1、通风除尘课程设计说明书解读表面处理车间参考资料一、工艺简述 电镀是对基体金属的表面进行装饰。防护以及获取某些新的性能的一种工艺方法。已被工业各个部门所广泛采用。对于电镀本身来说，比较简单，但镀前的准备工作相当复杂。这是因为进行这种表面处理之前，必须首先非常彻底地去掉基体金属表面上的油污和氧化物，否则会直接影响镀层的牢固性或使电镀无法进行。所以，一般的表面处理车间主要包括电镀前准备两部分。 镀前准备包括：磨光、抛光、喷砂处理、除油、侵蚀（腐蚀） 常见的电镀有：镀锌、镀镉、镀铜、镀镍、镀铬、镀银、镀铜锡合金（青铜）锌铜锌合金（黄铜）、镀锌铜合金（白黄铜）、镀镉镍铁合金。 1镀前准备 （1）磨光 磨
2、光是借助粘有磨料的特制磨光轮的旋转、以切削金属表面的过程。磨光可以提高零件表面的平整和光洁度、去掉表面的各种宏观缺陷、划痕、毛刺、焊缝、氧化皮及锈等，以提高电镀质量。磨光还可以减少后来镀层的抛损量和提高零件的耐蚀性。在加工形状简单的或粗糙的简单钢铁零件时，磨轮园周速度可以大些，而加工复杂的零件或有色金属及其合金时，要采用较小的园周速度。另外，对粗糙度大、切削量大的金属表面应采用硬磨轮；对有色金属及切削量小的应采用弹性大的软轮，例如布轮。 （2）抛光 抛光一般用于镀后镀层的精加工，也可用于镀前件的予加工。抛光机上装有抛光轮布轮，使用时涂抛光膏。抛光的目的是提高制品光洁度，使制品获得装饰性外观；提
3、高制品耐蚀性；进一步除去制品表面的细微不平。抛光金属表面时，抛下来的实质上是金属的氧化膜层。这层膜被抛去后；新的金属表面迅速氧化，然后又被抛去；这样反复进行抛光，最后就可以获得光泽、平整的抛光表面。通常，抛光轮的周围速度要比磨光轮的大。 （3）喷砂 喷砂是用净化的压缩空气将干砂流强烈地喷到金属制品表面上用以除掉表面上的毛刺、氧化皮及铸件表面的溶渣等杂质。在电镀生产中多用于铸件表面的溶渣等杂质。在电镀生产中多用于铸件的镀前处理，它可以打掉翻砂的遗留在铸件上的砂土和高含碳层，保证电镀工艺易于进行。各种铸件镀硬铬时常采用喷砂来清理焊接件的焊缝，对保证组合件电镀层质量也有很大意义。喷砂一般是在喷砂室内
4、进行。 （4）除油 除油包括有机溶剂除油、化学除油和电化学除油。常用的除油方法是后两者。在进行电镀、氧化和磷化之前，必须清除零件表面上的油污，以保证镀层和基体金属的牢固结合，保证氧化和磷化反应的顺利进行。获得质量较好的氧化膜。 化学除油是利用碱溶液对油脂的皂化作用，以去除皂化性油脂（各种脂防酸和甘油脂。各种动植物油多属此类）；利用表面活性剂的乳化作用。以去除非皂化油脂（各种矿物油，如机油、柴油、凡士林和石蜡等）。常用的化学除油溶液是由氢氧化钠（NaOH）、碳酸钠（Na2CO3）、磷酸三钠（Na3PO412H2O）、水玻璃（NaSiO2）和OP-10乳化剂（表面活性剂），按不同比例配合而成。提高
5、溶液温度，可以大大加速除油过程。但温度过高，不仅消耗了大量的热能，并且恶化了工作环境。锌、铝等与碱溶液容易反应的金属，在过高的温度下也容易遭到腐蚀。 电化学除油，是将零件挂在碱性电解液的阴极或阳极上，由于电极的极化作用，降低了油一溶液界面的表面张力；电解时，电极上所析出的氢或氧气泡对油膜具有强烈的撕裂作用，能促使油膜迅速转变为细小的油球；气泡上升时的机械搅拌作用，进一步强化除油过程。电化学除油不仅速度远远超过化学除油，并且除油彻底，效果好。电化学除油的溶液不加乳化剂。电化学除油主要是靠电解作用去除油污，电解液的温度比化学除油低些。 （5）浸蚀 浸蚀是电镀工艺中重要工序之一。按其性质和用途，浸蚀
6、大致可分为以下几类： a一般浸蚀除去金属零件上的氧化皮和锈蚀产物； b光亮浸蚀溶解金属零件上的薄层氧化膜，去除浸蚀残渣（挂灰），并提高零件的光译； c强浸蚀溶去金属零件上的厚层氧化皮或不良的表面组织，以及粗化零件表面； d弱浸蚀溶解金属零件上的纯状薄膜。保证镀层与基体金属的牢固结合。 根据被处理的金属零件所用材料和表面情况以及浸蚀的目的，浸蚀可在硫酸、盐酸、硝酸等等液体中进行，有时还要加些缓蚀剂，以减少基体金属的溶解，并能减少化学材料的消耗。硫酸挥发性低，适于加热操作。提高温度可提高硫酸溶液的浸蚀能力，但温度过高会产生不利影响，一般加热到5060。盐酸多数在室温下操作。硝酸的挥发性强，在同金属
7、作用时，放出大量有害气体（氧化氨类）并释放出大量的热。硝酸槽应设有冷却降温装置。 2电镀 （1）镀锌 镀锌层被广泛地用来防止钢铁件的大气腐蚀，镀锌溶液有元氰和氰化两大类。氰化溶液是剧毒物质，但由于它的均镀能力和深度能力较好，镀锌层结晶细致，光泽性能好，所以目前对镀层质量要求较高的情况下，仍采用。一般采用无氧镀锌，在室温下进行。 （2）镀镉 镀镉层在海洋和高温大气环境中，其保护性能比锌好，故航空，航海及电子工业中的零件大多采用镀镉。镉的蒸汽和可溶性镉盐都有毒；必须严格防止镉的污染。镀镉溶液有无氰和氰化两类。无氰镀镉的镀层结晶细致，溶液的均镀层结晶细致，溶液的均镀能力和深度能力好，不亚于氰化镀镉。
8、镀镉一般在室温下进行。 （3）镀铜 镀铜层的化学稳定性较差，一般不单独用作防护一装饰性镀层，常作为其它镀层的中间层，以提高表面镀层和基体金属的结合力，对局部渗碳的零件，常用镀铜层来保护不需渗碳的部位。镀铜的溶液有无氰和氰化两类。无氰溶液在常温下操作，无需通风；氰化物有毒，要通风，污染也要进行处理。氰化镀铜，为了加速电镀过程，往往还采用升高温度的措施。 （4）镀镍 镀镍层被广泛地应用在汽车、自行车、各种器械、仪表、外科医具、日用工业品等方面，作为防护一装饰性镀层。镀镍应用最广的溶液为硫酸（低氯化物）溶液。根据对镀层的要求和溶液配方不同，工作温度为1860。 （5）镀铬 镀铬常见的防护一装饰性镀铬
9、、硬铬（耐磨铬）。一般镀铬溶液是由铬酐（CrO3）硫酸（约为铬酐的百分之一）溶于水配制成而。工作温度一般不超过60。铬酐对人有毒也比较贵重，所以要通风回收。 （6）镀锡 镀锡层大气中很稳定，并具有较高的化学稳定性，与硫及硫化物几乎不起作用。因此，与火药和橡胶接触的零件常采用镀锡。高精度螺纹也可以用镀锡的办法来提高拧入后的密封性能。 镀锡分酸性镀锡和碱性镀锡。前者生产效率高，深镀能力好，不需加热，但均镀能力较差；后者均镀能力好，镀层细致、洁白、孔隙度较低，但需加热，要设通风。加热的温度为7085。 （7）镀银 银的化学性质稳定，对水和大气中的氧均不起作用。镀银层广泛应用于电子工业、仪表及化工等工
10、业中；在家庭用具和餐具及各种工艺中也用镀银层作为装饰常用氰化物镀银，一般是不加热的。 （8）电镀铜锡合金 俗称青铜，依其含锡量的多少，分为低锡青铜（含锡量在15%以下）、中锡青铜（含锡量在1623%），高锡青铜应用较少。青铜镀层一般作为防护装饰性镀层的底镀层的或中间层。所用电镀溶液有无氰化物和氰化物两种。在氯化物溶液中镀铜锡合金，均镀性能好，镀层成分和色泽容易控制。缺点是使用强碱性氰化物溶液，工作温度高（一般为5560），污染大气和水源，危害工人的身体健康。 （9）电镀铜锌合金 俗称黄铜。这种镀层因具有金黄色的外观，而被广泛用于装饰性电镀，如用于皮色扣等的电镀。电镀溶液有：焦磷酸盐，它的主要优
11、点是无氰化物，缺点是均匀电镀能力不够理想，只适于镀形状不复杂的零件；氰化物镀铜锌合金，除作为装饰性镀层和钢铁与橡胶粘结的中间镀层外，有时也被用作镀其它金属（镀镍、镀锡、镀银、镀铬）之前的底镀层。 （10）钝化 有些镀层，如镀锌层、镀镉层等等为了提高其抗蚀能力，在铬酸、铬酸盐或重铬酸盐溶液中，使镀层表面生成一层化学确定性较高的铬酸盐膜，这种工艺叫钝化处理。钝化处理的工艺方法有电解钝化和化学钝化法。 （11）镀层退除 在镀层不合要求时要退除，所以有的电锌车间还设有镀层退除槽。 （12）金属的氧化和磷化处理 常见的金属氧化处理是钢的氧化处理，又称发兰。氧化处理表面上能生成保护性的氧化膜，其成分主要是
12、磁性氧化铁（Fe3O4）。钢的氧化处理常用于机械、精密仪器、仪表、武器和日用品零件的防护-装饰。普通采用的是碱性氧化法，一般工作温度为135145。 钢铁的磷化处理也是比较常见的。钢铁件在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使其表面生成一层难溶于水的磷酸保护膜，这种工艺叫磷化处理。磷化膜具有显微孔隙结构，因此对油类、漆类有良好的吸附能力，所以被广泛用作油漆的底层。另外，它具有较高的电缘性能，一般变压器、电机的转子、定子及其它电磁装置的硅钢片均用磷化处理，而原金属的机械性能、强度、磁性等基本保持不变。磷化处理分高温（9098）、中温（5070）和常温一般来说高温对工艺来说比较好，但从卫生上
13、讲常温为好。二、厂房建筑简介 电镀生产过程中散发出大量的腐蚀性气体、水蒸汽。排出大量含有酸碱及其它腐蚀性介质的废水。因此，对建筑的防腐、厂房形式及参数等都有一定要求。 电镀车间一般都布置在单独的厂房内，也有布置在综合性的厂房内。布置在综合性厂房内时，必须有一定的外侧墙，并应与厂房的其它全部隔开，布置在厂房内全年主导风向下风侧的一个角落处。 电镀车间一般应设有天窗，以利车间采光和自然通风和排出积聚在车间上部地区的有害气体。如无天窗时，应设置风帽，作为上部地区换气及排出氢气用1。 建筑物的围护结构应考虑防潮和耐酸措施。在寒冷季节，应保证建筑物内表面温度不致于达到露点温度，发生滴水现象。地面应用适宜
14、的坡度以便及时排除作用到地面上的水和腐蚀性液体。楼面开洞。要予留。以免破坏防腐层。开洞处要作挡水沿。 电镀车间常用的跨度9、12、15、18和24米等。一般大型电镀车间的层架下弦高度不低于6米，中小型的不宜低于5米。辅助间及其它隔间的房屋高度可采用33.5米。车间内布工艺布置，一般把有害或脏污程度不同的生产过程区别开来，并分别布置于单独的、相互隔开的房间中。工艺布置时应考虑适宜的进排风系统的位置，以减少噪音的传播以及相互污染。为了保证和保持局部排风的稳定性。槽子不应布置在靠近窗、门或可能产生强烈气流的地方。墙和屋顶保温层厚度可按表1采取墙和屋顶保温层厚度 表1采暖计算温度屋 顶外 墙泡沫混凝土
15、矿渣-12以上-1216-1721-22-26-27以下808010012012012012014018018011.1/21.1/21.1/22注：屋顶包括： a、防水层 b、抹平层 c、隔气层 d、保温层 e、屋面板三、车间采暖 3.1 车间各工部的室内温度： 酸洗及电镀工部 1618 喷砂与磨光工部 14发电机库 10化学品库 58 化验室、办公室 1618 在生产车间的非工作时间内，应使室温保持在+5。 3.2 热源、散热器形式、及采暖方式 采暖热煤采用23表压蒸汽或13070热水，过渡地区以高压蒸汽为宜。当热煤为蒸汽时，散热器的工作压力不得超过2个表压，园翼形管不得超过3个表压。 采
16、暖方式。对小型车间或毗邻大车间的工部应尽量采用散热器采暖，对于大型车间则可采用散热器与热风系统联合采暖。 根据车间热源分布的特点，以及不同的厂房布置，在考虑空气热平衡时，提出以下几点建议1：1 设在大厂房内的小工部，如果其门窗冷风渗透量能満足设备排风要求或大厂房内由其它卫生条件较高的工部的内门及专设的内窗流入的自然补风量能満足设备排风要求的，可以不设送风系统，而由散热器供暖。 2 设在大厂房内的办公室及其它卫生条件较高的工部如果其门窗冷风渗透量能満足设备排风要求，可以不设送风系统，而由散热器供暖，否则应采用散热器与热风系统联合采暖，以免由于排风量大于计算渗透风量，导至渗透风量增加，影响室内温度
17、。3 独立的车间，一般仍以设送风系统为宜，否则，进风阻力增加会使设备的排风量减少。确定送风系统的风量时，考虑到窗子的渗透以及运输工具和人员的出入，从门、窗处必然地会浸入室外空气，故送风量可按总排量的5070%考虑。4 在计算车间的风平衡时，可利用相当于渗透耗热及大门冷风侵入耗热的风量作为自然补风的一部分。5 在车间设有送风系统的情况下，散热器的数量只按维持5计算，其余不足热量均由送风系统补偿。 3.3 热负荷计算在编制为综合解决通风问题的热平衡时，要按房间计算各项进入和损失的热。 在一般情况下，进入生产房间空气中的显热有：人体、机械能转化为热、加热炉和工艺设备的热表面、人工照明、热材料冷却、燃
18、料燃烧，而在夏季除上述来源处，还有由于太阳辐射而经外围结构进入的热量。 冬季耗热的主要项目是：外围结构的热损失、室内湿工艺水分蒸发用热、加热进入车间的冷材料和门洞等不严密处进入的室外空气的用热以及某些情况的热从空气传给工艺设备的冷表面。 总进入热与总耗之差决定通风系统应吸收的余热；采暖系统或进风加热所应补偿的不足热。后一种情况，在算得的不足热量和进风系统供给的风量的条件下，即可确定送风温度。送风温度不应低于30。一般均在3770之间。 注：本次设计对热负荷的计算，按指标法估算。 3.4 采暖系统的可能方案有： 1冬季有显热余热或总进入热量与总耗热大致相等，在这种情况下设计值班采暖，在非工作时间
19、保持+5的室温。在工作时间关闭。 2房间+5时的热损失大于工作时间不足的热量，采暖系统设计成补偿+5热损失的值班采暖，在工作时间关闭部分散热器。如在计算进风加热（在有机械进风的条件下）时考虑了工作时间采暖系统给的热量时，采暖系统就可在所有时间都工作。 3不足的热量超过+5时的热损失时，在这样情况下，设计经常工作的采暖，只是在作为值班采暖时才关闭部分散热器。四、车间通风 在所有情况下，如果可能，应最大限度地采用最有效的局部排风。在设备处就地排出有害物。局部排风有：槽边排风罩、带吹风的槽边排风罩、通风柜、伞形罩、通风小室、吸尘罩等等。 1局部排风的排风量 （1）喷砂室 喷砂室排风的作用有二：一是防
20、止粉尘跑出；二是保证工作空间一定的可见性。在工作容积小于1立方米时，取换气次数为1500次/时，但不得小于1000m3/h；工作容积在18立方米时，取换气次数为1200次/时，但不得小于2000m3/h。 （2）抛光机 当采用布质光轮时，排风量按每毫米轮径6 m3/h计算；毛质抛光轮按每毫米轮径4 m3/h计算。 （3）磨光砂轮 按每毫米轮径225 m3/h计算。 （4）酸洗槽和电镀槽 槽边排风罩的形式可根据槽子的具体情况，参照表2选取。需要装设槽边排风罩的工艺槽见表3。槽子的排风罩可根据表3中的控制点的吸入速度计算，也可用工艺提供的数据。各种有害物的特性及其危害性见表4。 当采用通风柜时，用
21、于盐酸和硫酸的工作口吸风速度为0.7米/秒，用于硝酸时为1米/秒。 2排风系统的划分 在划分排风系统时，下列生产过程的排风不能合并为一个系统。 （1）槽子和喷砂室 （2）砂轮机和布置抛光机 （3）氰化物槽可与碱性槽的排风合并，但决不能与酸性槽合并。 （4）有机溶剂除油（如汽油、三氯乙烷、四氯化碳等）均应设单独的排风系统。并考虑防火防爆措施。 在划分排风系统时，同时要考虑槽子散发的不同有害气体能分别处理，如氰化槽、镀铬槽、镀镍槽以及强酸浸蚀槽的排风做成独立的排风系统。一个排风系统的排风点不宜过多，最好不超过34个，否则每个排风点的排风效果不易均衡。各种形式排风罩的优缺点 表2形 式优 点缺 点低
22、截面条缝式液面排风气稳定；条缝口排风速度大，抽风量较少，效果好，结构简单施工安装方便，较广泛采用占空间较大；对工艺操作稍有影响。罩子与槽子只有一条固定线，牢固性差，风速不均。平口式占空间较小，对工艺操作影响不大，结构也较简单，用得较广。所需排水量大，不经济，易受横向气流影响，降低排风效果。倒置式排风省，效果好；不受横向气流影响罩子要伸入槽内；液面到槽顶要保持180200毫米之距离，降低了槽内液面高度，结构复杂。吹吸式吹风作用距离大，增加抽风有效距离，可用于大槽子，排风量省，效果也好。取工件时，吹出的气流会使工件上的有害气体扩散到室内，对工作件取放频策和液面有突出部分者，施工安装工作量较大。为了
23、防止排出的空气污染进风，进风口与排风口的水平距离不宜小于12米，垂直距离不宜小于6米，排风系统排风出口的形式应有利于射流扩散，可采用锥形风幅，排风出口要高出屋脊1米以上。 3全面排风 （1）化验室 化验室中产生有害气体的化验工作宜在通风柜内进行，但分析台上有少量有害气体，需设全面排风（当有害气体较多且有固定操作位置时，可设局部排风），其换气次数为5次/时。（2）化学品库a 酸类贮存间的换气次数为3次/时；b化学品存放间的换气次数为2次/时；c. 易燃品库的换气次数为3次/时；d氰盘分装柜应设置独立的定期工作的机械排风。全面排风应充利用自然排风。当自然排风不能满足要求时，则采取机械排风。4排风风
24、道的敷设方式 （1）架空将风管用吊架敷设在车间的上部，沿墙靠柱，以便施工，但要避免挡窗采光。架空敷设的优点是施工方便，易于适应工艺设备的调整。但是，由于风管吊在车间上部，有碍整齐美观，如果风管过多，更显得杂乱；如果有吊车和生产自动线架空轨道，则不好处理。（2）地面 将风管敷设在车间的地坪上，干管放在工艺非操作面一侧。 需要装设槽边排风罩的工艺槽 表3序号工艺槽名称溶液主要成分工 作 规 范产生的主要有害气体控制点的名 称含 量溶液温度电流密度吸入速度米/秒克/升安培/分米123456781装饰性镀铬铬 酐硫 酸2503602.53.540501020铬酸雾0.42镀硬铬铬 酐硫 酸180250
25、1.82.555603050铬酸雾0.53氰化镀铜氰化亚铜氰化钠氢氧化钠50706090152055651.53.0氰化氢0.354氰化镀铜氰化亚铜氰化钠氢氧化钠835125421018500.22.0氰化氢0.305氰化镀锌氧化锌氰化钠氰氧化钠354580908095室 温13氰化氢0.306氰化镀镉硫酸镉氰化钠6080100140室 温14氰化氢0.307氰化镀镉氰化镉氧化镉901203545354513氰化氢0.358氰化镀银氯化银氰化钾405060100室 温0.20.5氰化氢0.259氨铬合物镀锌氨三乙酸氯化氨氯化锌氧化锌氧化锌304522027018201820152010350.
26、81.5氯、溶液蒸汽0.2510碱性镀锌氢氧化钠三乙醇1001503035104013碱 雾0.2511碱性镀锡锡酸钠氢氧化钠20100101617850.51.5碱 雾0.25 需要装设槽边排风罩的工艺槽 续表3序号工艺槽名称溶液主要成分工 作 规 范产生的主要有害气体控制点的名 称含 量溶液温度电流密度吸入速度米/秒克/升安培/分米1234567812酸性镀镍硫酸镍氧化钠硼 酸2503001020304540550.54溶液蒸汽0.2513氰化镀铜锌合金（黄铜）氧化锌氰化亚铜总氰化钾游离氰化钾碳酸钠81022275415183025400.30.5氰化氢0.314氰化镀铜锡合金（青铜）氰化
27、亚铜锡酸钠游离氰化钠氢氧化钠354230402025710566011.5氰化氢0.315退 锡氢氧化钠801008010010碱 雾0.316退 铬氢氧化钠200300室 温1020碱 雾0.2517退铜硫 酸铬 酐12100150室 温38酸 雾0.3018钢铁件退镍铬 酐硼 酸250302530208037铬酸雾0.3519钢铁件法兰氢氧化钠亚硝酸钠550650150200135145化学过程碱 雾0.3520钢铁件磷化硫酸二氢锌硝酸锌304055658595化学过程酸 雾0.3021电解纯化重铬酸钾碳酸钠2040室 温12盐 雾0.20.25 需要装设槽边排风罩的工艺槽 续表3序号工艺
28、槽名称溶液主要成分工 作 规 范产生的主要有害气体控制点的名 称含 量溶液温度电流密度吸入速度米/秒克/升安培/分米1234567822化学除油氢氧化钠碳酸钠磷酸钠硅酸钠501002060167031570100化学过程碱 雾0.3023电解除油氢氧化钠磷酸钠40601570709015碱 雾0.3024钢件的铬酸和硫酸钝化铬 酐硫 酸10015034室 温化学过程碱 雾0.2525铝合金阳极氧化硫 酸10020015260.52.5酸 雾0.3026同上铬 酐30354020.20.7铬酸雾0.3527硫酸浸蚀硫 酸1502504080化学过程酸 雾0.3528盐酸浸蚀盐 酸10351035化学过程酸 雾0.3029硝酸浸蚀硝 酸室 温室 温化学过程酸 雾0.4030钢及铜合金在硝酸硫硫中浸蚀硝 酸硫 酸1015%4060%室 温化学过程酸 雾0.4031铸件浸蚀硫 酸氢氟酸75%25%室 温化学过程酸 雾0.4032混酸浸蚀硝 酸盐 酸50100150200室 温化学过程酸 雾0.3533
