Производство гальванических фосфатных покрытий стальных деталей на базе гальванического цеха завода Точмаш

|очень тонка; при |при фосфатировании. |растворе серной кислоты |

|погружении деталей в | |и повторить процесс с |

|воду сквозь нее | |нужной выдержкой. |

|просвечивает металл. | | |

|2.крупнокристалличность |Подготовка произведена |Заменить травление |

|и слабо коррозионная |методом травления. |зачисткой или после |

|стойкость пленки. | |травления промыть в |

| | |содовом растворе. |

|3.после высыхания пленка|Фосфатирование вели с |Детали не должны |

|имеет грязный налет |взмученным осадком КПМ-2|касаться дна ванны, а |

|солей. | |процесс нельзя вести в |

| | |кипящем растворе. |

|4. в отверстиях и |Образование воздушных |Изменить расположение |

|внутренних полостях |или водородных “мешков”.|деталей и применять |

|фосфатная пленка | |встряхивание. |

|отсутствует. | | |

9 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ. ПЕРЕДЕЛ БРАКА

1. Метод контроля внешнего вида покрытий.

Метод основан на выявлении дефектов поверхности покрытия внешним осмотром

и применении для деталей любой формы и габаритных размеров.

Контроль проводят осмотром деталей невооруженным глазом в помещении с

освещенностью не менее 300 лк на расстоянии 25 см от контролируемой

поверхности.

Необходимость применения оптических приборов с указанием кратности

увеличения должна быть оговорена в технической документации на изделие.

2. Методы контроля прочности сцепления покрытий.

Метод нанесения сетки царапин применяют для определения прочности

сцепления покрытий, толщиной не более 20 мкм. На поверхности

контролируемого покрытия стальным острием наносят 4-6 параллельных линий

глубиной до основания металла на расстоянии от 2.0 до 3.0 мм друг от друга

и 4-6 параллельных линий, перпендикулярных к ним.

Линии проводят в одном направлении. На контролируемой поверхности не

должно наблюдаться отслаивания покрытия.

2. Методы контроля защитных свойств неметаллических неорганических

покрытий.

При применении метода погружения детали погружают в испытательный

раствор.

Фосфатные покрытия на стали, предназначенные для наполнения маслами и

смазками, контролируют погружением детали в раствор № 47.

№ раствора –47;

Вид покрытия – фосфатное;

Основной металл – сталь, чугун;

Компоненты: натрий хлористый;

Концентрация: 30 г/л;

Время выдержки – 15 мин.

Признак неудовлетворительного покрытия: Появление точек коррозии

основного металла.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

1 ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ

Обезжиривание 7-10 мин

Промывка 2-3 мин

Травление 0.5-3 мин

Фосфатирование 20 мин

2.2. РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

2.2.1. ГАБАРИТЫ ВАНН

Длина ванны Lвн = 630мм

Внутренняя ширина ванны:

Wвн = n W1 + (n —1)W2 + 2W3, м, где:

n — количество подвесок, завешивающих на одной штанги, шт;

W1— размер подвески по ширине ванны, м;

W2— расстояние между подвесками в ванне, м;

W3— расстояние между внутренней стенкой продольного борта ванны и

краем подвески, м;

W = 0,1—0,15 м.

Внутренняя ширина ванны фосфатирования

Wвн =1 х 0.26 + 2 х 0.15 = 0.56мм = 560м.

Высота ванны:

Hвн = h1 + h2 = h1 + h2 + h3 + h4, м,

где:

h1 —высота уровня электролита, м;

h2 —высота подвески без подвесного крюка, м;

h1 —расстояние от дна ванны до нижнего края подвески, м, h =

0,15 —0,3м;

h2 —высота электролита над верхним краем подвески, м, h =

0,02 —0,05м;

h3—расстояние от поверхности зеркала электролита до верхнего края

бортов ванны, м, h = 0,1 —0,15м;

Hвн = 0,8 + 0,1 + 0,02 + 0,1 = 1,02 м = 1020мм.

По ГОСТ 23738-75 выбераем ванну размерами:

Wвн = 560мм;

Lвн = 630мм;

Hвн = 1020мм.

Полная вместимость ванны 1000 кг.

2.5.ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА

|Наименование |Электрохими |ФОСФАТИРОВАНИЕ |

|оборудования |–ческая ванна | |

|Внутренние размеры, мм |Lвн,Wвн,Hвн |560х630х1020 |

|Общий объем покрытия, м2|V |545.8 |

|Величина загрузки |Y |0.9 |

|еденицы оборудования, м | | |

|Количество за грузок , |[pic] |606.4 |

|шт | | |

|Время отработки одной |T |76 |

|загрузки мин | | |

|Суммарное время |[pic][pic] |768.1 |

|отработки всех загрузок,| | |

|час. | | |

В процессе задействовано 21ванна (ванна химического обезжиривания –3шт,

ванна горячей промывки – 4шт, ванна теплой промывки – 4, ванна холодной

промывки – 4шт, ванна травления – 1 шт, ванна нейтрализации в растворе соды

– 1шт, ванна обработки в активирующем составе АФ–13 - 1шт, ванна

фосфатирования - 1шт, ванна сущки обдутым воздухом – 1шт, ванна сушки –

1шт).

Время затраченное на выполнение заказа будет складываться из времени

пошедшего на каждую операцию, умноженное на количество загрузок, и

времени на выполнение подготовительных и заключительных операций в ваннах (

принято 3 мин.) Т= 3 х 21 = 62 мин

Общее время складывается

Тобщ.= (10+11+10+3+1+3+1+1+1+1+3+1+20+1+1+1+1+1+2+3) х 606.4 +62=46148.4

мин = 763 час.

(время на операции см. в технологической карте)

2.4. ГАБАРИТЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ЛИНИИ

Длина автомата определяется количеством ванн в технологическом процессе

+1,6 —2,0м для загрузочно-разгрузочных площадок и расстоянием между ваннами

= 0,1 —0,4м.

L = 21 х 1,0 + 1,6 + 0,1 = 21,16м.

Ширина автомата складывается из ширины ванны и размеров

площадок обслуживания (1 —1,5м).

W = 3,15 + 1,5 = 4,65м.

Высота линии принимается 2 — 6м.

2.5. КОЛИЧЕСТВО ЛИНИЙ

|Объем покрытия, м2 |97.1 |

|Габариты подвески, м |0,65 х 0,4 |

|Величина загрузки на одну |Y = 0.9 |

|катодную штангу, м2. | |

|Количество катодных штанг,| 1 |

|шт | |

В производстве используется 1 линия.

2.6. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

Для нанесения фосфатного покрытия на стальные детали в данном проекте

используется линия с ручным применением труда.

Линия состоит из сушильных агрегатов, ванн, загрузочно-разгрузочных

стоек, площадок обслуживания, системы вентиляции. Линия оснащается

фильтрационными установками.

Ванны предназначены для осуществления технологических операций. Они

представляют собой емкости сваренные из углеродистой стали: они футерованы,

снабжены теплоизоляцией. Все ванны снабжены сливными штуцерами и имеют

уклон дна в направлении слива. Ванны с вредными выделениями имеют

вентиляционные кожухи. Некоторые ванны снабжены барботером для

перемешивания растворов сжатым воздухом. Ванны с подогревом имеют

автоматическое регулирование и контроль температуры. В некоторых ваннах

предусматривается автоматическое регулирование уровня. Ванны выбраны

согласно ГОСТ 23738—85 “Ванны для химической, электрохимической обработки

поверхности и получения покрытий. Основные параметры и размеры”.

Сушильные агрегаты предназначены для сушки деталей горячим воздухом и

состоит из корпуса с теплоизолированными стенками, парового калорифера,

вентилятора и заслонки для регулирования подачи и отсоса воздуха. Обогрев

производится путем искусственной циркуляции горячего воздуха. Циркуляция

осуществляется вентилятором, который нагнетает воздух, нагретый в

калориферах, в нижнюю часть шкафа. Воздух проходя через противни вверх,

просушивает детали, всасывается вентилятором и направляется вновь через

калориферы вниз.

2.7. РАСХОД МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВНОЙ ПРОЦЕСС

Расчет расхода химикатов на первоначальный пуск оборудования

[pic],

где:

Gn —расход каждого химиката, кг;

C —содержание каждого компонента в растворе, г/л;

V —рабочий объем ванны, л;

В —количество ванн.

G NaOH =60 х 250 х 3 = 45 кг

1000

G Na2СO3 =30 х 250 х 3 = 22.5 кг

1000

G Na3PO4 = 15 х 250 х 3 = 11.25кг

1000

G стекло=2 х 250 х 3 = 1.5кг

1000

G Na2CO3 =60 х 250 1 = 15 кг

1000

G HCL = 15 х 250 х 1 = 3.75кг

1000

G Аф-13 = 0.5 х 250 х 1 = 0.125 кг

1000

GКПМ-2= 65 х 250 х 1= 16.25 кг

1000

G КCr =15 х 250 х 1 =3.75кг

1000

Расход химикатов для ванн определяем исходя из суммарных потерь

растворов (^ g), которые складываются из следующих элементов:

1. потери на унос раствора поверхностью деталей и подвесок;

2. потери на унос растворов в вентиляционные каналы;

3. потери при составлении и корректировании растворов, а также при замене

их новыми.

Таким образом, расход химикатов будет равен:

G пр =[pic]

где:

G пр — расход каждого компонента, кг;

^g — суммарные потери раствора, л/м2;

C — содержание каждого компонента в растворе,г/л;

S1 — покрываемая поверхность, м;

S2 — площадь поверхности контактов в неизолирированной части (3% ,

от S)

G NaOH = 0.5 х 60 х (545.8 + 16.38) = 16.86 кг

1000

G Na2СO3 = 0.5 х 30 х 0.562 = 8.43 кг

G Na3PO4= 0.5 х 15 х 0.562 = 4.215кг

Gстекло = 0.5 х 2 х 0.562 = 0.56 кг

G HCL= 0.8 х 15 х 0.562 = 6.744 кг

G Na2CO3 = 0.5 х 60 х 0.562 = 16.86кг

G Аф-13 = 0.5 х 0.5 х 0.562 = 0.14кг

GКПМ-2= 0.24 х 65 х 0.562 = 8.76 кг

G КCr =0.24 х 15 х 0.562 кг

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

4.1. КОНЦЕПЦИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Основной целью автоматизации технологических процессов является

увеличение экономической эффективности производства, создание комфортных

условий для работающих, делающих рабочие места привлекательными. Важное

значение имеет автоматизация операций химической технологии с опасными

условиями труда. При выборе средств механизации и автоматизации

производственных процессов следует учесть, что на покрытии металлов это

позволяет увеличить производительность труда обслуживающего персонала на 5

- 10%, увеличивает безопасность работы, а также позволяет использовать

новые высокоинтенсивные процессы, недоступные при ручном управлении.

4.2. КРАТКАЯ ОПЕРАЦИОННАЯ СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1 Химическое обезжиривание.

2.Горячая промывка.

3.Холодная промывка.

4.Травление.

5. Холодная промывка.

6. Нейтрализация в растворе соды.

7.Теплая промывка.

8. Обработка в активирующем составе АФ-13.

9. Теплая промывка.

10. Фосфатирование.

11 Холодная промывка.

12.Горячая промывка.

13.Пассивирование.

14.Теплая промывка.

15. Горячая промывка.

16. Сушка.

|Аппарат |Параметры |

|Ванна химического |+ | | |+ | |

|Ванна горячей промывки |+ | |+ | | |

|Ванна холодной промывки| | |+ | | |

| |+ | | | | |

|Ванна травления |+ | | |+ | |

|Ванна холодной промывки|+ | |+ | | |

|Ванна нейтрализации в |+ | | | | |

|Ванна теплой промывки |+ | | | | |

|Ванна обработки в |+ | | | | |

|АФ-13 | | | | | |

|Ванна теплой промывки |+ | |+ | | |

|Ванна фосфатирования |+ |+ | | | |

|Ванна холодной промывки|+ | |+ | | |

|Ванна горячей промывки |+ | |+ | | |

|Ванна пассивирования |+ | |+ | | |

|Ванна теплой промывки |+ | |+ | | |

|Ванна горячей промывки |+ | |+ | | |

|Ванна сушки |+ | | | | |

|Аппараты и параметры|Значение |Вид автоматизации |

| |параметра | |

|температура р-ра |60 — 90С |+ |+ | |

|уровень р-ра |max,min |+ |+ |+ |

|Температура р-ра |15-30С |+ |+ | |

|уровень раствора |max,min |+ |+ |+ |

|Температура р-ра |60-90С | | | |

|АФ-13 | | | | |

|Уровень р-ра |max,min |+ |+ |+ |

|Температура р-ра |30-40С |+ |+ | |

| | | | | |

|электролита |65-80С |+ |+ | |

|рН электролита |4.5-5 |+ |+ | |

| |max,min |+ |+ |+ |

|Уровень р-ра |65-80 С |+ |+ | |

|Температура |60-90С |+ |+ | |

|Расход воды | |+ |+ | |

|Температура |40-60С |+ |+ | |

|Расход воды | |+ |+ | |

| | | | | |

|Промывки | |+ |+ | |

|Температура |15-30С |+ |+ | |

|Температура воздуха |100-120С |+ |+ | |

4.3. КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Согласно технологии обезжиривание, фосфатирование необходимо вести при

температуре 65— С, однако в результате потерь тепла в окружающую среду или

в результате потерь тепла на нагрев деталей, температура в ванне может

изменяться. В связи с этим температура в ванне может поддерживаться

автоматически, путем изменения подачи греющего пара с помощью системы

автоматического регулирования.

Температура в ваннах измеряется манометрическим термометром ТПГ-4V (поз.1-

1, 3-1, 5-1, 8-1, 10-1, 11-1, 14-1, 16-1, 17-1, 19-1, 20-1, 22-1, 23-1, 25-

1, 27-1, 29-1, 31-1 33-1, 35-1, 36-1, 37-1). Чувствительный

элемент —трубчатая пружина. Унифицированный пневматический сигнал 0,2 - 1,0

кгс/см подается на вторичный прибор ПВ 10.1П (поз.1-2; 3-2; 5-2; 8-2; 10-2;

11-2; 14-2; 16-2; 17-2; 19-2; 20-2; 22-2; 23-2; 25-2; 27-2; 29-2; 31-2; 33-

2; 35-2; 36-2; 37-2) , который показывает и записывает температуру и

одновременно на регулятор ПР3.31 (поз. 1-3; 3-3; 5-3; 8-3; 10-3; 11-3; 14-

3; 16-3;17-3; 19-3; 20-3; 22-3; 23-3; 25-3; 27-3; 29-3; 31-3; 33-3; 35-3;

36-3; 37-3) системы “старт”для получения непрерывного воздействия на

регулирующий клапан исполнительного механизма, установленного на линии

подачи пара 25ч32нж (поз. 1-4; 3-4; 5-4; 8-4; 10-4; 11-4; 14-4; 16-4; 17-4;

19-4; 20-4; 22-4; 23-4; 25-4; 27-4; 29-4; 31-4; 33-4; 35-4; 36-4; 37-4).

Схема автоматической стабилизации температуры работает таким образом,

что при понижении температуры в ванне система регулирования увеличивает

степень открытия клапана линии подачи пара, что приводит к увеличению

расхода его, в следствии чего температура в реакторе повышается.

4.4. КОНТРОЛЬ рH

Измерение рН электролита фосфатирования осуществляется с помощью

чувствительного элемента ДП-ЧМ (поз.38-1), работающего в комплекте с

Страницы: 1, 2, 3, 4

МЕНЮ

Производство гальванических фосфатных покрытий стальных деталей на базе гальванического цеха завода Точмаш

ИНТЕРЕСНОЕ