Химическое никелирование алюминиевых сплавов

ify">    18)Общий  расход гипофосфита натрия (без  учета потерь)g₆, г, за 48 циклов рассчитывается по формуле 

          g₆ = =91.68/0.42=218.28      (12.33) 

    19)Потери  гипофосфита натрия за 48 циклов , г, определяется по формуле 

     = с'_ГФ · r · S · (n – 1) + с'_ГФ · υ=     (12.34)

    =0.54 · 0.2 · 0.01(48-1)+20.54 · 1=22.47     

    20)Общий  коэффициент использования гипофосфита  натрия за 48 циклов К″_ГФ в процентах определяется по формуле  

    К″_ГФ = · 100=(218.28/218.28+22.47) · 100=90.70  (12.35) 
 

    12.6 Расход воды

     

    Расход  воды на приготовление растворов  , л, рассчитывается по формуле  

      = (υ_эл-та · g – åg_хим) · m · k      (12.36) 

где  g - плотность раствора, кг/л;

    k – число однотипный ванн с одинаковым объемом и концентрацией компонентов;

    åg_хим - суммарная масса всех химикатов в ванне, использованных для приготовления раствора, кг; 

    Расход  воды на унос электролита с деталями считается только для первой ванны – ванны химического обезжиривания, так как подвески с деталями приходят в ванны с раствором, смоченные водой после промывок

     = r · S_год · g - å(с₁ + с₂ +… + с_i) · r · S_год   (12.37) 

где  r - норма выноса электролита 1 м² обрабатываемых деталей, л/м²

    с₁, с₂, с_i – концентрация компонентов, кг/л.

    Расход  воды на испарение с зеркала электролита  , кг, рассчитывается по формуле  

     = [45,6 · (р₁ – р₂) · с_В · S_эл · T_д · n] /P_б,    (12.38) 

где    р₁ – давление насыщенного пара над раствором при его температуре, 

          мм.рт.ст. ;

          р₂ – парциальное давление водных паров при той же температуре с отно- сительной влажностью 70%, мм.рт.ст.;

          с_в – частный коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха

          S_эл – поверхность зеркала электролита, м²;

          n – число ванн с данным режимом;

          Р_б – барометрическое давление, мм.рт.ст 

          р₂ = ,      

    1)Химическое  обезжиривание

    Рассчитываем  плотность раствора 1л, т. е. V_эл-та=1л, 

    V_эл-та=V(H₂O)+V_хим,  
 

где V(H₂O) – объем воды в растворе, см³;

    V_хим – объем химикатов в растворе, см³ 

    V_хим = ,           

где m_хим – масса химиката, г;

    r_хим – плотность химиката, г/см³  

    V(Na₂CO₃)  = = 9,88 (см³),

    V(Na₃РO₄)  = = 15,43 (см³),

    

    V(H₂O) = 1000 – (9,88 + 15,43) = 974,69 (см³),

    m = 974,69 + 25 + 25 = 1024,69 (г)

    g = = 1,024 (г/см³),

      = [36 · 1,024 – (1,26 + 1,26)] · 12 · 1 = 411,64 (л),

     = 0,5 · 958 · 1,024 - (35 + 35) · 0,5 · 958 · 10^-3 = 454,56 (кг),

     = [45,6 · (233,7 – 163,59) · 0,71 · 0,06 · 4350 · 1] /760 = 779,52 (кг) 

    2) Электрохимическое обезжиривание 

    V(Na₂CO₃)  =40/2,53 = 15,81 (см³),

    V(Na₃РO₄)  = 40/1,62 = 24,69 (см³),

    V(H₂O) = 1000 – (9,88 + 15,43) = 959,5 (см³),

    m = 959,5 + 40 + 40 = 1039,5 (г)

    g = 1039,5/1000= 1,039 (г/см³),

      = [36 · 1,039 – (1,44 + 1,44)] · 24 · 1 = 828,48 (л),

     = 0,5 · 958 · 1,039 - (40+40) · 0,5 ·  958 · 10^-3 = 459,38 (кг),

     = [45,6 · (233,7 – 163,59) · 0,71 · 0,06 · 4350 · 1] /760 = 779,52 (кг) 

    3) Травление  

    V(NaOH)  =100/1.108 = 90.25 (см³),

    V(H₂O) = 1000 – (90.25) = 909.75 (см³),

    m = 909.75+100 = 109.75 (г)

    g = 1009.75/1000= 1,009 (г/см³),

      = [36 · 1,009 – (3.6)] · 12 · 1 = 392,68 (л),

     = 0,5 · 958 · 1,009 - (100) · 0,5 · 958 · 10^-3 = 435.4 (кг),

     = [45,6 · (314 – 219.8) · 0,71 · 0,06 · 4350 · 1] /760 = 1047.37 (кг)

    4) Осветление 

    V(HNO₃)  =350/1.53 = 228.75 (см³),

    V(H₂O) = 1000 – (228.75) = 771.25 (см³),

    

    m = 771.25+350 = 1121.25 (г)

    g = 1121.25/1000= 1,12 (г/см³),

      = [36 · 1,12 – (12.6)] · 12 · 1 = 368.74 (л),

     = 0,5 · 958 · 1,12 - (50) · 0,5 · 958 · 10^-3 = 473.42 (кг),

     = [45,6 · (92.59-64.81) · 0,71 · 0,06 · 4350 · 1] /760 = 342.23 (кг) 

    5) Декапирование 

    V(HCl)  =50/1.030 = 48.54 (см³),

    V(H₂O) = 1000 – (48.54) = 951.44 (см³),

    m = 951.44+50 = 1001.44 (г)

    g = 1001.44/1000= 1,001 (г/см³),

      = [36 · 1,001 – (1.8)] · 12 · 1 = 410,83 (л),

     = 0,5 · 958 · 1,001 - (50) · 0,5 · 958 · 10^-3 = 456.5 (кг),

     = [45,6 · (92.59-64.81) · 0,71 · 0,06 · 4350 · 1] /760 = 342.23 (кг) 

    6) Химическое никелирование 

    V(NaH₂PO₄)  =25/3,55 = 7.04 (см³),

    V(NiCl₂)  =20/2.74 = 7.29 (см³),

    

    V(NH₄Cl)  =30/1.52 = 19.73 (см³),

    V(Na₃C₆H₅O₇)  =45/1.48 = 30.41 (см³),

    V(H₂O) = 1000 – (7.04+7.29+19.73+30.41) = 953.33 (см³),

    m = 953.33 + 25 + 20 + 30 + 40  = 1068.33 (г)

    g = 1068.33/1000 = 1,068 (г/см³),

      = [36 · 1,068 – (0.72 + 0.90 + 1.57 + 1.08)] · 12 · 1 = 410.13 (л),

     = 0,5 · 958 · 1,068 - (20+25+30+40) · 0,5 ·  958 · 10^-3 = 417.67 (кг),

     = [45,6 · (355 – 248.5) · 0,71 · 0,06 · 4350 · 1] /760 = 1184.13 (кг) 

    12.7 Расход воды на промывки 

    1) Удельный расход воды для одноступенчатой  промывки рассчитывается по формуле: 

    g_уд = r · с₀/c_{п ,} л/м²        (12.39)

     

где с₀ и c_п – концентрации наиболее опасного компонента в технологической ванне и в промывной ванне

    r – удельный вынос раствора поверхностью деталей 

    2) Удельный расход воды для каскадной  промывки рассчитывается по формуле: 

    g_уд = r · ,  л/м²        (12.40)      

где N – число ванн каскадной промывки. 

    3) Удельный расход воды для ванной  улавливания рассчитывается по  формуле 

    g_уд=p · ( с_ву/c_п-0,5), л/м²       (12.41) 

    Удельный  расход в следующей ванне проточной  промывки после ванны улавливания  рассчитывается по формуле: 

    g_уд=p · 0.5 с_ву/c_п, л/м²       (12.42) 

    4) Удельный расход для двухступенчатой ванны промывки 

    g_уд = r · (с₀/c₁ + c₁/c_n),       (12.43) 

    а) Удельный расход воды после ванны  химического обезжиривания

    

    

    g_уд = 0,2 · 35/1,6=4,4 

    б) Удельный расход воды после ванны  электрохимического обезжиривания 

    g_уд = 0,2 · 40/1,6=20 

    в) Удельный расход воды после ванны  травления 

    g_уд = 0,2 · (100/11 + 11/0,1)=96,3 

    г) Удельный расход воды после ванны  осветления 

    g_уд = 0,2 · =10,94 

    д) Удельный расход воды после ванны химического никелирования 

    ванна улавливания: 

    g_уд = 0,2 · (25/6,75 – 0,5) = 0,64 

    последующая ванна проточной двухступенчатой промывки: 

    g_уд = 0,2 · (3,37/0,74 + 0,74/0,1)=6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

    13 Список литературы 

    1.Грилихес, С.Я., Тихонов, К.И. Электролитические  и химические покрытия. Теория  и практика. – Л.: Химия, 1990. – 288с.

    2. Макаров, В.Ф. Разработка раствора химического никелирования многократного использования в автомате с аноднозащищенными реактором: дис…канд. тех. наук: 05.17.03/Макаров Владимир Филиппович. – Горький, 1984. – 167с.

    3.Лататуев, В.И., Ганай, Г.Н., Денисов, А.Д. Металлические  покрытия химическим способом. - Барнаул: Алтайское кн. изд., 1968. - с.207

    4.Мельников  П.С. Справочник по гальванопокрытиям  в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1979. – 296c.

    5. Ямпольский А.М., Ильин В.А.   Краткий справочник гальванотехника.-3-e изд., перераб. и доп. –Л.: Машиностроение, 1981. – 269с.

    6. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х томах /Под  редакцией М.А. Шлугера, Л. Д. Тока. - М: Машиностроение, Т.1-1985. – 240 с.

    7. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х томах /Под редакцией М.А. Шлугера, Л. Д. Тока. - М: Машиностроение, Т.2-1985. – 248 с.

    8. Электроосаждение металлических  покрытий. Справ изд. Беленький, М. А., Иванов, А. Ф. – М.: Металлургия, 1985. -  288с.

    9. Вайнер, Я.В., Дасоян, М.А.Технология  электрохимических покрытий. Учебник для химических техникумов. Изд. 2-е. Л.: Машиностроение, 1972. – 464 с.