1铜质件镀银车间设计铜质件镀银车间设计1 1 设计方案简介设计方案简介根据设计任务的要求，设计一个年产 10000m2铜质件镀银车间，采用氰化镀银工艺。铜质件表面比较粗糙，经处理后采用工艺比较成熟的氰化镀银工艺。经过除油酸洗后尚需进行特殊的前处理预镀或预镀银，才能保证与基体金属的结合力。然后镀银，铬酸钝化，去膜，亮化，浸防变色剂处理。工艺选定后，根据所采用的工艺及年生产纲领的要求，进行工艺的设计及计算。工艺的设计包括工艺流程的确定、各工序采用的工艺规范、各工序镀液的维护管理等。选择和计算各工序所采用的镀槽的尺寸及数量，选择车间所需的主要设备等。设备选型与计算完毕后，设计车间平面布置图、工艺流程布置图、以及镀槽的设计图，最后对所设计的内容进行评述。2 2 工艺设计及计算工艺设计及计算2.12.1 确定工艺流程确定工艺流程根据要求，我们可以先确定其工艺流程：上挂具有机溶剂除油干燥化学除油热水洗化学抛光流水洗活化(12HCl) 流水洗预浸银卤洗镀银回收流水洗铬酸盐钝化流水洗浓 NH3H3O 去膜清洗浸亮处理流水洗去离子水洗干燥浸防变色剂干燥检验成品共 26 道工序2 22 2 各工艺的确定各工艺的确定2 22 21 1 有机溶剂除油有机溶剂除油有机溶剂除油是皂化油和非皂化油的普遍溶解过程。三氯乙烯属于有机氢化烃类溶剂，其特点是除油效率高，不燃。室温操作，除油 3 到 5 分钟。零件必须干燥，而且温度不能高，否则三氯乙烯会分解出盐酸和剧毒的光气。在槽的上方布置蛇形管冷却管，则不会溢散到空气中，而冷凝流回槽中，零件从气、液相中提出时速度要小于 3 米分，以免带出其蒸汽。22.2.22.2.2 干燥干燥镀件经过有机溶剂除油后干燥。900C 烘干 10 分钟。2.2.32.2.3 化学除油化学除油采用碱性化学除油，并在加热的条件下进行，有利于皂化和乳化作用的加强，加快除油速度，而且，温度升高，肥皂在其中的溶解度增加，对清洗和延长除油液使用寿命都有利，但温度过高，蒸发加快，控制温度在 60-80之间。常用的化学除油工艺规范如下所示：Na2CO3 10-20g/L Na3PO4 10- 20g/L Na2SiO3 10-20g/L OP10 乳化剂 1-3g/L温度 6070 时间 35 min2.2.42.2.4 热水洗热水洗镀件在经过除油完成后，先经一道热水（80）清洗，因热水对洗去碱液、乳浊液及硅酸盐效果好。2.2.52.2.5 化学抛光化学抛光化学抛光是指在合适的溶液中，不实用外接电源，依靠化学浸蚀作用对工件进行的抛光。化学抛光的工艺规范如下所示：硝酸 40ml冰醋酸 60ml重铬酸钾 5g氯化铜 3g时间 510s2.2.62.2.6 流水洗流水洗镀件在进行除油，活化，电镀，回收完后以及热水洗后都要进行清洗，洗3掉残留在镀件上的液体，水洗采用流水洗或三级逆流漂洗的方法。2.2.72.2.7 活化活化镀件用 12HCl 活化三分钟2.2.82.2.8 预镀银预镀银镀件经常规的除油后尚需进行特殊的预镀银处理才能保证与基体的结合力。预镀银的工艺条件如下：氰化银 35gL氰化钾 7590gL碳酸钾 510gL温度 18300C阴极电流密度 1.52Adm2电镀时间 2030S2.2.92.2.9 镀银镀银普通无光泽镀银是应用最广泛的工艺，用连续过滤，可相应提高阴极电流密度。工艺如下：氰化银 2535gL氰化钾 3545gL碳酸钾 1530gL硫代硫酸铵 0.51gL温度 室温阴极电流密度 0.20.4Adm22.2.102.2.10 回收回收银是贵重金属之一，对废液中和漂洗水中的银都应设法收回。（1）含氰废液中的银，在通风条件下，徐徐加入过量的盐酸，使银离子全部生成氰化银沉淀，澄清，多次洗涤即可复用，加酸时要特别小心，防止剧毒的氰氢气体散发。（2）对于漂洗水可用电解法，以钢片作阴阳极，小极距离电流密度电解，4沉积出银层用硝酸溶解下来，进一步精制。2.2.112.2.11 铬酸盐钝化铬酸盐钝化铬酸盐钝化，在银层上形成一层铬酸盐转化膜，适合于要求不高的电接触件或某些装饰件，无光泽镀银件要经过铬酸盐浸蚀，氨水浸亮和化学钝化三个主要步骤。（1）浸蚀处理：CrO，3060gL，NaCl，13.5gL，PH 1.51.8，时间 510S，这时银生成一层疏松的黄膜，由 AgCl、Ag2Cr2O7、Ag2CrO4等组成，在表面凹处厚，凸处薄。（2）在氨水中溶膜，用浓氨水或 11 氨水，浸渍中溶解除去了黄膜，银层光亮平滑。（3）化学钝化重铬酸钾 1015gL硝酸 1015mgL时间 1020S2.2.122.2.12 电解钝化电解钝化银层电解钝化工艺如下：重铬酸钾 2535gL氢氧化铝 0.50.7gLPH 值 34温度 室温阴极电流密度 0.10.2（Adm2）时间 12 分钟 2.2.132.2.13 浸防变色剂浸防变色剂浸有机化合物以形成银与有机物的表面络合物或聚合物，几乎不影响银层外观，接触电阻和钎焊性能。操作方便。1的烷基巯基化合物，300C，浸 3 分钟。2、2、14 废水处理废水中的主要含有氰和铬含氰废水处理：利用漂白粉将氰根氧化车 N2和 CO2。第一步在 PH1011 进行举报氧化，第二步在 PH7.58.5 下保持约 1 小时，进行完全氧化。5含铬废水处理：含铬废水采用亚硫酸氢钠法（兰西处理法）进行处理。在酸性溶液中，亚硫酸氢钠和六价铬离子反应，使六价铬离子还原成三价硫酸铬。然后，用氢氧化钠调节 pH 使生成氢氧化铬沉淀，分离沉淀后，将沉淀烘干，送抛光膏厂回收利用。其方法是：（1）把含亚硫酸氢钠 2-3g/L 溶液放在化学洗净槽、，再加入 20%硫酸调整 pH 至 2.5-3。（2）沉淀槽溶液用 20%氢氧化钠溶液调整 pH 至 7-8。（3）1kg Cr6+ 需要亚硫酸钠的理论值为 3.2kg。1kg Cr6+ 实际需要亚硫酸钠为 4kg。 其流程图如图 2 所示：综上所述铜质件镀银工艺如下：序号工序成分工艺条件备注 1有机溶剂除 油三氯乙烯室温，3 到 5 分 钟槽上方设蛇形 冷凝管 2干燥 3化学除油Na2CO3 10- 20g/L Na3PO4 10- 20g/L Na2SiO3 10- 20g/L OP10 乳化剂 1- 3g/L60-80 40 min排风4热水洗水50600C 5流水洗水常温 6化学抛光硝酸 40ml 冰醋酸 60ml 重铬酸钾 5g1015S排风6氯化铜 3g 7流水洗水常温 8活化12HCl2030S排风 9流水洗水常温 10预镀银氰化银 3 5gL 氰化钾 75 90gL 碳酸钾 5 10gL18300C 1.52Adm2 2030S整流器排风11镀银氰化银 25 35gL 氰化钾 35 45gL 碳酸钾 15 30gL 硫代硫酸铵 0.5 1gL室温 0.20.4Adm2 12min整流器排风12回收盐酸过量 通风排风13流水洗水常温 14浸蚀处理CrO，30 60gL，NaCl，1 3.5gLPH 1.51.8 510S排风15去膜浓氨水常温排风16铬酸盐钝化重铬酸钾 1015gL硝酸 1015mgL1020S排风17流水洗水常温18电解钝化铬酸钾 2535gL氢化铝 0.50.7gLPH34 常温 阴极电流密度 0.10.2Adm2 12min整流器排风19流水洗水常温20去离子水洗去离子水常温21干燥22浸防变色剂1的烷基巯基化合物300C3 分钟排风23干燥24检验1、银镀层应是银白色，稍带浅黄色调的银白色 2、镀层应细致均匀25成品73 3 主要设备的计算与选择主要设备的计算与选择3.13.1 镀槽尺寸和数量镀槽尺寸和数量 根据每槽电镀时所通过的最大电量，以及电镀零件的外形大小，基本上可以确定镀槽的大小。经过测算镀槽的大小为：前处理槽：长宽高=1000mm1000mm2500mm=2500L电镀槽： 长宽高=1000mm1000mm2500mm=2500L固定槽数量的计算： 固定槽数量的计算根据电镀零件的表面按下式计算：式中:n槽子数量（个） ；P年生产纲领（支） ；Y设备装载量（支） ；t1工件在槽中的电镀时间（min） ；t2工件装入，取出镀槽时所需的辅助时间（min） ；T设备年时基数（h） ；K1系数，考虑到上、下班前后工件表面准备和镀后工序所需的时间。P=10000m2，T=3900h，K1=1.04，K2=75%，t预镀=0.5min，t镀银=2min，t电解=2min， Y=0.5m2，t2=2min电镀槽数量的计算结果见表 2 所示：设备数量（个）序 号镀槽 名称内部尺寸 （mm）年生 产纲 领 P（ 万 m2）设备 装载 量 Y（m2）每年 负荷 次数YPX （次）每次 处理 时间 t=t1+t2（m in）全部工 作所需 时间 ta=（h60Xt）设备 年时 基础 T（h ）计算 数 n=ta K1/T采用 数 n1n设备 负荷 率 K2=n/n1（% ）1预镀 银1000100 0250010.5200002.583339000.221222镀银1000100 0250010.5200004133339000.3613683电解1000100 0250010.5200004133339000.361363 32 2 整流器和辅助设备整流器和辅助设备3.2.13.2.1 预镀银预镀银预镀银所要求的阴极电流密度为 2Adm2，工作温度为 18300C，则最大工作电流为：2Adm250dm2=100A考虑到实际情况，可选 012V，200A 直流电源一台。7000W 钛加热管 2 只。3.2.23.2.2 镀银镀银镀银所要求的阴极电流密度为 0.3Adm2，工作温度为室温，则最大工作电流为：0.3Adm250dm2=15A考虑到实际情况，可选 012V，20A 直流电源一台。3.2.33.2.3 电解钝化电解钝化电解钝化所要求的阴极电流密度为 0.10.2Adm2，工作温度为室温，则最大工作电流为：0.2Adm250dm2=10A考虑实际情况，可选 012V，20A 直流电源一台。序 号槽子名称溶液性 质工作温度/槽体材 料衬里 材料逸出的 有害物 质极 棒加 热 或 冷 却搅 拌循 环 过 滤供 水排 水空 气 搅 拌通 风123 4 56 7有机溶剂 除油 化学除油 槽 热水洗槽 水洗槽 化学抛光 槽 活化槽 预镀槽中性碱性中性 中性 酸性酸性 碱性室温60805060室温 室温室温183