【正文】 m；酸性電鍍銅槽的槽長 8385mm；酸性電鍍鎳槽的槽長 =7620mm；電鍍鉻槽的槽長 =3612mm；化學除油和電化學除油槽的槽長 =6600mm；活化槽的槽長 =4560mm；酸洗槽的槽長 =2020mm；水洗槽的槽長 =1755mm。 圖 車圈電鍍車間工藝設(shè)備平面布置圖 單位： cm 其中，途中的 I鉗工及掛具 存放間； II材料間； III前處理間； IV電鍍間； V工藝測試分析間； VI三廢處理間； VII生活間 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生 —— 電鍍車間設(shè)計 15 9 生產(chǎn)用物料的計算 以下物料衡算是以一條生產(chǎn)線中單個槽一次使用的量進行衡算的，三條生產(chǎn)線要乘以 3。 （ 3） 行政管理及工程技術(shù)人員 。 ，三條線就是 3 個人 2 個人，三天線就是 6 個人 ，每條生產(chǎn)線設(shè)司機 1 個人，溶液維護調(diào)整 1 人，總共是 6 個人。 h），工藝中陰極電流密度是20*100A/ cm2，電流效率以 80%來計算 電鍍鉻的時間 t=（ 1000*60**） /（ 20*100**） = 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生 —— 電鍍車間設(shè)計 13 7 工作人員數(shù)目的確定和分工 （ 1）生產(chǎn)工人 14 人，由于考慮到生產(chǎn)數(shù)量大的問題，我們?nèi)?2 人，三條生產(chǎn)線就是 6 個人。 h），工藝中陰極電流密度是8*100A/ cm2，電流效率以 80%來計算。 h），工藝中陰極電流密度是 5*100A/ cm2，電流效率以 80%來計算。m。m，酸性電鍍鎳厚度為 8181。K 是陰極電流效率， % t 是電鍍時間 堿性電鍍鍍銅厚度為 2181。K） （式 ）δ是鍍層厚度， mm d 是沉積層的密度， g/cm3 DK 是陰極電流密度， A/ cm2 K 是電化學摩爾質(zhì)量， g/（ A 工藝配方 根據(jù)生產(chǎn)要求和設(shè)計要求選擇合適的配方指定如下表所示的工藝配方： 電鍍工作液組成及其工藝條件： 表 51 各種工藝配方 工序名稱 工作液 工藝條件 車間位置 1 化學除油 組成 g/L 碳酸鈉 25 氫氧化鈉 50 磷酸三鈉 60 水玻璃 8 溫度： 80~90℃ 時間：油除盡為止 前處理 車間 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生 —— 電鍍車間設(shè)計 8 續(xù)上表 表 51 各種工藝配方 2 陰極電解除油 組成 g/L 碳酸鈉 25 氫氧化鈉 50 磷 酸三鈉 60 水玻璃 8 溫度： 70~80℃ 電流密度： 槽電壓： 4V 除油時間： 5min 3 陽極電解除油 組成 g/L 碳酸鈉 25 氫氧化鈉 50 磷酸三鈉 60 水玻璃 8 溫度： 70~80℃ 電流密度： 槽電壓： 4V 除油時間： 5min 4 活化 組成 g/L PdCl2 鹽酸（ mL/L） 10 pH： ~ 溫度： 15~25℃ 時間 :~5 5 堿性電鍍銅 組成 g/L 氰化亞銅 90 銅 53 氰化銅 93 游離氰化物 15 氰化鉀 115 氫氧化鈉 30 氫氧化鉀 42 銅 :游離氰化物 =1: 溫度： 60~80℃ 陰 極 電 流 密 度 ：陽極電流密度： 陽極面積比 =3:2 槽電壓： 陰極效率： 99% 攪拌方式：機械攪拌 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生 —— 電鍍車間設(shè)計 9 續(xù)上表 表 51 各種工藝配方 6 酸性電鍍銅 組成 g/L 硫酸銅 200 硫酸 60 氯離子 (mg/L) 70 醇硫基丙烷磺酸 5(mL/L) 二甲基甲酰胺基磺酸鈉 (mL/L) 溫度： 10~40℃ 陰極電流密度： 3A/dm2 陽極：磷銅板 攪拌：空氣攪拌 槽電壓 :4V 7 酸性鍍鎳 組成 g/L 硫酸鎳 250 氯化鎳 60 硼酸 40 丙烷磺酸吡啶嗡鹽 2丙氧基丁炔二醇 8 十二烷基硫酸鈉 1 pH： ~ 溫度： 45~65℃ 電流密度 ： 4A/dm2 攪拌：空氣攪拌或陰極攪拌 槽電壓 : 8 鍍鉻 組成 g/L 氯化鉻 110 甲酸鉀 80 氯化銨 53 氯化鉀 75 溴化銨 15 醋酸鈉 25 硼酸 49 十二烷基苯磺酸鈉 1 pH:~ 陰極電流密度： 溫度： 20~25℃ 槽電壓 : 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生 —— 電鍍車間設(shè)計 10 6 生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計和計算 、工藝流程設(shè) 計和計算 生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計和計算 （ 1） 槽高 H 的計算 H=H1+H2+H3+H4 （式 ） H1 是掛具工作部位的高度，有車圈直徑?jīng)Q定， H1=600mm； H2 是掛具下端距離槽底的高度，在 100150mm 之間，計算時取 H2=150mm H3 是掛具上端距離液面的高度，不少于 50mm，計算時取 H3=100mm H4 是液面至槽沿的距離，一般在 100150mm 之間，計算時取 H4=150mm 所以槽高 H=H1+H2+H3+H4=600+150+100+150=1000mm （ 2）槽寬 B 的確定 : B=nKB1+2nKB2+2B3+naδ （式 ） nK 是掛具或陽極列數(shù)，計算時取 nK=5 B1 是槽寬方向的掛具寬度，就是車圈的寬度， B1=40mm B2 是掛具邊緣與陽極的距離，一般在 150250mm 之間，計算時取 B2=200mm B3 是陽極距離槽壁的距離，一般是 3050mm 之間，計算時取 B3=30mm na 是陽極設(shè)在精寬方向的列數(shù)，設(shè)計是陽極列數(shù)為 na=2 δ是陽極的厚度，設(shè)計陽極為銅片，鎳片，鉻片，厚度為 20mm 所以槽寬 B=nkB1+2nKB2+2B3+naδ =5*40+2*5*200+2*30+2*20=2300mm （ 3）槽長 L 的確定 : 槽長 L（起始） = m L1+(m1)L2+2L3 （式 ） m 是槽長方向的掛具數(shù)；我們設(shè)計是 2 列掛具， m=2 L1 是槽長方向掛具的寬度，由車圈的直徑?jīng)Q定， L1=600mm L2 是槽長方向掛具間的距離，我們設(shè)計的距離為 L2=100mm L3 是掛具邊緣與槽壁的距離，一般大于 100mm，我們?nèi)?L3=100mm， 所以，槽長 L（起始） = m L1+(m1)L2+2L3=2*600+100+2*100=1500mm 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生 —— 電鍍車間設(shè)計 11 我們采取的是自動的工藝，控制運行速度 v 為 17mm/s，所以槽長還有加上運行路程的槽長。 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生 —— 電鍍車間設(shè)計 6 4 工作制度和時間基數(shù) 工作制度 工作制度；我們的生產(chǎn)要求是年產(chǎn) 800 萬個自行車車圈，年工作天數(shù)為 300 天，每天工作 24 個小時，三班倒。 生產(chǎn)綱領(lǐng) 表 1：電鍍車間車圈加工表 產(chǎn)品名稱 永久牌自行車 處理種類 鍍層厚度/181。 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生 —— 電鍍車間設(shè)計 4 3 車間 的分類和生產(chǎn)綱領(lǐng) 和計算過程 車間的分類 電鍍車間工藝設(shè)計是體現(xiàn)出車間生產(chǎn)工作要求，反應(yīng)出 車間的工藝水平及其配套設(shè)施的選用是否合理。 （ 5）添加劑：為了 改善鍍層性能的物質(zhì)。 （ 4）緩沖劑：一般由弱酸弱堿的酸式鹽組成。 （ 2） 導電鹽：指提高溶液的電導率，對放電金屬離子 起絡(luò)合作用的堿 金屬的鹽類。陽極的 鎳 不斷溶解來補充消耗的二價 鎳 離子， Ni2++2e→Ni 鍍鉻原理 陰極反應(yīng)： Cr2O72+6e+14H+=2Cr3++7H2O ； 2H++2e=H2↑ 在電解的過程中由于氫氣的放出，溶液的 pH 值的升高， H2Cr2O7 變成 H2CrO4，H2CrO4放電形成金屬鉻。 Cu2++2e→Cu 在該過程中還可能存在陽極銅溶解生成一價銅離子 ， Cu+Cu2+→2Cu+ 酸性電鍍鎳原理 酸性電鍍鎳液主要是由硫酸鎳和氯化鎳 組成。溶液中存在大量的二價銅離子在外電流的作用下，在陰極上放電而獲得銅鍍層 [3]。m，這是我們設(shè)計的前提要求，從而滿足我們對產(chǎn)品的性能要求 [2]。m。m，酸性電鍍鎳厚度為 8181。在設(shè)計 的 時 侯 ，如果產(chǎn)品是具有耐磨性的功能，一般都是會選擇多層電鍍，自行車的基材是鋁合金，電鍍時候，是先鍍堿銅，再電鍍酸銅，接著電鍍鎳，最后是加鍍一層耐磨性的鉻，厚度一般是 堿性電鍍鍍銅厚度為 2181。 由于本工藝的鍍層不是單層電鍍，是多 個電鍍層的相互疊加，所得的總鍍層與各鍍層的不同性質(zhì)有關(guān)， 它的性能更好 是各鍍層的特性的疊加。鍍鉻層具有很高的硬度，鍍鉻層有較好的耐熱性，鍍鉻層的摩擦系數(shù)小，特別是干摩擦系數(shù)，在所有的金屬中是最低的。 在稀酸中可緩慢溶解，是良好的過渡 金屬，可增加鍍層硬度和強度 [1]。 質(zhì)堅硬，具有 磁性 和良好的可塑性。容易被堿侵蝕。銅和它的一些 合金 有較好的耐腐蝕能力 ，其本身也與各種金屬的結(jié)合力最好 。還有很好的 延展性 。 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生 —— 電鍍車間設(shè)計 2 2 鍍種﹑鍍層 和原理 電鍍的金屬種類 銅是一種呈紫紅色光澤的一種金屬，相對原子質(zhì)量 ，密度 ，熔點為 177。為此。 車圈的電鍍應(yīng)具有很高的耐磨性、耐蝕性、導熱性和疲勞強度，還必須具有一定強度。 課題特點 電鍍是自行車生產(chǎn)的重要工藝之一。 選題背景 自行車的前輪和后輪分別是導向系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)的重要組成部分，同時車圈又與剎車系統(tǒng)直接相關(guān)聯(lián)，在整輛車的的結(jié)構(gòu)組成中起連接車體與輪胎接觸和支撐作用 。人騎上車后，以腳踩踏板為動力，是一種簡單的 綠色的 環(huán)保的代步工具。 教研室主任簽名： 年 月 日 北京理工大學珠海學院 2020 屆本科生 —— 電鍍車間設(shè)計 目錄 1 概述： ....................................................................................................................................... 1 選題背景 .......................................................