Изчисляване на параметрите на цинковото покритие на детайлите
Характеристики на части, подложени на химична и електрохимична обработка, условията на тяхната работа. Избор на дебелина на покритието. Изисквания към повърхността на основния метал. Нанасяне на цинково покритие. Избор на електролит. Изчисляване на производствената програма.
Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу
Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.
Хоствано на http://www.allbest.ru/
Галванопластиката играе важна роля в индустрията. В този проект ще бъде разгледан процесът на получаване на цинково покритие, ще бъде изчислен броят на едновременно обработваните части на закачалката, ще бъде избран видът на закачалката, нейните размери и материал, ще бъдат изчислени ваните на линията за поцинковане, броят на автооператорите, размерите на линията и материалният баланс.
Счита се, че цинковото покритие е защитно. Използва се главно за подобряване на устойчивостта на корозия на части.
Цинкът е светлосив метал. Атомната му маса е 65,4 amu; валентност 2. Плътност на цинка 7130 kg/m 3, точка на топене 419 0 C. Твърдостта на цинковите покрития е ниска и варира от 0,4 до 2,0 GPa в зависимост от естеството на електролита и условията на отлагане. Електрическото съпротивление на цинка е 0,06 ·10 -3 μ 2 Ohm/m [3].
Цинкът е доста крехък метал при нормални условия. В сух въздух при нормална температура не се променя, във влажен въздух се покрива с оксиден филм и губи металния си блясък.
Цинкът е активен електроотрицателен метал, така че цинковите покрития електрохимично защитават желязото и стоманата от корозия. В корозивна среда се образува галванична двойка цинк-желязо, в която желязотое катодът и следователно не се срутва, докато има слой цинк.
Защитната способност на цинковото покритие е пропорционална на неговата дебелина. За да се подобри устойчивостта на корозия, цинковите покрития се хромират в разтвори на калиев бихромат. След измиване в студена вода и изсушаване повърхността придобива златист цвят. Скоростта му на корозия в атмосферата зависи от наличието на влага и промишлено замърсяване.
Цинкът е сравнително евтин и достъпен метал, така че се използва широко за защита от корозия на стоманени листове, тел, ленти, машинни части, крепежни елементи, тръбопроводи и други продукти.
При условия на висока относителна влажност и температура (тропически условия), цинкът корозира с по-висока скорост и се образуват свободни продукти от корозия.
Скоростта на корозия на цинк във вода с повишаване на температурата му до 50 0 С рязко се увеличава и достига максимална стойност при 65-70 0 С.
Наличието на максимум е свързано с образуването на гранулиран филм.
При 65-70 0 С електродният потенциал на цинка става по-електроположителен от този на стоманата.
1.Характеристики на части, подложени на химична и електрохимична обработка. Детайлни скици
В този курсов проект процесът на поцинковане се подлага на плочи с размери 159 мм на 139 мм и дебелина 3 мм, които се използват в декорацията на фасадите на сградите.
Хоствано на http://www.allbest.ru/
Фиг.1 - Скица на табелата.
2.Условията на работа на частите. Избор на дебелина на покритието
Частите, които ще бъдат поцинковани, ще се използват в тежки среди, които могат да бъдат изложени на кондензация и влага, случайни проливни дъждове и могат също да се съхраняват в студен и умерен климат поднавес или на открито.
Изборът на вида на поцинкованото покритие и неговата дебелина, в зависимост от условията на работа, се извършва в съответствие с GOST 9.303-84.
Тип покритие: поцинковане.
Материал на детайла: въглеродна стомана St3sp
Предназначение на покритието: защитно и декоративно.
3.Изискване за повърхност от неблагороден метал. Изискване за покритие
Качеството на повърхността на основния метал се определя от два основни показателя: грапавост и вълнообразност.
Грапавостта на повърхността е една от основните геометрични характеристики на качеството на повърхността и има значително влияние върху работата.
Грапавостта на повърхността се оценява чрез стойностите на параметрите на височината: Ra - средно аритметично отклонение на профила; Rz - височината на неравностите на профила в десет точки.
Грапавостта на повърхността на основния метал трябва да бъде не повече от: Rz 40 микрона - за защитни покрития; Ra 2,5 микрона - за защитни и декоративни покрития; Ra 1,25 µm - за твърди и електроизолационни покрития от аноден оксид.
Повърхностната вълнообразност е набор от периодично повтарящи се неравности, които се образуват предимно във връзка с вибрации или относителни осцилаторни движения в системата машина - инструмент - продукт. Височината на неравностите на вълнообразността и височината на грапавостта са приблизително еднакви.
Повърхността на детайлите от горещо валцуван метал трябва да бъде чиста, без утайки от ецване, котлен камък, ръжда и други замърсители. Хетерогенността на валцованите продукти, валцованата скала, черупките, порите, разслоенията, които се появяват след ецване, полиране или шлайфане, са основата за отхвърляне на детайла, ако след контролно почистване размерите на детайла надхвърлят границатапоради дефекти.
Покритията подлежат на изисквания по отношение на външен вид и, ако е необходимо, специални свойства по време на производство и приемане.
Освен това за металните покрития се поставят изисквания за дебелина, порьозност и адхезионна якост, а в случай на изпитвания на сплави - за химичен състав.
По външен вид, химичен състав, защитни свойства и порьозност покритието трябва да отговаря на изискванията на GOST 9.301-78.
Покритието трябва да бъде здраво свързано с основния метал, без лющене, напукване, мехури и напукване и да издържа на тестовете за якост на сцепление в съответствие с GOST 9.302-79.
При избора на покрития трябва да се помни, че грапавостта на повърхността на частите след нанасяне на защитни и специални покрития (цинк, кадмий, сребро и др.) Се влошава в зависимост от дебелината на покритието и технологията на неговото нанасяне.
Когато се прилагат изисквания за гланц към покрития, обозначението на покритията показва степента на гланц: матово, лъскаво, огледално. Огледалното покритие се получава директно чрез електролиза или чрез механични средства преди и след нанасяне на покритие.
На повърхността на покритието не се допускат изгаряния, подуване, следи от неизмити соли, мехурчета, лющене, лющене, чипове, разхлабване, напукване, видими следи от ръце.
4.Списък за товарене на части за годишна програма
Таблица 1 Товарен списък на части за линията за поцинковане.
Годишна площ m2
Размери (дължина ширина височина) мм
Покрита площ m2
5.Диаграма за избор на покритие
5.1Описание на диаграмата на процеса
1.Електрохимичнообезмасляване- методобезмасляване на метала върху катода или анода в алкален разтвор под действието на електрически ток. В зависимост от това кой електрод (катод или анод) е продуктът, обезмасляването се нарича катодно или анодно.
Процесът на обезмасляване се ускорява значително чрез повишаване на температурата на разтворите. При обезмасляване на катода е възможно неговото хидрогениране, металът става крехък, поради което се използва комбинирано обезмасляване: катодно за 3-10 минути и анодно за 1-3 минути.
2.Офорт- процес на отстраняване на корозионни продукти и оксидни съединения от металната повърхност чрез разтварянето им в киселини. Под въздействието на околната среда върху металната повърхност се образува филм от оксидни съединения.
За отстраняване на котления камък се използва смес от киселини, най-често сярна и солна.
Солната киселина премахва оксидите от стоманената повърхност, като ги разтваря. В сярната киселина отстраняването на оксидите се извършва главно поради декапиране на метали и механично отстраняване на разхлабения слой от оксиди чрез отделяне на водород.
При ецване в сярна и солна киселина в киселинни разтвори се въвеждат инхибитори, за да се предпази металът от прекомерно ецване, както и да се намали специфичната консумация на киселина и да се елиминира водородната крехкост на частите [2].
3.Измиване.След всяка подготвителна операция частите се изплакват обилно с чешмяна вода, за да се освободи повърхността им от остатъчни замърсители. Сапуните, разтворени в студена вода, се втвърдяват, така че измиването след електрохимично обезмасляване трябва да се извършва в гореща вода (70-90 0 C). Но тъй като електрохимичното обезмасляване е последвано от операция за ецване, при която частта трябва да пристигне студена, е необходимо след електрохимичното обезмасляване първоизплакнете в гореща вода и след това в студена.
Използва се и горещо измиване преди частите да бъдат изсушени.
След основната операция се извършва каскадно противоточно измиване със студена вода (комплект от 3 бани). Невъзможно е да се донесе абсолютно чиста вода до покритата част, тъй като при първия контакт с частта в нея ще премине известно количество отмити вещества. На практика това е възможно при измиване със силна струя вода, която не се използва повторно. Този метод обаче има значителен недостатък - висока консумация на вода. Поради това все повече се използва методът на каскадно противоточно измиване, базиран на принципа на противоположното движение на разтвореното вещество и разтворителя. Това се прави по следния начин: монтират се три миещи вани. Прясната вода първо влиза в първата вана, прелива от нея във втората и след това в третата, а оттам отива в канализацията, а частите с адсорбирания филм от разтвора се измиват първо в третата вана, след това във втората и след това в първата. Следователно, частите първо се измиват с по-замърсена вода, а след това с все по-чиста вода, което позволява да се поддържа достатъчно голяма разлика в концентрациите на замърсители между филма върху частта и подаваната вода през цялото време, а това прави възможно значително намаляване на потреблението на вода.
Процес на поцинковане с цинков електролит.
Процесът на улавяне на компонентите на галванизиращия електролит и компонентите на избистрящия електролит - пасивация.
Електролитите от улавящите вани се изпращат за обработка към електрически екстрактори за извличане на цинк и регенериране на електролитни компоненти, което в крайна сметка намалява отстраняването на токсични вещества чрез връщане на цинка в галваничната вана и хромата в избистрящо-пасивиращата вана.
6.Избистряне - пасивиране.
Пасивирането на цинкови покрития е краткотрайна, но много ефективна операция за подобряване на химическата устойчивост на цинковите покрития и придаване на декоративен вид. За тази цел поцинкованите части след измиване в студена вода се потапят в разтвор, съдържащ азотна киселина, натриев сулфат и хромов анхидрид. защото хромов анхидрид е въведен в състава на разтвора, операцията по избистряне се комбинира с хроматна пасивация. В резултат на това върху повърхността на покритието се образуват цветни филми с преливащи се нюанси, състоящи се от слабо разтворими хидроксохромати на хром и цинк.
След пасивиране се препоръчва изплакване със студена вода.
Сушенето на части с горещ въздух се извършва в сушилни агрегати. Състоят се от корпус с топлоизолирани стени, парен или електрически нагревател, вентилатор и клапа за регулиране на подаването и отвеждането на въздух.
5.2Контрол на качествотоЦинкПокритие
Качеството на покритието до голяма степен се определя от качеството на основния метал, така че както покритието, така и основният метал се подлагат на контрол.
При контрола на основния метал преди нанасяне на покритие се определя грапавостта на повърхността и се установява дали има дефекти по него - валцована скала, черупки, различни включвания, неравности, вдлъбнатини и рискове, разслоявания и пукнатини.
Контролът на качеството на покритието се извършва в съответствие с GOST 9.301-86 и GOST 9.302-88.
При нанасяне на покрития в автоматични линии контролът се извършва веднъж на смяна по следните параметри:
външния вид на покритието;
контрол на адхезията на покритията към основата;
На повърхността на покрити части, в резултат на допустими дефекти на повърхността на основния метал ихарактеристики на конфигурациите на продукта, може да има следи от обработката на валцувани продукти и други отклонения, разрешени от техническата документация.
Допускат се петна около черупки или пори, тъмни ивици или петна в отвори и жлебове, които трудно се почистват за почистване, върху изпъкнали повърхности и върху вдлъбнати участъци на части със сложна конфигурация и в точките на свързване на еднокомпонентни монтажни единици на заварени, запоени шевове и близо до тях на разстояние не повече от 2 mm от едната и другата страна от шева и във вътрешните ъгли на взаимно перпендикулярни равнини, подлежащи на последваща допълнителна защита тези места с лак
Таблица 2 - Технологична схема на нанасяне на цинково покритие