Материал: Процесс анодного оксидирования алюминия годовой производительностью 65000 м2/год

Раствор перемешивается в течение 30 мин, добавляют 3 г/л активированного угля, обработанного серной кислотой, и перемешивают электролит с помощью сжатого воздуха. Раствор отстаивается 7-12 ч, затем фильтруется в рабочую ванну.

В очищенный электролит вводят блескообразователи: сахарин и 1,4-бутиндиол непосредственно, фталимид - предварительно растворив в небольшом количестве электролита, подогретого до 70-80 °С. Доводят рН до требуемого значения и приступают к работе. Расход блескообразователей при корректировании электролита составляет: сахарин 0,01-0,012 г/(А·ч); 1,4-бутнндиол (35 %-ный раствор) 0,7-0,8 мл/(А·ч); фталимид 0,003-0,005 г/(А·ч).

1.9   
Основные неполадки процесса никелирования

Таблица 6. Основные неполадки и способы их устранения

Никель на деталях не осаждается. Детали покрываются черным мажущим налетом               1. Мала величина Dk 2. Низкая температура электролита 3. Неправильное включение полюсов на ванне 4. Наличие солей азотной кислоты в электролите                1. Повысить Dk 2. Подогреть электролит до 18-25

. Проверить и переключить полюса

1.10  Технологическая схема процесса и ее описание

Технологическая схема покрытия приведена в таблице 7.

Таблица 7. Технологическая схема никелирования

Описание:

1.      Электрохимическое обезжиривание.

Это наиболее эффективный метод очистки поверхности, так как выделяющиеся на поверхности деталей пузырьки водорода или кислорода способствуют отрыву жировых частиц и других загрязнений.

На детали подать ток переменной полярности: катодный период 2-3 минуты, анодный 1 минуту. Детали завешивать в ванну в качестве катода.

2.      Двухкаскадная промывка.

Для удаления с поверхности деталей продуктов реакции и растворов, оставшиеся на них после обезжиривания, их подвергают промывке в горячей проточной воде.

Промыть детали проточной водопроводной водой с температурой 8010 .

3.      Травление.

Травление производится для удаления с поверхности деталей продуктов коррозии и окисных пленок, путем растворения их в кислотах или растворах щелочей. Обычно пленка оксидных соединений или других продуктов коррозии образуется на поверхности металла под действием окружающей среды. Оксидная пленка может появляться также в результате предварительной обработки металла, например, поверхность меди после термической обработки покрывается слоем окалины . Такая пленка на поверхности детали препятствует нанесению гальванического покрытия.

4.      Никелирование.

Перед выгрузкой деталей из ванны замерять размер деталей и толщину покрытия.

5.      Двухкаскадная промывка.

Для удаления с поверхности деталей продуктов реакции и растворов, оставшиеся на них после обезжиривания, их подвергают промывке в горячей проточной воде.

Промыть детали проточной водопроводной водой с температурой 8010 .

6.      Сушка.

1.11  Требования к покрытиям и контроль качества металлических покрытий

Основные требования, предъявляемые к металлическим покрытиям, следующие:

-       прочное сцепление с основным металлом;

-       мелкокристаллическая структура, обеспечивающая наилучшие механические свойства;

-       минимальная пористость;

-       равномерная толщина покрытия.

В ряде случаев предъявляются и дополнительные требования (высокая твердость, износоустойчивость и др.).

Вид и толщина гальванического покрытия должны соответствовать требованиям стандарта или чертежа изделия.

Проверку качества нанесенного слоя производят: осмотр внешнего вида, испытанием коррозийной стойкости, механических свойств, определением пористости и толщины.

Количество деталей, отбираемых для проверки, устанавливают в каждом случае техническими условиями на приемку (обычно 0,5-5 % общего количества деталей, предъявляемых к приемке).

В случае получения не удовлетворительных результат об испытании (хотя бы на одном образце) производят повторное испытание на удвоенном количестве образцов по тем видам испытаний, которые дали не удовлетворительные результаты. Если же при повторных испытаниях будут неудовлетворительные результаты, то предъявленную партию отдают на переделку, после чего ее опять проверяют.

Контроль внешнего вида:

Покрытия осматривают невооруженным глазом. Результаты осмотра должны удовлетворять техническим условиям на данный вид покрытия. Оценка качества покрытий ответственных деталей производится по эталонам. Никелевые покрытия должны быть светлого цвета, блестящие, ровные. Не допускается точечная пятнистость, черные полосы, пятна, пузыри, трещины, отслаивание и шероховатость. Декоративные многослойные покрытия должны быть после полирования плотными, равномерно блестящими. Не допускается наличие механических повреждений, рисок, царапин, обнаженных участков.

Определение коррозийной стойкости:

Испытание на коррозийную стойкость производится с целью установления надежности и долговечности данного покрытия. Наилучшим способом является испытания в естественных атмосферных условиях. Как правило, это испытание производят на крыше здания, где изделия подвешивают на деревянные подставки. Периодически через несколько суток производят наблюдение за изменением поверхности, и отмечают время появления коррозии. Так как этот метод испытания длительный, то чаще коррозийную стойкость проверяют ускоренными способами: испытанием в туманной камере или способом погружения. При испытании в туманной камере детали подвешивают на стеклянных или пластмассовых нитях и через каждые 15 минут обрызгивают 3 %-м растворам хлористого натрия для создания искусственной влажной атмосферы.

Определение твердости покрытий:

Измеряют твердость никелевых покрытий, которые предназначены для защиты изделия от механического износа. Вследствие малой толщины гальванических покрытий, определяют твердость отдельных участков микроструктуры металла - так называемую микротвердость.

Принцип метода измерения твердости заключается в том, что в испытуемый предмет вдавливают с определенным условием алмазную пирамиду, которая оставляет отпечаток на покрытии. Величиной твердости является сопротивление, оказываемое предметом при испытании.

Контроль толщины покрытия:

Измерение толщины покрытия осуществляется следующими методами: магнитными (метод магнитного потока, пондеромоторный метод, индукционный метод), вихретоковым, термоэлектрическим и ионизирующего излучения.

.        Магнитные методы, основанные на регистрации магнитного сопротивления или силы отрыва от поверхности изделия в зависимости от толщины покрытия. Метод магнитного потока применим для измерения толщины неферромагнитных металлических покрытий и неметаллических покрытий на основах из ферромагнитных металлов. Относительная погрешность метода - ±10%.

.        Метод вихревых токов основан на регистрации изменения взаимодействия собственного магнитного поля катушки с электромагнитным полем, наводимым этой катушкой в изделии с покрытием. Метод применим для измерения толщин электропроводных и неэлектропроводных покрытий на основах из ферромагнитных и неферромагнитных материалов. Относительная погрешность метода - ±5%.

.        Метод ионизирующего излучения основан на измерении интенсивности обратного рассеяния -излучения в зависимости от толщины покрытия или регистрации и анализа возбужденного при помощи радиоизотопного источника спектра рентгеновского излучения материала покрытия и основы. В случае измерения толщины металлического покрытия разница атомных номеров металла основы и покрытия должна быть более двух единиц. Относительная погрешность метода - ±5%.

.        Термоэлектрический метод основан на регистрации разности напряжений, возникающих под действием тепла между основным металлом и металлическим покрытием, вызванной различием их масс и теплопроводностей и зависящей от толщины покрытия. Метод применим для измерения толщин никелевых покрытий на деталях из стали, меди и цинка, а также их сплавов. Относительная погрешность метода - ±15%.

.        Метод неразрушающего контроля, допустимые значения толщины покрытия, объемы и места контроля устанавливают в конструкторской и технологической документации.

2.      ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

2.1    Расчет фонда рабочего времени оборудования

Исходя из периодического режима работы линии при пятидневной рабочей неделе в две смены по 8 часов каждая, номинальный фонд  в часах составит:

где 365 - календарный фонд времени;

- выходные дни;

- праздничные дни.

Среднегодовые потери времени принимаем равными 8 %. Действительный фонд времени работы автоматической линии T с учётом потерь времени составит:

2.2    Установление производственной программы

Годовая производственная программа с учётом брака :

где  - заданная годовая производительность, м2 ;