摩托车尾灯罩镀装饰铬车间设计

车间工艺设计题目：摩托车尾灯罩电镀装饰铬工艺设计院：化学化工学院专业：应用化学班级：0901学号：20090618笑嘻嘻小学生姓名：导师姓名：肖鑫完成日期：2012年11月18日——2012年12月1日目录1设计方案简介……………………………………………………………………12设计工艺流程……………………………………………………………………13电镀工艺设计……………………………………………………………………13.1除应力……………………………………………………………………………13.2化学除油…………………………………………………………………………23.3粗化………………………………………………………………………………23.4中和………………………………………………………………………………33.5敏化………………………………………………………………………………33.6活化………………………………………………………………………………33.7化学镀铜…………………………………………………………………………43.8光亮酸性镀铜…………………………………………………………………43.9电解除膜…………………………………………………………………………43.10光亮镀镍………………………………………………………………………43.11镀铬……………………………………………………………………………53.12废水处理………………………………………………………………………53.13电镀工艺守则…………………………………………………………………64主要的设备计算与选择……………………………………………………84.1镀槽尺寸和数量………………………………………………………………84.2整流器和辅助设备……………………………………………………………94.2.1光亮酸性镀铜………………………………………………………………94.2.2光亮镀镍……………………………………………………………………104.2.3镀铬…………………………………………………………………………105设计图的确定……………………………………………………………………116主要工艺设备一览表………………………………………………………127评述………………………………………………………………………………………13参考文献…………………………………………………………………………………131设计方案简介根据设计任务的要求，设计一个年产20万只摩托车尾灯罩(材料：ABS塑料，每只4dm2)装饰性铬的电镀车间，镀层采用Cu/Ni/Cr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，采用防护装饰性镀层Cu/Ni/Cr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，最后镀铬。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、镍封和微孔铬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）、镀铬（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、以及镀槽的设计图，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→化学除油→热水洗→流水洗→粗化→流水洗→中和→流水洗→敏化→流水洗→活化→流水洗→化学镀铜→流水洗→光亮酸性镀铜→回收→流水洗→除膜→流水洗→活化→流水洗→光亮镀镍→回收→流水洗→活化→流水洗→镀铬→三次回收→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化学除油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/LNa3PO420g/L温度/℃50~60Na2CO330g/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镀铬工艺规范及工艺条件铬酐（g／L）80~120硫酸（g／L）0.3~0.4氟硅酸3.5~4.5温度（℃）50电流密度（A／dm2）25~35电镀时间（min）1~33.12废水处理含铬废水采用亚硫酸氢钠法（兰西处理法）进行处理。在酸性溶液中，亚硫酸氢钠和六价铬离子反应，使六价铬离子还原成三价硫酸铬。然后，用氢氧化钠调节pH使生成氢氧化铬沉淀，分离沉淀后，将沉淀烘干，送抛光膏厂回收利用。其方法是：（1）把含亚硫酸氢钠2-3g/L溶液放在化学洗净槽Ⅰ、Ⅱ，再加入20%硫酸调整pH至2.5-3。（2）沉淀槽溶液用20%氢氧化钠溶液调整pH至7-8。（3）1kgCr6+需要亚硫酸钠的理论值为3.2kg。1kgCr6+实际需要亚硫酸钠为4kg。其流程图如图所示：3.13摩托车车尾灯罩电镀工艺守则如下：摩托车车尾灯罩电镀工艺守则净化Ⅱ回收清洗槽净化Ⅰ水槽沉淀浓缩清液排放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化学除油Na2CO330g/LNa3PO420g/L十二磺基硫酸钠1g/LOP—10乳化剂10mL/L50-60℃20min排风4热水洗水50-60℃5流水洗水常温6粗化铬酐250-350g硫酸250-350g水350-550g湿润剂少量65-75℃15-60min7流水洗水常温8中和水合肼2mL／L-10mL／L盐酸10mL／L-15mL／L常温3-5min9流水洗水常温10敏化氯化亚锡10g／L-30g／L盐酸40mL／L-50mL／L常温3-5min11流水洗水常温12活化硝酸银1g／L-3g／L氨水7mL／L-10mL／L常温3-5min13流水洗水常温14化学镀铜硫酸铜35mL／L氢氧化钠35mL／L酒石酸钾钠170mL／L甲醛13mL／L稳定剂1mL／L28-30℃15-20minpH12-1315流水洗水常温16光亮镀铜硫酸铜150-220g／L硫酸50-70g／L氯离子10-80mg／LM0.0005g／L20℃3A／dm2整流器排风N0.0003g／L苯基聚二硫丙烷磺酸钠0.016g／L聚乙二醇0.05g／L十二磺基硫酸钠0.05-0.1g／L17回收18流水洗水常温19除膜氢氧化钠20g／L碳酸钠20g／L3-5A／dm230-50℃5-15s20流水洗水常温21活化1∶2盐酸常温排风22流水洗水常温23光亮镀镍硫酸镍250-300g／L氯化镍30-50g／L硼酸35-40g／L糖精0.6-1g／L香豆素0.3-0.5g／L十二磺