ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС НАНЕСЕНИЯ ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ. УЧАСТОК ЦИНКОВАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЦЕХА

Введение…………………………………………………………………………. 6
1 Аналитический обзор…………………………………………………............ 8
1.1 Сравнительная характеристика электролитов цинкования……… 8
1.2 Кислые электролиты цинкования……………………………………….. 8
1.3 Слабокислые электролиты цинкования 9
1.4 Нейтральные и слабощелочные электролиты цинкования 10
1.5 Щелочные электролиты цинкования 13
2 Технологическая часть 20
2.1 Анализ технического состояния участка цинкования на подвесках на «КЗ «Ростсельмаш»»
20
2.2 Оценка технического состояния участка цинкования и предложения по его совершенствованию
23
2.3 Технология процесса цинкования 24
2.4 Расчет оборудования 33
2.5 Материальный баланс 46
3 Безопасность и экологичность работы 64
3.1 Производственная безопасность 64
3.2 Экологическая безопасность 70
3.3Безопасность в ЧС 71
Заключение 73
Перечень использованных информационных ресурсов 74

Весь текст будет доступен после покупки

Цинк занимает ведущее место среди защитных покрытий для стальных изделий благодаря электрохимическим и экономическим преимуществам. В атмосферных условиях цинк демонстрирует хорошую устойчивость: в сухой среде сохраняет стабильность, а во влажной среде образует защитную плёнку из основных карбонатов и оксидов. Однако, его защитные свойства заметно снижаются в агрессивных средах — при контакте с кислотами, щелочами, сероводородом и сульфидами, где происходит его интенсивное растворение с выделением водорода. Особенностью цинка является анодный характер по отношению к железу, что обеспечивает электрохимическую защиту даже при наличии на покрытии дефектов. Эта защита сохраняется до температуры 70 °С, но ухудшается при наличии органических соединений и при выходе из диапазона рН 7 – 12. Защитные свойства цинковых покрытий меняются в зависимости от условий эксплуатации. В сельской и приморской атмосфере формируются плотные оксидные плёнки, тогда как в промышленных районах также образуются карбонаты, заполняющие поры покрытия. Важным технологическим преимуществом является хорошая паяемость свежеосаждённых покрытий и их относительно низкая стоимость по сравнению с другими металлами. Для повышения коррозионной стойкости цинковые покрытия подвергают дополнительной обработке. Наибольшее распространение получили процессы хроматирования и фосфатирования, которые значительно улучшают защитные свойства цинковых покрытий. Пассивирование особенно важно для изделий, которые эксплуатируются в агрессивной промышленной среде. Современные технологии цинкования позволяют получать покрытия с заданными характеристиками, устойчивых к экстремальным климатическим и промышленным воздействиям. Особое внимание уделяется экологическим аспектам процессов цинкования, что является причиной разработки бесцианидных электролитов. Сочетание невысокой стоимости, хороших защитных свойств и возможности дополнительного улучшения характеристик делает цинковые покрытия оптимальным выбором для защиты металлов.
Целью дипломной работы является совершенствование технологии цинкования деталей на подвесках и разработка мероприятий по повышению производительности процесса, улучшению условий труда, повышению качества выпускаемой продукции и снижению ее себестоимости. Для достижения поставленной цели требуется выполнить следующие задачи:
- усовершенствовать технологическую схему процесса цинкования;
- снизить себестоимость покрытия за счет сокращения расхода используемых компонентов и нового оборудования;
- внедрить средства автоматизации, способствующие повышению эффективности и производительности труда.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Аналитический обзор

1.1 Сравнительная характеристика электролитов цинкования
Применяемые в промышленности электролиты цинкования условно подразделяют на следующие основные типы: – кислые — к этой группе относятся простые кислые электролиты (сульфатные, хлоридные, борфторидные, смешанные, например, сульфатно-хлоридные); – слабокислые — хлоридные аммонийные, сульфатные аммонийные и хлоридные безаммонийные; – нейтральные и слабощелочные — аммиакатные, аминокомплексные и пирофосфатные; – щелочные электролиты — цианидные и цинкатные [1–5].
1.2 Кислые электролиты цинкования
В кислых электролитах цинк находится в форме простых гидратированных катионов, из которых происходит его разряд на катоде. Выход по току цинка близок к 100 % и составляет около 98 %. Из кислых электролитов наиболее простым по составу является сульфатный, наиболее производительным – фторборатный. Независимо от состава кислых электролитов их кислотность поддерживают в пределах 3,5 – 5,5. Превышение этих значений ведёт к ухудшению качества покрытий, а уменьшение стимулирует процесс выделения водорода и коррозию цинковых анодов [6-8].
Для поддержания требуемой кислотности в сульфатный электролит вводят Al2(SO4)3, H3BO3, NaCH3COO (при рН не выше 4,5), в хлоридный – NH4Cl, в фторборатный — NH4BF4. Равномерность покрытия по толщине возрастает с уменьшением концентрации ионов цинка в растворе, но одновременно снижается предельно допустимая плотность тока, т.е. скорость формирования покрытия. Добавка таких солей, как Na2SO4, NH4BF4, KCl, Al2(SO4)3 повышает электропроводность растворов. В электролиты необходимо вводить соли с одноимёнными по отношению к цинку анионами. Наличие ионов Cl– в сульфатном электролите снижает катодную поляризацию и позволяет регулировать скорость процесса в растворе с ингибирующими добавками органических соединений. За исключением таких специфических случаев, в обычных сульфатных электролитах присутствие хлорид-ионов нежелательно.
Хлоридный электролит используется лишь при наличии в нём добавок, которые способствуют улучшению его рассеивающей способности, получению блестящих покрытий. Процесс электроосаждения цинка из хлоридных растворов связан с образованием на катоде фазовых слоёв, содержащих малорастворимые соединения. Предполагается, что наличие таких слоёв является причиной торможения выделения цинка из кислых растворов, как хлоридных, так и сульфатных.
Соотношение поверхности катодов и анодов должно быть от 1 : 2 до 1 : 3. При перемешивании растворов или движении катодных штанг с деталями плотность тока может быть повышена в 1,3 – 1,6 раза, а при цинковании деталей в барабанных ваннах должна быть в 2 – 3 раза понижена [1–5].
Автором [9] разработан высокопроизводительный нетоксичный сульфатный электролит-коллоид состава, г/л: 300 – 450 сульфата цинка, 70 – 100 сульфата натрия, 25 – 30 сульфата алюминия, 5 – 7 добавки МТФС и 0,5 – 0,7 столярного клея. Величина рН 3,7 – 4,5. Диапазон катодных плотностей тока, позволяющих получать полублестящие покрытия цинком, 0,5 – 16 А/дм2 . Выход по току цинка 96 – 98 %. Рассеивающая способность по методу Херинга-Блюма составляет 35 – 40 %.
1.3 Слабокислые электролиты цинкования

Весь текст будет доступен после покупки

1. Окулов В.В. Цинкование. Техника и технология /Под ред. В.Н. Кудрявцева. – М.: Глобус, 2008. – 248 с.
2. Функциональная гальванотехника: учебное пособие/ Мамаев В.И. –
Киров: ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2013. – 208 с.
3. Гамбург Ю.Д., Путилова И.Н., Иванова Н.Д. Электрохимическое осаждение цинка: современное состояние и перспективы // Коррозия: материалы, защита. — 2005. — № 3. — С. 2-10.
4. Гальванотехника: Справ. изд. / Ажогин Ф. Ф., Беленький М. А., Галль И. Е. и др. – М.: Металлургия, 1987. – 736 с.
5. Ямпольский А.М., Ильин В.А. Краткий справочник гальванотехника.
3-е изд., перераб и доп. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние. – 1981. – 269 с.
6. Ростсельмаш [Электронный ресурс] //Режим доступа:https://rostselmash.com/company/about/.
7. Типовой технологический процесс нанесения цинковых покрытий на
подвесках. – Ростов-на-Дону. – 2013. – 12 с.
8. Карагозов Л.И., Васько А.В. Электроосаждение цинка из хлоридных электролитов с многофункциональными добавками // Успехи в химии и химической технологии. — 2012. — Т. 26, № 10 (135). — С. 80-84.

Весь текст будет доступен после покупки