м²

H_{Feso4 *7H2O} = 0.8(0.08+0.015+0.065)*2=0.26 г/м²

H_NACL= 0.8(0.08+0.015+0.065)*25=3.2г/м²

Расход химикатов на меднение:

Медь борфтористоводородная=0, 8(0, 08+0, 015+0, 05)*40=4.64 г/м²;

Н_H3BO3=0, 8(0, 08+0.065)*20= 2.32 г/м²;

НКислота борфтористоводородная=0, 8(0, 08+0.065)*20= 2.32г/м²;

Расход химикатов на никелирование:

Н_NiSO4=0, 8(0, 08+0, 065)*300 =34, 8 г/м²;

Н_{борная кислота}=0, 8(0, 08+0, 065)*40=4, 64 г/м²;

Н_{хлорид никеля}=0, 8(0, 08+0, 065)*60=6, 96г/м²;

Н_{сахарин}=0, 8(0, 08+0, 065)*2=0, 232г/м²;

Н_{бутиндиол}=0, 8(0, 08+0, 065)*0, 18=0, 02г/м²;

Н_{фталимид}=0, 8(0, 08+0, 065)*0, 04=0, 0046 г/м²;

Расчет норм химикатов на пуск нового оборудования производится по формуле

Н_хп = сVK/1000, (48)

Где с –концентрация химиката в электролите (растворе), г/л

V- объем ванны, л

К- коэффициент заполнения ванн, равный 0, 7- 0, 9

Расход химикатов на обезжиривание

Н_хпNaoH=40*1159.2*0, 8/1000= 37.09кг;

Н_хпNa3PO4=40*1159.2*0, 8/1000=37.09кг;

Н_хпNA2CO3=40*1159.2*0, 8/1000=37.09кг;

Расход химикатов на травление:

H_H2SO4=250 *1159.2 *0.8/1000 =231/84КГ

H_{Feso4 *7H2O} =2*1159.2*0.8/1000=1.85КГ

H_NACL=25*1159.2*0.8/1000=23.18КГ

Расход химикатов на меднение:

Медь борфтористоводородная=40*1159.2*0.8/1000= 37.09КГ

Н_H3BO3=20*1159.2*0.8/1000=18.54КГ

НКислота борфтористоводородная=20*1159.2*0.8/1000=18.54КГ

Расход химикатов на никелирование:

Н_хпNiSO4=300*811, 5*0, 8/1000 =194, 8кг;

Н_{хпборная кислота}=40*811, 5*0, 8/1000=26 кг

Н_{хпхлорид никеля}=60*811, 5*0, 8/1000=39к г;

Н_{хпсахариг}=2*811, 5*0, 8/1000=1, 3кг;

Н_{хпбутиндиол}=0, 18*811, 5*0, 8/1000=0, 11кг;

Н_{хпфталимид}=0, 04*811, 5*0, 8/1000=0, 025кг;

Расход химикатов на выполнение программы рассчитывается следующим образом:

Q_х=Н_хS_год /1000, (49)

Расход химикатов на обезжиривание:

Q_хNaOH=4.64*60589, 75 /1000= 281.13кг

Q_хNa3PO4=4.64*60589, 75/1000= 281.13кг

Q_хNa2CO3=4.64*60589, 75/1000= 281.13кг

Расход химикатов на травление:

H_H2SO4=29*60589, 75 /1000=1757.102КГ

H_{Feso4 *7H2O} = 0.26*60589, 75 /1000 =15.75КГ

H_NACL= 3.2*60589, 75 /1000= 193.88КГ

Расход химикатов на меднение:

Медь борфтористоводородная=4.64*60589, 75 /1000=281.13КГ

Н_H3BO3=2.32*60589, 75 /1000=140.56КГ

НКислота борфтористоводородная=2.32*60589, 75 /1000=140.56КГ

Расход химикатов на никелирование:

Q_хNiSO4=34, 8*63143, 12/1000= 2197, 4 кг

Q_{х борная кислота}=4, 64*63143, 12/1000= 293 кг

Q_{х хлорид никеля}=6, 96*63143, 12/1000= 439.5 кг

Q_{х сахарин}=0, 232*63143, 12/1000= 14.64 кг

Q_{хбутиндиол}=0, 02*63143, 12/1000= 1.26 кг

Q_{хфталимид}=0, 0046*63143, 12/1000= 0.29 кг

Все расчетные данные заносятся в форму 5.

Нормы расхода анодов металла устанавливаются исходя из толщины слоя 1 мкм с учетом технических отходов и потерь.

Н_а=1, 06*γ, (50)

где 1, 06 – коэффициент, который учитывает технологические потери на шламообразование, неиспользованные остатки и т. п.

Масса покрытия площадью 1 м² и толщиной 1 мкм численно равна плотности метала покрытия, поэтому вместо массы покрытия в формуле стоит величина γ.

Для меднения Н_а=1, 06*8, 94=9, 48 г/м²

Для никелированияН_а=1, 06*8, 91=9, 44г/м²

Годовой расход растворимых анодов рассчитывается по формуле:

(51)

где - толщина покрытия, мкм;

S _год – годовая программа, м²;

Для медненияQ_а= 9, 48*6*60589, 75 /1000= 3446.34 кг

Для никелированияQ_а= 9, 44*6*60589, 75 /1000= 3431.80 кг

Расчет нормы расхода нерастворимых анодов устанавливается с учетом технологических потерь на шламообразование и отходы, а также сменяемости электродов в год. Норму расхода подсчитывают по формуле

H_a= K_cK_sdγ T_обр/ К_обФ_в60*10^-3 (52)

Где K_c–коэффициент сменяемости анодов в год (для электрохимического обезжиривания K_c=1);

K_s– коэффициент, учитывающий отношение анодной поверхности ко второму электроду (для электрохимического обезжиривания K_s=2);

d -толщина анода, мм;

γ – плотность материала анода, г/см³;

T_обр –время обработки, мин;

К_об–коэффициент использования оборудования

Ф_в – действительный фонд времени, час

Для электрохимического обезжиривания

H_a= 1*2*15*7, 86*10/0, 9*4015*60*10^-3 = 10.88 г/м²

Расчет норм расхода анодов на запуск оборудования.

Н_а^/=n*K₁*K₂*L_вн*Н_вн*γ *d/1000, (53)

где К₁ – коэффициент, учитывающий суммарную ширину анодов по отношению к длине ванны, К₁=0, 6;

К₂ – коэффициент, учитывающий отношение длины анодов к высоте ванны К₂=0, 8;

n – число анодных (катодных) штанг;

L_вн, Н_вн – длина и глубина ванны, см;

γ – плотность металла анода (катода), г/см³;

d – толщина анода (катода), см.

Для обезжиривания:

Н_а^/=2*0, 6*0, 8*160*125*7, 86*1, 5/1000=226.37 кг

Для меднения:

Н_а^/=2*0, 6*0, 8*160*125*8, 94*1, 5/1000=257.47 кг

Для никелирования:

Н_а^/=4*0, 6*0, 8*160*125*8, 91*1, 5/1000=513.22 кг

Все данные по расчету расхода годовых количеств анодов сводится в форму 6.

Список литературы

1. Кудрявцева Н.Т. Электрохимические покрытия металлами / Н.Т. Кудрявцева. – М.: Химия, 1979. – 351 с.

2. Герасименко А.А. Определение параметров электрохимических процессов осаждения покрытий: справочные таблицы / А.А. Герасименко. – М.: Металлургия, 1980. – 111 с.

3. Ямпольский А.М. Краткий справочник по гальванотехнике / А.М. Ямпольский, В.А. Ильин. – Л.: Машиностроение, 1981. – 296 с.

4. Грилихес С.Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов / С.Я. Грилихес. – М.: Приложение к журналу Гальванотехника и обработка поверхности, 1994. – 192 с.

5. Гальванические покрытия в машиностроении: справочник / В.И. Игнатьев, Н.С. Ионычева, А.В. Маренчев и др.; под ред. М.А. Шлугера. – М.: Машиностроение, 1985. – Т.1. – 240 с, Т.2. – 248 с.

6. Грилихес С.Я. Электрохимические и химические покрытия / С.Я. Грилихес, К.И. Тихонов. – Л.: Химия, 1990. – 288 с.

7. Гальванотехника: справочник / Ф.Ф. Ажогин, М.А. Беленький, И.Е. галль и др.; под ред. А.М. Гинберга. – М.: Металлургия, 1987. – 736с.

8. Дасоян М.А. оборудование цехов электрохимических покрытий / М.А. Дасоян, И.Я. Пальмская. – М.: Машиностроение, 1979. – 315 с.

9. Оборудование цехов электрохимических покрытий: справочник / В.М. Александров, Б.В. Антропов, Б.И. Гендлер и др.; под ред. П.М. вячеславова. – Л.: Машиностроение, 1987. – 309 с.

10. Виноградов С.С. Оборудование и организация гальванических производств: учебное пособие / под ред. В.Н. Кудрявцева. – М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2001. – 168 с.

11. Плохов В.А. Оборудование и основы проектирования гальванических производств: учеб.пособие / В.А. Плохов. – Н.Новгород: Изд-во Нижегород. гос. техн. ун-та, 2004. – 86 с.