Реферати українською » Химия » Дільниця функціонального покриття індієм


Реферат Дільниця функціонального покриття індієм

Страница 1 из 3 | Следующая страница

>РЕФЕРАТ

>Звіт про ДП: 68 з., 22 табл., 41джерело.

>ІНДІЄВЕПОКРИТТЯ,ПІРОФОСФАТНИЙЕЛЕКТРОЛІТ,ПІДВІСКА,СТАЦІОНАРНАЛІНІЯ,КОМПОНОВКАДІЛЬНИЦІ.

Уданомупроектірозробляєтьсядільницяфункціональногопокриттяіндієм. Дляпідготовкиповерхні деталейзастосовуєтьсяелектрохімічнезнежирення тахімічнетравлення урозчиніхлоридноїкислоти ізінгібіторм.Осадженняпокриття проводитися впірофосфатномуелектролітііндіювання.Обробка деталейздійснюється напідвісках в ваннахстаціонарного типу.Складена компонуваннядільниці,виконаніматеріальні татехнічнірозрахунки.

>Розроблені заходь ізохорони роботи.Данотехніко-економічнеобґрунтуванняьпроекту.


>ЗМІСТ

>Вступ

1.Особливостівиробництваіндію

2.Розробкатехнологічногопроцесунанесенняпокриття

2.1 Характеристика деталей,вибір виду йтовщинипокриття

2.2Вибір таобґрунтуванняпідготовчихоперацій

2.3Вибір йобґрунтуванняробочогоелектроліту дляодержанняпокриття

2.4Вибір йобґрунтуваннязавершальнихоперацій.Післяпромивки вхолодній татеплійводідеталісушать притемпературі 40-50 0Зповітрям

2.6 Картатехнологічногопроцесу

2.7 Контрольякості татовщинипокриття

3.Розрахунокустаткування

3.1Розрахунок фондуробочого години тапрограмидільниці

3.2Обґрунтуваннявиборуустаткування та йогорозрахунки

4.Розрахуноквитратматеріалів

4.1Розрахуноквитратхімікатів таматеріалів на запусклінії

4.2Розрахуноквитратхімікатів таматеріалів навиконаннярічноїпрограми

4.3Розрахункивитрат води напромивніоперації

4.4Розрахункивитрателектроенергії наелектрохімічніпроцеси тавибірджерелструму

4.5Розрахунокпристроїв длянагріванняелектролітів йвитратенергоносіїв

5.Охорона роботи

5.1Загальна характеристика уміввиконаннятехнологічногопроцесу

5.2Промисловасанітарія

5.3Пожежна безпека

6.Техніко-економічнеобґрунтуваннятехнологічногопроцесу

6.1Розрахунок потребдільниці вхімікатах йанодах

6.2Визначенняпотребиенергетичнихресурсів

6.3Визначеннякількостіпрацюючих

6.4Розрахуноквитрат на оплату роботи.

6.5Розрахуноквитратутримання йексплуатаціїустаткування

6.6Підрахуноксобівартостіелектрохімічногопокриття

6.7Розрахунокекономічноїефективностізаходів,запропонованих упроекті

>Переліквикористанихджерел

>Висновок


>ВСТУП

>Індій -сріблясто-білийм'який,пластичний метав ізгустиною 7,31г/смЗ йтемпературоюплавлення 155 проЗ,атомнамаса - 114,8.Стандартнийпотенціаліндію Єпро>In+/>In = -0,139 У, тому його можнавитісняти ізрозчинів такимиметалами, як цинк,алюміній,причомуіндійвиділяється послеміді і передкадмієм, щовикористовують утехнології.Індійстійкий наповітрі, йогоповерхня призберіганні нетьмяніє. Уводі вприсутностіповітряповільнокородує.

>Основнимивластивостямиіндію, котрівизначили йоговикористання вмашинобудуванні,єнизькийкоефіцієнттертя,високастійкість усередовищімінеральних масел йпродуктів їхньогоокиснення ватмосфернихумовах.Найважливішоюгалуззюзастосуванняіндіюєвиробництвовідповідальнихпідшипниківзісвинцево-срібно-індієвимипокриттями длядвигунів.Індійвикористовується взахиснихантикорозійнихпокриттях .>Індій й йогосплавизастосовуються яккорозійностійкепокриттяметалевихпропелерів, дляполіпшення контакту і опорузношуваннющіток велектроприладах, привиготовленнідзеркал йрефлекторів, щомаютьвеликувідбивнуздатність, уприпоях,ювелірномувиробництві.медицині.

>Залежно від цього уякомустанііндійзнаходиться врозчині,електролітиіндіюванняподіляють напрості (чикислі) такомплексні. Укислихелектролітахіндійзнаходиться увиглядіпростихгідратованихіонів.Середкислихелектролітівпрактичнезастосуваннязнайшлисульфатні,хлоридні,борфторидні тасульфаматні. Укомплекснихелектролітахіндійзв’язаний вкомплекснікатіони чианіони.Найбільшважливимисередкомплекснихелектролітівєціанідні,аміачно-тартратні,трилонатні,поліетиленполіамінові тапірофосфатнірозчини.

>Даний проектприсвяченийпроектуваннюдільниціфункціональнихпокрить деталейіндієм.


1.ОСОБЛИВОСТІВИРОБНИЦТВАІНДІЮ

>Індій не входити у складмінералів якосновний компонент.Індійрозчинний усульфатній,хлоридній танітратній кислотах.Йогорозчинністьзнижується вряді кислот:НNОіз -НСl - H2>S04. Уфлуориднійкислотівінрозчиняєтьсяповільно й лише принагріванні.Органічнікислоти -оцтова,форміатна,лимонна,щавлева -поступоворозчиняютьіндій:

2In =6H2З2>O =2H3[>In(C2>O4)3] +3H2 (1)

Урозчинахлугівіндійнерозчинний.

З хлором й бромомреагує прикімнатнійтемпературі; із йодом,халькогенами, фосфором,арсеном йстибієм - принагріванні; із азотом йводнем невзаємодіє. УатмосферіS02 при 750-1000 проЗперетворюється всуміш оксиду йсульфіду ізнезначноюкількістюсульфату:

>6In +3SO2 =In2P.S3 +2In2>O3 (2)

Уводнихрозчинахіндiйпереважноприсутнiй уступеніокиснення ІІІ. Приіонізаціїіндію уводнихрозчинахзавдякигідратаціїкомпенсуєтьсячастинаенергії, щовитрачається наутворенняіонів, й роботавиходуіонівІn+ таInЗ+ урозчинстановитьвідповідно Є = 0,112 . 10-19 та Є = -5,062 . 10-19 Дж.Додатнезначення роботивиходувказує нанестійкістьіонаIn+, томусполукиІп (I) уводнихрозчинахшвидкоруйнуються врезультаті чиокиснення, чидиспропорціонування ізконстантоюшвидкості 1,3.10-5дмЗ/(моль . з).

>ОксидІn2Про3 >одержуютьтермообробкоюгідроксиду чинітратуіндію.Монокристалиіндій оксидуотримують шляхомреакції ватмосферіНСl чигідротермального синтезу ізлужнихрозчинів. Церечовинасвітло-жовтогокольору, котракристалізується.ГустинаІn2Про3-7,1г/смЗ.Плавиться притемпературі 1910проЗ. Принагріванні понад 1200 проЗпочинаєтьсясублімація оксидуIn2Про3дисоціацією донижчого оксиду; температуракипінняблизько 3300 проЗ.Тонкіплівкиіндій оксидупрозорі іелектропровідні.

>ГідроксидIn(ОН)зутворюється увиглядібілого облогу при діїлугів чиаміаку нарозчини солейіндію. Зрозведенихрозчинівіндійгідроксидпочинаєосаджуватися при рНблизько 3,4. Уприсутностікомплексоутворювачів (ацетат,галогенідилужнихметалів) рН початкуосадженнязростає. Дляодержаннягідроксиду бездомішкиосновних солейрекомендуютьосаджувати йогоаміаком ізрозчинуІn(NОз)з.підкисленогооцтовоюкислотою.Підвищеннятемпературизнижує рНспочаткуосадження.Добутокрозчинностігідроксидудорівнює 1,41 . 10->ЗЗ.

>Свіжоосадженийіндійгідроксид легкорозчиняється врозведенихмінеральних, аоцтовій,форміатній йвинній кислотах.Вінмаєамфотернівластивості,однак йогокислотнівластивостівираженіслабкіше, ніж угалійгідроксиду.Розведенірозчинилугів, атакожаміак наіндійгідроксид недіють.Концентрованірозчинилугів (>вище 20 %)розчиняютьіндійгідроксид ізутворенняміндатів.

>Індійстійкий наповітрі, йогоповерхня призберіганні нетьмяніє.

Уводі вприсутностіповітряповільнокородує.

>Галузізастосування.Основнимивластивостямиіндію, котрівизначили йоговикористання вмашинобудуванні,єнизькийкоефіцієнттертя,високастійкість усередовищімінеральних масел йпродуктів їхніокиснення ватмосфернихумовах.

>Найважливішоюгалуззюзастосуванняіндіюєвиробництвовідповідальнихпідшипниківзісвинцево-срібно-індієвимипокриттями длядвигунів.Індійвикористовується взахиснихантикорозійнихпокриттях.

>Існуютьтакіметодинанесенняіндієвихпокриттів:

1)гальваностегія;

2)розпиленняметалу врозплавленомустані;

3)конденсація парііндію;

4)нанесенняіндієвого порошку наповерхнювиробу,якийнагрівасться,розплавлювання його йдифузія;

5)нанесенняіндію,емульгованого увідповідномуносії (>нафта),якийпотімвипаровується увакуумі чиінертномусередовищі.

>Індій й йогосплавизастосовуються яккорозійностійкепокриттяметалевихпропелерів, дляполіпшення контакту і опорузношуваннющіток велектроприладах, привиготовленнідзеркал йрефлекторів, щомаютьвеликувідбивнуздатність, уприпоях,ювелірномувиробництві.медицині.

>Основнісировинніджерела.Індій -типовийрозсіянийелемент, частозустрічається всульфіднихмінералах.Вміст уземнійкорістановить 1,0 . 10-5 % (замасою).Сліди йогознаходять убільшостіцинкових вигадок й волов'яних рудах.Вінзустрічається вманганових,залізних jвольфрамових рудах. Унезначнихкількостяхіндійінодіміститься в товарному цинку.Джереламиіндіютакожслужатьвідходи йпроміжніпродуктисвинцевоговиробництва.

>Переробкасировини, щоміститьіндій. Пригідроелектрометалургійнійпереробціполіметалевих рудіндій переходити уцинковий,мідний таолов'янийконцентрати, менше - усвинцевий йзалізний. У процесівпірометалургійноїпереробки руд, приокисномувипалюванні,індій та йоговищий оксидІn2>O2маютьмалийтиск парі й, як правило,залишаються внедогарку.НижчіоксидиIn2>O3 йсульфідиІn2P.Sмаютьвеликулеткість.

Припереробціцинковихконцентратів за температур 850 - 930 проЗ вокисномусередовищібільшачастинаіндіюзалишається внедогарках. Привилуговуванніцинковихнедогарківсульфатноюкислотоюбільшачастинаіндію,подібногалію,залишається восаді черезнизькезначення рН (2,0-3,4).Індій, щоперейшов урозчин,видаляється вмідно-кадмієві осади прицементаціїцинковимпилом.Мідно-кадмієві осадимістять, %:Іn - 0,003,Сu - 10,Cd - 6,решта - цинк, йможуть бутивикористані длявилученняіндію ізсупутнімодержаннямкадмію.

>Індійміститься усвинцевих концентратах. Упроцесівідновної плавкисвинцевихконцентратівіндійрозподіляєтьсяміжусіма продуктами плавки.Частинаіндію (20-25 %)потрапляє в пив,причому йогоконцентраціязбільшується в 5-10разів порівняно із концентратом. У шлаки переходити від 10 до 50 %індію; учорновийсвинець - до 50 %індію.

Привідновнійплавціолов'янихконцентратівіндійрозподіляєтьсяміжпилом (75 %) йчорновим оловом (20 %). Учорновомуоловівмістіндіюможестановити 0,1 %.

Приплавціміднихконцентратівприблизно половинаіндію переходити у штейн (>проміжний продуктвиробництва), від 5 до 15 %звітрюється ізпилом,рештапотрапляє в шлаки (>розплавпродуктівпустоїпороди зфлюсами).

>Вилученняіндію ізконцентратів. Дляіндіюневідоміспецифічніхімiчніреакції, котрі дозволяли бвідразувідокремити його від великихкiлькостейсупутніхелементів. Томусхемивилученняіндіювідрізняються великоюскладністю йбагатостадійністю .

Длявилуговуванняіндiйвмісноїсировинизастосовуютьобробкусульфатноюкислотою чивідпрацьованимцинковимелектролітом.Більшоговилученняіндію врозчиндосягаютьсульфатизуваннямсировини.Здійснюютьцюобробку впечікиплячого кулі притемпературі 300 проЗ.Протевисокотемпературнасульфатизаціяпов'язана ізутвореннямвеликоїкількостішкідливихгазів, томуінодівіддаютьперевагуцьюму способу принизькійтемпературі (180-200 проЗ), щодозволяє принаступному водноговилуговуванні перекласти нарозчин 86-87 %індію. Урезультатівилуговування продукту (послесульфатизаціі)розчинмістить 0,1г/дмЗіндію йзначнікількостіміді,кадмію,алюмінію,арсену таіншихелементів. Зрідкіснихелементів уцихрозчинахможуть бутиприсутнігалій,талій,германій, селен,телур.

Дляодержання ізсульфатнихрозчинівіндієвогоконцентратувикористовуютьрізніметоди:

а)осадженнямалорозчиннихсполук;

б)екстракціюорганічними реагентами;

в)цементацію.

>Спосібгідролітичноговиділенняіндію (>осадженнямалорозчиннихсполук)базується навідмінностікислотностівиділенняіндійгідроксиду йгідроксидівсупутніхметалів. Принейтралізаціїнагрітогосульфатногорозчину до рН = 4,8 Урезультатігідролізувиділяєтьсяіндійгідроксид,розчинністьякого уводістановить 3,67 . 10-5моль/дмЗ. Зацих умів відіндію можнавідділитиосновнумасуміді, цинку йкадмію. разом ізіндіємспівосаджуєтьсягалій йзалізо (III).Гідролітичний методдозволяєдосягти лишепоступовогозбагачення; урезультатідекількохпереосадженьодержуютьіндієвий концентрат.

якосаджувачіндіювикористовуютьдвозаміщений фосфат йдифосфатнатрію. АлінайкращимосаджувачемєнатрійтриполіфосфатNа5РЗПро10. Привикористанні цого реагенту цинк,мідь йзалізо (П) незаважаютьосадженню, арсеннезначноспівосаджується, азалізо (Ш)осаджується разом ізіндієм, тому йогопопередньонеобхідновідновити додвовалентного.Оптимальніумовиосадження: рН = 2,5 -2,7 й три-,чотириразовийнадлишоктриполіфосфатувідносноіндію.

>Екстракційнийспосібєефективнимщодовилученняіндію ізсульфатнихрозчинів,якийвикористовується упромисловості. Дляекстракціїіндіюзастосовуютьди-2-етилгексилфосфат:

>In3+ +3(HR2>PO4)2 =In(R2>PO4)3 .>3HR2>PO4 +3H+ (З)

де R -етилгексиловийрадікал.

>Супутнііндіюелементи:Zn,Cd,Сu,Ni,Мn,As, Fe (II) -екстрагуються лишезіслабокислихрозчинів.

>Виділенняметалевогоіндію й йогорафінування.Цементація (>витіснення).Індій можнаосаджувати ізрозчину цинком чиалюмінієм.Щобуникнутиспівосадженнядомішокцементаціюведуть нецинковимпилом, але в аркушах цинку чиалюмінію.

ПринадлишкуіонівSO2-4 >частинаіндіюзалишається врозчинівнаслідокутвореннякомплекснихіонів [>Іn(SО4)2]- йзменшеннярізниціпотенціалівіндію і цинку. Тому зсульфатнихрозчинівіндійцементують наалюмінієвих аркушах ізодержанняміндію увигляді губки, що легкознімається. Длядепасиваціїалюмінію врозчиндодають 10-20 млНСІ на 1 дм3розчину притемпературі 60 проЗ. Упроцесіцементаціїнагріванняприпиняють,оскількиреакціяекзотермічна.Післязакінченняцементації врозчинізалишається 0.5г/дм3індію,якийдоосаджуютьцинковимпилом.

Дляодержання компактногометалуіндiйпромивають водою,пресують убрикети йплавлять подзахисним кулеюнатрійгідроксиду.Чорновий метавмістить 96-99 %індію.

>Крімсульфатнихрозчинів, дляелектрохімічноговиділенняіндію можнавикористовуватисульфаматніелектроліти, щомістятьсульфамінову кислотуHSО4>NH2 (процеспроводять прикімнатнійтемпературі ігустинахструму до 1100А/м2 ізвиходом заструмомблизько 90 %), йфлуороборатніелектроліти (пригустинахструму 500-1000А/м2, рН = 1 й ізвиходом заструмом 40-75 %).Набулизастосуванняхлоридні йфлуоросилікатніелектроліти.Сприяютьелектролізутакожорганічнідомішки -солівинної,лимонноїкислоти,піридину таін.Крім того,індійодержують ізконцентрованоїіндієвоїамальгами (30 %Іn) шляхомелектрохімічногорозкладання врозплавіІnСl при 250 проЗ.Катодом служитирозплавіндію.

>Рафінуванняіндію. Унапівпровідниковомуіндіївмістдомішок не виненперевищувати 1 . 10-5 - 1 . 10-6 %.

>Індій, щорафінується,міститьнаступнідомішки:РЬ,Сu,Cd,Fe,Zn,Al,Sn,Тl таін.

Длярафінуванняіндіюзастосовуютьспосібпослідовноїцементації йелектрохімічний метод.

>Спосібпослідовноїцементаціїбазується нарізниціпотенціаліввиділенняіндіюметалів-домішок.Технічнийіндійрозчиняють принагріванні всульфатнійкислоті.Залишок, що нерозчинився йміститьмідь,срібло йсвинець,відфільтровують, а із кислогорозчинуцементуютьдомішки на аркушахчорновогоіндію. При цьомувидаляються болееелектропозитивнідомішки, ніжіндій,мідь,стибій,бісмут,срібло і олово.

Друговіцементаціюпроводять длявидаленнякадмію йталію, котрі нецементуються наіндії.Третюцементаціюпроводять на аркушахалюмініювисокоїчистоти длявиділення самогоіндію.

>Електрохімічнерафінуванняіндіюпроводять у кислогорозчині (рН = 2-3),отриманомурозчиненняміндію вхлориднійкислоті (40-60г/дм3) іздодаваннямамонійхлориду (30-80г/дм3) дляпідвищенняелектропровідності.Електролізведуть укварцових чикерамічнихелектролізерах.Анодамислугуютьпластини,відлиті ізчорновогоіндію. яккатодивикористовуютьлисти із чистогоіндію,алюмінію чи титану.

>ДомішкиРЬ,Sn,Сu,Ві, щомістяться в анодномуіндії, в основномупереходять ванодний шлам, длязбиранняякогоанодипоміщають убавовнянімішки;Zn,Аl,Мn -переходять урозчин.Кадмійтакожнакопичується врозчині ілишенезначноспівосаджується ізіндієм накатоді. Приелектролізіпідтримуютьгустинуструму нарівні 100-200А/м2, температуру - до 40проЗ.Анодивиробляютьтовщиною 1 мм. Придворазовомупроведеннірафінуванняодержуютьіндій ізвмістомдомішокнижче 10-4 % (после плавки под кулеюгліцерину йамонійхлориду).

Длякращогоочищенняіндіюзапропонованоелектроліз велектролізерах іздіафрагмою йбезперервнимочищеннямелектроліту шляхомцементації наметалевомуіндії.

>Процесамальгамногорафінуванняполягає велектрохімічномувиділеннііндію на ртутномукатоді ізутвореннямамальгами танаступному анодномурозкладанніамальгами ізосадженнямочищеногоіндію накатоді.Замістьпершоїстадіїелектролізуіноді просторозчиняютьіндій уртуті.Високарозчинністьіндію уртуті (до 57,5 %)сприяє йоговиділенню на ртутномукатоді,причому амальгамащезалишаєтьсярідкою привмісті завдовжки тридцять п'ять %індію. Накожнійстадіїамальгамногорафінуванняіндійочищається віддомішок.

>Поєднуючикатодний тааноднийпроцеси, можнаочиститиіндій відвеликоїкількостідомішок.Винятокстановлятькадмій йталійвнаслідокблизькостіпотенціалівамальгамцихметалів (-0,44 та -0,37 Увідповідно) таіндію (-0,43 У).Щобвідокремитикадмій йталій,рекомендується доелепролітудодаватикаліййодид,якийзв'язуєкадмій у комплекс [>CdI4]2- й тім самимзсуваєпотенціалзгаданихметалів у болеенегативний бік.

>Процеспроводять убагатокамерномуелектролізері ізбіполярнимиртутнимиелектродами. У такомуелектролізері ртуть, що служити катодом воднійкамері,одночасноє анодом віншійкамері, так щопроцесиутворення ірозкладанняамальгамипроходятьодночасно.Електролітом служитирозведенасульфатна кислота.Амальгамний методзабезпечуєзначноглибшеочищенняіндію порівнянозізвичайнимрафінуванням (99,9995 %).

>Електрохімічнепокриттяіндієм.Покритгяіндіємзастосовують якантифрикційне дляполіпшеннязмащуванняфільєр под годинувилученняалюмінію, длязахисту відкорозії, унапівпровідниковійтехніціелектрохімічним шляхомосаджується зсульфатнихрозчинiв, щомістять 8-10г/дм3вільноїсульфатної йневеликукількістьоцтової кислот.Введення всульфатнийелектролітборатноїкислотипiдвищуєелектропровідністьелектроліту йзменшуєрозмірикристалiв, щовиділяються.Додаванняжелатинутакожполіпшуєякість облогу,знижуєвихід заструмом.Постійнийвмістіндію велектроліті тапідтримання рН = 2,0_2,7здійснюють шляхомспільногозастосуваннярозчинних (>індієвих) йнерозчинних (>графіт,нержавіюча сталь)анодiв; як катодвикористовуютьнержавіючу сталь.Електроліт працює прикімнатнійтемпературі ізберігаєстійкість багатомісяців.Густинаструмудорівнює 200А/м2,вихідіндію заструмомстановить 30-80 %.Осадрiвний йщiльноприлягає доелектрода.

>Iндiйтакожвидiляютьiзсульфiдно-лужногоелектролiту.Вихiднийрозчин ізкiлькiстюiндiюблизько 50г/дм3 >одержують,розчиняючиIn(OH)3 внасиченомурозчинiNa2P.S.Електролiзпроводять іздiафрагмою докiнцевоiкiлькостiiндiюблизько 10г/дм3.ВiдпрацьованийелектролiтрегенеруютьдiєюBa2P.S.


2.РОЗРОБКАТЕХНОЛОГІЧНОГОПРОЦЕСУНАНЕСЕННЯПОКРИТТЯ

 

2.1 Характеристика деталей,вибір виду йтовщинипокриття

Проектомзадаєтьсяфункціональнепокриття для деталейзісталі маркиСт3. Поскладностіконфігураціїдеталівідносяться додругоїгрупи (>контакти,рельєфні йштампованідеталі, що немаютьпорожнин, у якіможезатримуватисяелектроліт).Умовиексплуатаціївідносять до легких, так як смердотівикористовуються вприміщеннях ізнормальноютемпературою тавологою.

>Згідно іздержавними стандартамизахиснимпокриттям таких деталей можнавикористовуватиіндієвепокриття.

>Враховуючиумовиексплуатації деталей й їхніобираємотовщинупокриття 6мкм .ПозначеннянанесеногопокриттяІн6.

2.2Вибір таобґрунтуванняпідготовчихоперацій

>Деталі, котріпотрапляють додільницінанесенняпокриття,мають насвоїйповерхнірізнізабруднення, котріпотрапили нимивнаслідокопераціїмеханічноїобробки. Доцихзабрудненьвідносятьсяіржа,оксидніплівки,мастила. Длявидаленняжировихзабруднень ізповерхні деталейнеобхідновиконатиопераціюзнежирення.

>Тваринні йрослинніжиривзаємодіють з лугом ізутвореннямколоїдногорозчинунатрієвих солейвищихжирових кислот й добророзчинного уводігліцерину.

>Мінеральніолії привзаємодії із лугомутворюють припідвищених температурахемульсію, й таким чиномвидаляються ізповерхні деталей.

Длязнежиренняповерхнізастосуємоелектрохімічнезнежирення. Наданійоперації наповерхні деталейвиділяєтьсякисень, чиводень, котрісприяютьвідривужировихплівок ізповерхні.Спочаткупроводимокатоднезнежирення, а посленьогоаноднезнежирення.

Складрозчину дляелектрохімічногознежирення [1],г/дм3:

>Натрїдкий

Содакальцинована

>Силікатнатрію

>ЗнежирювачДВ-301

Температура, 0З

>Густинаструму,А/дм2

Часобробки,хвил.:

нааноді

накатоді

20-40

5-15

10-30

1,4-1,9

60

3

4

4

Температура 600Зобрана бо призбільшеннітемпературиреакціяомиленняпрогресує, йїїшвидкістьзростає.Критеріємякісногознежиренняєсуцільнаплівка води наповерхнізнежирених деталей припромивці.

>Післязнежиренняздійснюєтьсягарячапромивка длякращоговидаленнязалишківзабруднень.Під годинутакоїпромивкидеталіпрогріваються.Якщогарячідеталіпомістити врозчинтравлення, томожевиникнутиперетравлюванняповерхні, бошвидкістьтравлення вгарячійкислотізначновище, ніж ухолодній. Тому послегарячоїпромивкиздійснюється холоднапромивка, алишепотімпроводятьтравлення

>Видалення із деталейзначногопрошаркуокалини,продуктівкорозії,сульфідних чиоксиднихплівок, щоутворюютьсявнаслідоквзаємодії ізнавколишнімсередовищем йміцнозчеплені ізметалом,здійснюєтьсяхімічним шляхом –обробкоюповерхнівиробів урозчинах кислот.Під годинутравленняхімічнийзв’язокцихсполук ізосновнимметаломпорушується, й смердотівидаляються із йогоповерхні.

>Поверхнячорнихметалівзвичайновкрита кулеюокалини таіржі. До складуокалинивходятьтакіоксиди:FeO, Fe2>O3, Fe3>O4; у складіржі –FeO, Fe2>O3.Причому кулюоксидівнеоднаковий як затовщиною, то й за складом:зовнішнячастинаміститьвищіоксиди, але вмежі ізметаломзнаходятьсянижчіоксиди –FeO.Травленнячорнихметалівпроводять урозчинахсульфатної тахлоридної кислот чи їхньогосумішей. Длятравленняобираємохлоридну кислоту. Притравленніперебігаютьтакіреакції:

>FeO +2HCl =FeCl2 + H2>O (1.1)

Fe2>O3 +6HCl =2FeCl2 +3H2>O (1.2)

Fe3>O4 +8HCl =2FeCl2 +FeCl4 +4H2>O (1.3)

Fe +>2HCl =FeCl2 + H2 (1.4)

>Аналогічніреакціїмаютьмісце притравленні врозчинахсульфатноїкислоти, але ймеханізмтравлення вцих кислотахнеоднаковий. Усульфатнійкислотіголовним чиномперебігаютьреакції 1.1 й 1.4,видалення жоксидів Fe2>O3 і Fe3>O4 взначніймірівідбуваєтьсязавдякипорушеннюз’єднання ізметаломвнаслідокпідтравлення тарозпушенняводнем,якийвідриває їхні відметалевоїповерхні. Ухлориднійкислоті навідміну відсульфатноїпереважнорозчиняютьсяоксиди, ачистий метав нерозчиняється.

Зцієї точкизору болеенебезпечнимєтравлення всульфатнійкислоті. Приоднаковихконцентраціях й температурахшвидкістьтравлення вхлориднійкислоті вищий, ніж всульфатній, але й припідвищеннітемпературишвидкістьтравлення всульфатнійкислотірізкозростає ( удесятеро – 15разів), тоді як натравлення вхлориднійкислоті температура такогосуттєвоговпливу немає. Доти жрозчинихлоридноїкислоти нерекомендуютьпідігрівативище 40 проЗ черезлетючість хлористоговодню.

Зметоюзапобіганнянаводнювання,перетравлювання деталей, азниженнявтратметалу йвитраткислоти втравильнірозчинивводятьінгібіторитравлення, щозахищають метав й відводневоїкрихкості. На оксиди йтравильномушламіінгібітори неадсорбуються. Діяінгібіторівполягає вгальмуванніобох чиоднієї ізсупряженихреакцій анодногорозчиненнязаліза


Fe –2e = Fe2+

чи катодноговиділенняводню

>2H+ +2e = H2­

>Якщовтратиметалів притравленнідосягають 3 – 4 %, то, привведенні врозчиниінгібіторів смердотізменшуються до 1 – 1,5 % .

Дляхімічноготравлення деталейдоцільновикористовуватирозчиннаступного складу,г/дм3:

>Кислотахлориднатехнічна 200-220
>ІнгібіторКІ-1 5-7

Температураt, 0З

15-30
Часобробкиt,хв. 2

>Післяваннитравлення переносити ваннадвокаскадноїпромивки.

2.3Вибір йобґрунтуванняробочогоелектроліту дляодержанняпокриття

Дляіндіюваннявикористовуютьсяелектроліти як наосновіпростихгідратованихіонівіндію, то йкомплекснихіонів.

Допростихелектролітіввідносятьсульфатні,борфторидні,хлоридні,сульфаматніелектроліти.Причому,кисліелектролітиіндіюваннявважаються болеестабільними, ніжлужні.

>Сульфатнікисліелектролітипрості за складом,стабільні вроботі, невимагаютьспеціальноївентиляції йпідігрівання.Вихід заструмом вцихелектролітахстановить 80-90 %.Осадимають порівняногрубокристалічну структуру, їхнірозсіювальназдатністьнизька, тому всульфатнихелектролітахпокриваютьлишедеталіпростоїформи.Відхилення відвказаного рНпризводить дозниженнявиходу заструмом йпогіршенняякостіпокриття. Придодаванніборатноїкислоти доелектролітурізкопідвищуєтьсявихід заструмом..Томуцейелектролітнайкращепідходить дляпокриттяіндієм.

Зборфториднихелектролітівіндіюванняосаджуються привисокихгустинахструму. З нихотримуютьзадовільніпокриття начавуні.Розсіювальназдатністьборфторидногоелектролітунизька, ймайже така ж, як усульфатногоелектроліту.Відмінністьелектроліту –високачутливість додомішок, тому впроцессіексплуатаціїнеобхідночиститиелектролітактивованимвугіллям.

>Хлориднийелектролітвикористовують дляпокриття деталей ізсереднімрел’єфом.Розсіювальназдатність цогоелектролітувище, ніж усульфатного.Покриття в цьомуелектролітіотримуютьнапівблискучими,мікрокристалічними,щільними,рівномірними.

>Сульфаматнийелектролітмаєвисокурозсіювануздатність,стабільний вроботі,нетоксичний.Різкопадаєвихід заструмом впроцессі роботи.Електроліттребавідновлюватиактивованимвуглем.

>Середкомплекснихелектролітівіндіюваннянайбільшпоширеніціаністі,аміачно-тартратні,поліетиленполіаміновий,пірофосфатний,трилонатний.

Уціаністихелектролітахотримуютьдрібнокристалічні,рівномірні затовщиноюплівки осадиіндію.Їхвикористанняпотребуєіндивідуальноївентиляції,спеціальнихзаходівщодоскиду тазнешкодженнястічних вод, в якіпромиваютьсядеталі послепокриттяіндієм, йособливоїобережності вексплуатації.Розсіювальназдатністьціаністихелектролітіввисока, воназалежить від складуелектроліту та режимуелектролізу. Приневисокійконцентраціїціанистогонатріюрозсіювальназдатністьціанистогоелектроліту більше, ніж укислихелектролітів .Вонарізкозростає із зростаннямконцентраціївільногоціаністогонатрію.


Складелектроліту дляіндіювання,г/дм3:

>Хлоридіндію (враховуючи метал)

>Пірофосфаткалію

>Хлоридамонію

Вінна кислота

25

100-300

30-50

20-50

Температураt, 0З

рН

20-30

11.5

>Густинаструму,А/дм2

0.85

Зметоюзменшеннявиносів устічні водикоштовниххімікатів йзменшеннязабрудненнянавколишньогосередовища после ванн длянанесенняпокритьустановлюютьсяванниуловлювання, апотімйдепромивка ухолоднійводі.

>Приготуванняелектроліту.Металічнийіндійрозчиняють урозведенійтеплійсірчанійкислоті, апотімдодаютьіншікомпоненти.Абоаноднорозчиняютьіндій пригустиніструму 10-15А/дм3 й последосягненнянеобхідноїконцентраціївводятьіншікомпоненти.

2.4Вибір йобґрунтуваннязавершальнихоперацій

>Післяпромивки вхолодній татеплійводідеталісушать притемпературі 40-50 0Зповітрям

>Розрахуноксередньоїтовщинипокриття й годиниобробки деталей

>Середнятовщинапокриттярозраховується заформулою:

>d>cp =dіз . До,

де:dіз - заданатовщинапокриття,мкм;

До -коефіцієнтнерівномірностітовщини куліпокриття,рівний 1,12;

>d>cp = 6 . 1,12 = 6,72мкм

>Необхідний годинуелектролізу у ваннахпокриттявизначають заформулою:

,>хв.

де:d>cp -середнятовщинапокриття,мкм;

g -густинаіндію, g =7,31г/см3;

>q -електрохімічнийеквівалент 1.4г/А. год;

j>k -катоднагустинаструму, j>k =0.85А/дм 2;

ЗС -вихідіндію заструмом, ЗС = 80%.

 >хвил.

2.6 Картатехнологічногопроцесу

>Всіоперації,перераховані в в.п. 1.2 - 1.4зведені дотабл.2.1.

>Таблиця 1.1 - Картатехнологічногопроцесунанесенняпокриттяіндієм.

>Операція Складрозчину йконцентрація Режим
>Найменуваннякомпонентів,хімічна формула

>г/дм3

Часобробки,хв

Температура, проЗ

>Густинаструму,А/дм3

рН
Монтаж деталей напідвіску

>Ектрохімічнезнежирення

>катодне,

>анодне

>Натрїдкийтехнічний марки ТР

>Тринатрійфосфат

>Силікатнатріюрозчинний

>ЗнежирювачДВ-301

20-40

5-15

10-30

1,4-1,9

5.0

3.0

50-70 3

>Промивка

>гаряча

Вода 1-2 60-70

>Промивка

холодна

Вода 1-2 15-30
>Травлення

>Кислотасолянасинтетичнатехнічна

>ІнгібіторКІ-1

200-220

5-7

2-5 15-30

>Промивка

холодна

Вода 1-2 15-30
>Індіювання

>Хлоридіндію

>Хлоридамонію

>Пірофосфаткалію

Вінна кислота

25

30-50

100-300

20-50

31 15-30 0.85 11.5
>Уловлювання Вода 1-2 15-30

>Промивка

холодна

Вода 1-2 15-30
>Промивкагаряча Вода 1-2 60-70
Сушіння 5-10 40-50
Демонтаж деталей ізпідвіски

2.7 Контрольякості татовщинипокриття

>Якістьелектрохімічнихпокритьзалежить від станудеталі, складурозчину,фізико-механічнихвластивостейпокриття. Складелектролітів длянанесенняпокритьконтролюється влабораторнихумовах навміст всіхкомпонентів,кислотність,вмістдомішок. Длявизначеннявмісту основногометалу велектролітівикористовуютьхімічний,фізико-хімічний,електрохімічний тафізичнийметодианалізу.Аналізіншихкомпонентівпроводятьголовним чином про>ємнимтитруванням ізвикористанняміндикаторів.

>Фізико-механічнівластивостііндієвихпокритьрегламентуються йвключають контроль їхнітовщини,міцностізчеплення,зовнішньоговигляду .

>Кількість деталей, щовідбираються для контролювання,установлюють згідно ГОСТ 9.301-86.

Контрольякостіпокриттяпроводять назовнішнійповерхнідеталі, надоступнихділянках, що немає накочування,віддалених від ребер,кутів,різьблення,отворів, місць контакту ізмонтажнимпристосуванням,паяних йзваренихшвів.

>Необхідністьпроведення контролю навнутрішніх йважкодоступнихповерхняхдеталі винна бутизастережена втехнічнійдокументації навиріб ззазначенням методу контролю імісцяпроведеннявиміру.

Передпроведенням контролютовщини,поруватості,захисних йфункціональнихвластивостейпокриттівдеталі ізпокриттямивитримують дотемпературиприміщення, уякомупроводять контроль, йзнежирюютьетиловим спиртом чипастою ізокисумагнію.

>Післязнежиренняпастоюдеталіпромиваютьдистильованою водою івисушуютьфільтрувальнимпапером чи наповітрі.

Припроведенні контролюякостіпокриттівбезпосередньо послеїхньогоодержанняпідготовкудопускається непроводити.

>Післяпроведення контролюякостіруйнуючими (>хімічними) методамидеталі (чичастинадеталі, наякійпроводився контроль)промивають водою івисушуютьфільтрувальнимпапером чи наповітрі.

Метод контролюзовнішньоговиглядупокриття. Методзаснований навиявленнідефектівповерхніпокриттязовнішнімоглядом йзастосовується для деталейбудь-якоїформи ігабаритнихрозмірів.

Контрольпроводятьоглядом деталейнеозброєним оком навідстані 25 див відконтрольованоїповерхні при природного чиштучномуосвітленні.Освітленість винна бути неменш 300 лк призастосуванні лампнакалювання і неменш 500 лк призастосуваннілюмінесцентних ламп.

>Необхідністьзастосуванняоптичнихприладів звказівкоюкратності збільшення винна бутивказана втехнічнійдокументації навиріб.

>Оцінкуякостізовнішньоговиглядупокриттівдопускаєтьсяпроводити навідповідністьзразкам-еталонам, форма,розмір ізовнішнійвигляд якіповинні бутипогоджені ззамовником.

Приоцінцізовнішньоговиглядупокриттянеобхідновраховувати станповерхнідеталі переднанесеннямпокриття.

Длявизначеннятовщинипокритьвикористовуютьсяметоди іззастосуваннямтовщиномірів.Товщиномірипризначені длявимірюваннятовщининемагнітнихструмопровідних танеструмопровіднихпокрить,нанесених на основу ізферомагнитних (>конструкційних,інструментальних ташарикопідшипникових) сталей.

Уданомувипадкуобираємотовщиномір МТ -4IНЦ - іздіапазономвимірюваньтовщинипокриття від 0,004 мм до 2,0 мм.Границядопустимоїосновноїпохибки винна бути не более0,05х + 1,0, де x -вимірюючезначення.

Метод контролюміцностізчепленняпокриття. Методзаснований нарозходженніфізико-механічнихвластивостейметалупокриття і основногометалу.

Метод контролювибираютьзалежно від видупокриття ізурахуваннямвластивостей основногометалу іметалупокриття, типу іпризначеннядеталі.

Контрольміцностізчепленняпокриттявизначається методомполірування.

Методзастосовують длятвердихпокриттівтовщиною до 30мкм.

Дляполіруваннязастосовують кола ізбязі, фетрові ііншихматеріалів, пастуПХВ типуГОІ.

Часполірування неменш 15 з,швидкістьполірування 20- 30 м/с.

>Післяполірування наконтрольованійповерхні неповинне бутиздуттів чивідшаровуванняпокриття.


3.РОЗРАХУНОКУСТАТКУВАННЯ

3.1Розрахунок фондуробочого години тапрограмидільниці

Надільницінанесення цинковогопокриттяпередбачаєтьсяоднозмінний режим роботи. Фондробочого годинивизначають заформулою:

Т0 = Т1 - Т2- Т3 (2.1)

де: Т1-загальнакількістьдіб уроці;

Т2-кількістьвихіднихднів;

Т3-кількістьсвятковихднів.

Т0 = 366 - 104 - 10 = 252днів

>Дійснийрічний фонд години меншеномінального черезнеминучіпростої. Томудійснийрічний фонд годинидорівнює:

Тбуд = 0,97 252 =245днів

>Ефективнийрічний фонд години роботиустаткування, рік.:

Т>еф = Тбуд - Тдо

де: Тдо -укорочений годину передсвятами, рік.

Т>еф = 245 2 8 –(8 2) = 3904 рік.

3.1.2Годиннапрограма ділянкивизначається заформулою:

Fр = Fр / T>еф (2.2)

де: Fр -річнапрограма, м2;

T>еф -ефективнийрічний фонд години роботиустаткування,години.

>Річнапрограмадільниціскладає 2000 м2/>рік.

>Враховуючипереробку шлюбу, Якаскладає 3 % реальнапрограмадільницідорівнює:

Fр = 1,03 2000 = 2060 м2/>рік

Чи реальнагодиннапрограма поповерхнідорівнює:

Fр = 2060 / 3904 = 0.527 м2 / рік.

3.2Обгрунтуваннявиборуустаткування та йогорозрахунки

>Згідно ізгодинноюпрограмоювибираємолініюстаціонарних ванн.Обираємопідвіску ізрозмірами 250 x 600 x 200 мм. Уванніодночаснознаходитьсядвіпідвіски.

Длярозрахункулініїнеобхіднорозрахуватисереднєзавантаження напідвіску поїїдзеркалу:

P.Sз = А У До,

де: А -висотапідвіски, м

У -довжинапідвіски, м

До -коефіцієнтзавантаження.

P.Sз = 0,6 0,25 1,1 =0. 165 м2 = 16.5 дм2

>Річнакількістьзавантаженньскладає:

Р = Fр/ (P.Sз . n)

Р = 2060/ (0.165 . 2) = 12484,8завантажень

>Розраховуємо такт роботилінії заформулою:

>хвил., (2.3)


де T -ефективнийрічний фонд години роботиустаткування, рік.;

>P -річнапрограма покількостіпідвісок.

>t>p =хвил.

>Розрахуноккількості ваннданоїоперації улініїроблять заформулою:

 (2.4 )

де:t -тривалістьтехнологічноїоперації,хв.;

>t>p -прийнятий такт роботилінії,хв;

>Приймаємо одну ванну дляіндіювання.

На всіхіншихопераціяхобробка меншеприйнятого темпу 13,9хвилин, тому дляцихопераційберемо пооднійванні.

Отжекоефіцієнтзавантаженняскладає:

До = n / n'

де: n -розрахункове число ванн;

n' -прийняте число ванн.

До = 0.89 / 1 = 0,89

Таким чином, длявиконанняпрограминеобхідна 1лінія.

>Розрахунокгабаритів ванн.

>Планується уванні однакатодна штанга.Довжинаванни:

L =n l1 + (>n-1) l2 +2l3, (2.5)

де: n -кількістьпідвісок, щозавішується однієюанодну штангу;

l1 -довжинапідвіски, мм;

l2 -відстаньміжпідвісками, мм;

l3 -відстаньміжторцевоїстінкоюванни такраємпідвіски, мм.

L =2.250+ (1 – 1) . 100 + 2 100 = 800 мм.

>Приймаємодовжинуванни 600 мм.

Ширінуваннивизначають заформулою :

W = nдо W1 + 2 nдо W2 +2 W3 + nа >d, (2.6)

де: nдо -кількістькатодних штанг;

W1 -розмірпідвіски пошириніванни, мм;

W2 -відстаньміж анодом танайближчимкраємпідвіски, мм;

W3 -відстаньміжподовжньоюстінкоюванни та анодом, мм;

nа -кількістьанодних штанг;

>d -товщина анода, мм. (Привикористанніпластинчатиханодівтовщиною 10-15 ммd невраховують)

W = 1 200 + 2 175 + 2 75 = 700 мм.

>Приймаймо ширинуелектрохімічноїванни 710 мм.

>Ширина ваннхімічноїобробки менше зарахуноквідсутностіанодних штанг.Приймаємо ширину ваннхімічноїобробкирівною 500 мм.

>Висотуваннивизначають заформулою :

H

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація