Содержание
1 Анотация                                                                                              2

2 Введение                                                                                               3

3 Характеристика детали                                                                         4

4  Выбор способа никелирования                                                          5

4.2 Электролитический способ                                                               5

4.2 Химический способ                                                                                   5

5 Требования к покрытию и выбор его толщины                                  6       

6 Выбор осуществления технологического процесса                                      7

7 Теория процесса химического никелирования                                   8

8 Выбор раствора                                                                                  10

9 Выбор основных технических операций                                             12

9.1 Обезжиривание химическое                                                            12

9.2 Обезжиривание электрохимическое                                                13

9.3 Травление                                                                                         13

9.4 Осветление                                                                                       14

9.5 Декапирование                                                                                14

9.6 Химическое никелирование                                                             14

9.7 Промывки                                                                                         14

10 Схема технологического процесса                                                   16

11 Составы растворов  и режимы их работы                                       17

12.1 Расчет размеров подвесок и ванны химического

никелирования                                                                                       19      

12.2 Расчет фондов времени работы оборудования                             21

12.3 Годовой объем производства одной ванны химического

никелирования                                                                                       22

12.4 Расход химикатов                                                                           22

12.5 Корректировка растворов                                                              24

12.6 Расход воды                                                                                             28

12.7 Расход воды на промывки                                                             30

13 Список литературы                                                                           33


2 Введение
Применение алюминиевых сплавов для изготовления деталей машин с каждым годом возрастает, что обусловлено рядом специфических свойств алюминия (лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной плёнкой Al₂O₃, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. Но алюминий имеет существенный недостаток – низкую твердость (100-150 МПа), вследствие чего поверхность деталей, работающих на трение, быстро срабатываются. Поэтому большое практическое значение представляет упрочнение поверхности деталей из алюминиевых сплавов путем нанесения более твердого слоя другого металла. В этом отношение большой практический интерес представляет никелевое покрытие, обладающее высокой твердостью и адгезией к основе, особенно после термической обработки[3].

Никелевые покрытия применяют в различных отраслях промышленности как в качестве подслоя, так и само­стоятельно для защитно-декоративных и специальных целей. Они характери­зуются твердостью, зна­чительной коррозионной стойкостью и хорошей отражательной способ­ностью (58 — 62%), удельным электро­сопротивлением 8,3-10 ^-2 Ом·м[4].

Никелевые покрытия применяют в промышленности для защитно-декоративной и декоративной отделки изделий и деталей машин, аппаратов, приборов; для защиты от кор­розии при повышенных температурах и в специальных средах (щело­чах, некоторых кислотах), как промежуточный подслой для нанесения других покрытий на сталь с целью обеспечения прочного сцепления по­крытий с основой, для повышения износостойкости трущихся поверх­ностей[8].

В настоящее время применяют два способа нанесения никелевого покрытия: электрохимический и химический. Только с помощью химического никелирования можно получить покрытие сложнопрофилированных деталей. За счет введения неорганических добавок, содержащих фосфор и бор, можно регулировать твердость получаемого покрытия, что является немаловажным для деталей из алюминиевых сплавов. При этом нужно учитывать, что покрытие, полученные химическим никелированием, обладают высокой коррозионной стойкостью[3].



3 Характеристика детали
В качестве детали для нанесения покрытия выбран корпус радиоэлектронного прибора, изготовленный фрезерованием и из сплава алюминия Д16

Деталь покрывается как с внешней, так и с наружной стороны, характерным является наличие различных отверстий для вывода проводов, болтовых соединений.

Данный корпус с радиоэлектронным прибором  впоследствии подвергается герметизации с помощью болтового соединения или низкотемпературной пайке. Для обеспечения надежности работы прибора наносимое на корпус покрытие должно обеспечить коррозионную стойкость, износостойкость, оптимальную твердость и быть равномерным по толщине.

Обычно корпуса из сплавов алюминия подвергают операции никелирования с последующим нанесением других функциональных покрытий, например покрытия олова, висмута, серебра.

Размеры детали:

l=5.4см², h=8.8см², b=1.3см²

Так как деталь покрывается как с внешней, так и с внутренней стороны, то площадь покрытия одной детали будет равна:

S_покр=168 см²
4 Выбор способа никелирования
Возможно два способа нанесения никелевых покрытий:

           

4.1 Электролитический способ
Электролитический способ - нанесение никелевых покрытий на поверхность изделия из электролита под действием электрического тока. Преимущество способа – четко контролируется толщина покрытия, минимальный расход покрывающего металла. Кроме того, подбирая вид электролита и режим осаждения, можно получать осадки нужной структуры, внешнего вида и с различными механическими свойствами. Недостатком электролитического никелирования является неравномерность осаждения никеля при нанесении на рельефную поверхность, а также невозможность покрытия узких и глубоких отверстий и полостей. [4]
4.2 Химический способ
При химическом способе покрываемое изделие помещают в водный раствор, содержащий растворенную соль металла и восстановитель. На поверхности изделия высаживается слой металла. [1]

Осаждаемое в процессе химического никелирования покрытие не является чистым никелевым, как при гальваническом никелировании, а состоит из сплава никеля с фосфором. Покрытие этим сплавом не имеет ничего общего с покрытием чистым никелем как по физико-механическим, так и по химико-коррозионным свойствам.

Покрытие может быть нанесено на изделия сложной конфигурации с высокой степенью равномерности. Его можно нанести на внутренние полости и каналы изделия, что практически невозможно реализовать при гальваническом нанесении.

Широкий спектр применения химически осажденного никель-фосфорного покрытия объясняется впечатляющим набором его полезных свойств: твердостью от 6000 до 10000 МПа, высокой коррозионной стойкостью, антифрикционностью (низким износом при сухом трении), способностью экранировать высокочастотные электромагнитные излучения, низким переходным сопротивлением на электрических контактах, хорошей паяемостью.

Механические свойства никелирования не зависят от толщины: например, покрытия толщиной 1 мкм и 100 мкм обладают одинаковой удельной износостойкостью. [2]
В данном случае целесообразнее использовать химическое никелирование. Это обусловлено тем, что деталь имеет сложную конфигурацию (наличие отверстий, углублений, полостей), а также требуется покрытие, как с внешней, так и с внутренней стороны.
5 Требования к покрытию и выбор его толщины
  Толщина покрытия устанавливается в зависимости от условий эксплуатации, назначения покрытия по нормативно-технической документации, а также способа нанесения покрытия.

Так как на нашу деталь необходимо нанести функциональное покрытие, то покрытия должно быть равномерным по толщине, а также обеспечивать коррозионную стойкость,  износостойкость и твердость основного металла в условиях эксплуатации. [15]

  По ГОСТ 9.303-84 минимальная толщина покрытия должна составлять 9 мкм. Допустимая максимальная толщина покрытия составляет 15 мкм. Средняя толщина никеля, получаемая в ванне никелирования, составляет 15 мкм.
6 Выбор осуществления технологического процесса
Су­ществуют три способа осуществления технологического процесса химического никелирования, различающихся в зависимости от вида реагента, выбранного в качестве вос­становителя.

1)  гипофосфитный способ, характеризующийся сов­местным выделением фосфора в никелевое покрытие;

2)  боргидридный способ, при котором происходит вы­деление бора, входящего в состав покрытия;

3)  гидразинный способ, при котором никель оса­ждается с наименьшим количеством примесей. [5]

Промышленное применение получил пока лишь гипо­фосфитный способ. Это обусловлено тем что, боргидридный способ нанесения покрытия характеризуется сильно щелочной средой (рН>13), что приведет к растворению алюминия.

Несмотря на то, что гидразинный способ позволяет получить никелевое покрытие высокого качества, его использование практически не распространено, ввиду маленькой скорости осаждения никеля, основной компонент (гидразин) практически отсутствует в продаже, данный способ очень требователен к соблюдению техники безопасности, т.к. при нарушении условий эксплуатации возможна детонация.

Химическое осаждение никеля на сплавы алюминия целесообразно проводить с помощью раствора с гипофосфитом натрия. Осажденное покрытие имеет полублестящий металли­ческий вид, аморфную структуру и является сплавом никеля с фосфором.
7 Теория процесса химического никелирования
  Механизм восстановления ионов никеля с помощью гипофосфита носит электрохимический характер, при этом на по­верхности катализатора - основы одновременно (сопряженно) протекают анод­ная стадия окисления восстановителя (5.1) и катодная стадия восстановления никеля (5.6) и водорода (5.3).

  Анодная стадия окисления гипофосфита – реакция взаимодействия гипофосфита натрия с водой – представляется как присоединение иона ОН¯ от молекулы воды к месту разрыва связи

Р – Н в молекуле гипофосфита натрия. Эта реакция, протеканию которой способствует каталитическое действие поверхности никеля, может быть выражена следующим уравнением:
Н₂О ↔ Н⁺ + ОН¯,                                                 (5.1)                              
Н₂РО₂¯ + ОН¯→ Н₂РО₃¯ + Н + е.                       (5.2)           
  Освобожденный от аниона гипофосфита электрон через металлическую поверхность может передаваться иону водорода и превращать его в атомарный:
Н⁺ + е → Н.                                                           (5.3)           
  Два атома водорода, один из которых образовался из связи Р – Н анион гипофосфита, а другой – из воды, соединяясь между собой образуют молекулярный водород:
Н + Н → Н₂.                                                         (5.4)           
  Тогда  суммарная реакция взаимодействия гипофосфита натрия с водой соответствует уравнению:
Н₂РО₂¯ + Н₂О → Н₂РО₃¯ + Н₂.                                     (5.5)             
  Если в растворе присутствуют ионы никеля, то электроны, образующиеся по реакции (5.2), восстанавливают их до металла:
Ni²⁺ + 2е → Ni.                                                      (5.6)           
  И тогда суммарная реакция восстановления ионов никеля гипофосфитом натрия представляется в виде следующего ионного уравнения:
Ni²⁺ + 2Н₂РО₂¯ + 2Н₂О → Ni + 2Н₂РО₃¯ + 2Н⁺ + Н₂,     

При использовании щелочных растворов:
2NiCl + NaН₂РО₂ + Н₂О → 2Ni + NaН₂РО₃ + 2HCl + Н₂               (5.7)



При использовании кислых растворов:
NiSO₄ + 2NaН₂РО₂ + 2Н₂О → Ni + 2NaН₂РО₃ + Н₂SO₄ + Н₂    (5.8)
  Таким образом, восстановление никеля сопровождается выделением водорода, образующимся из связи Р – Н, причем на один Ni²⁺ затрачивается два иона Н₂РО₂¯.

  Одновременно с реакцией (5.6) происходит восстановление анионов гипофосфита до элементарного фосфора и восстановление ионов водорода (5.3). Предполагается, что восстановление фосфора до элементарного состояния происходит из ионов Н₂РО₂¯, обращенных к каталитической поверхности двумя атомами водорода; при таком расположении расстояние между атомами фосфора и поверхностью будет наименьшим.

  Протекание этой реакции может быть представлено уравнением:
Н₂РО₂¯ + е → Р + 2ОН¯,                                                                (5.9)           
или
NaН₂РО₂ → Р + NaOH.                                                            (5.10)
  Суммарная реакция, включающая реакции (5.2) и (5.7):
2Н₂РО₂¯ → Н₂РО₃¯ + Р + ОН¯ + Н,                                       (5.11)
или
2NaН₂РО₂ → NaН₂РО₃ + Р + NaOH + Н.                                 (5.12)

[17]
8 Выбор раствора
В зависимости от требований к полученному покрытию и предварительной обработки поверхности детали различают два типа растворов химического никелирования.

1. Кислые растворы

2. Щелочные растворы

Кислые растворы (рН 4,0—6,5) применяются в случаях когда  рабочие поверхности детали должны иметь высо­кие твердость, износостойкость и коррозионнозащитные свойства. Кислые растворы (по сравнению с щелочными) на полированной детали дают более гладкую (зеркальную) поверхность, у них меньшая пористость.

Состав кислого раствора химического никелирования:

Никель сернокислый - 20-30 г/л

Натрий уксуснокислый - 10-20 г/л

Натрия гипофосфит - 20-25 г/л

Тиомочевина 0,003 г/л

Кислота уксусная (ледяная) - 6-10 мл/л

рН = 4,3-5,0

Температура = 85-95°С

Скорость осаждения = 10-15 мкм/ч

Плотность загрузки 1,5 дм²/л

У щелочных растворов основное преимущество – более надежное сцепление никелевой пленки с основным металлом. Благодаря наличию в составе щелоч­ных растворов таких комплексообразователей, как ли­моннокислый натрий и аммиак, они могут при корректи­ровании работать длительное время. Щелочные растворы характеризуются устойчивостью в работе и почти полным отсутствием явления саморазряда - мгновенного выпадения губчатой массы никеля из раствора, сопровождающегося выбросом кипящего раствора из ванны.

Состав щелочного раствора химического никелирования:

Никель хлористый – 20 г/л

Натрия гипофосфит - 25 г/л

Натрий лимоннокислый - 45 г/л

Аммоний хлористый -30 г/л

Аммиак до рН=8,0-8,2

рН = 8-9

Температура = 80-85°С,

Скорость осаждения = 10-15 мкм/ч

Плотность загрузки 1,0-1,5 дм²/л   [21]

Таким образом из сравнения режимов нанесения покрытий в кислых и щелочных растворах видно, что интервал температур и скорость осаждения никеля в обоих случаях практически не отличаются, то выбор оптимального раствора будет заключаться в следующем:

1) Кислый раствор, несмотря на то, что дает более гладкую (зеркальную) поверхность,  покрытие менее пористое, требуется  дополнительная обработка поверхности детали для лучшего сцепления покрытия (например дополнительная цинкатная обработка). Также стоит отметить что в нашем случае рассматривается никелевое покрытие как функциональное, поэтому зеркальная поверхность не является определяющим фактором. Также кислотные растворы в большей степени подвержены явлению саморазряда, что требует дополнительного контроля за ходом процесса (соблюдение температурных режимов)

2) Щелочные растворы позволяют обеспечить более надежное сцепление покрытия с поверхностью детали, что позволяет существенно сократить процесс подготовки детали к химическому никелированию (исключается процесс нанесения дополнительных покрытий, например цинкатных). Также стоить отметить что щелочные растворы  обладают более длительным сроком службы, что снижает затраты на процесс нанесения покрытия.

Исходя из вышесказанного, следует, что для данного процесса целесообразнее использовать щелочные растворы химического никелирования

 
9 Выбор основных технических операций
9.1 Обезжиривание химическое
На поверхности изделий могут присутствовать жиры животного и растительного происхождения. Загрязнения, не соединенные химически с самим материалом детали (замасливание, пыль и т.д.), удаляют обезжириванием. Такие загрязнения могут быть двух видов: минеральные масла, которые в растворах не взаимодействуют с компонентами и удаляются тяжело (смазочные материалы, соляровое масло, вазелин, парафин и т.д.); жиры животного и растительного происхождения, которые в растворах реагируют с компонентами (омыляются) и легко могут быть удалены. Процесс омыления жиров можно проиллюстрировать на примере реакции стеарина (одна из составных частей жира) с щелочью:

     

  (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH = 3C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃                  (9.1) 

 

  Лучшей моющей способностью обладают растворы тринатрийфосфата, несколько худшей - растворы жидкого стекла и кальцинированной соды, еще худшей – растворы едкого натра. Моющая способность щелочных растворов значительно улучшается после введения в них синтетических моющих веществ (синтанол ДС-10, ОП-7 и ОП-10 – производные полиэтиленгликолевых эфиров и др.)

Для обезжиривания  алюминия и его сплавов следует применять растворы, содержащие, в основном гидролизующие соли (соду, поташ, тринатрийфосфат, цианистый калий), концентрация которых не должны превышать 100-150 г/л. Повышенное содержание солей может вызвать растравливание поверхности деталей [3]
Состав раствора химического обезжиривания по ГОСТ 9.305-84, г/л :
Тринатрийфосфат (Na₃PO₄·12H₂O)                                      15-35

Сода кальцинированная техническая(Na₂CO₃)                             15-35

Синтанол ДС-10                                                                   3-5

Режим работы: температура 60÷80 ^оС, продолжительность 5÷10 мин.
9.2 Обезжиривание электрохимическое
  Электрохимическое обезжиривание деталей осуществляют либо на катоде или аноде, либо комбинированным методом -  после­довательным переключением полярности (катод - анод), причем анодную обработку ведут  кратковременно. Электрохимическое обезжиривание  -  более эффективный процесс по сравнению с химическим обезжириванием.

    В процессе электрохимического обезжиривания жиры эмуль­гируются выделяющимися пузырьками водорода (при катодном обезжиривании) или кислорода (при анодном обезжиривании). В первом случае вследствие интенсивного разряда ионов водорода на катоде в прикатодном слое электролита, граничащем с поверх­ностью обрабатываемых деталей, происходит обогащение гидроксильными ионами, которые омыляют жиры животного и рас­тительного происхождения [19]

  Обезжиривание алюминия и его сплавов нужно вести на катоде, так как анодная обработка сопровождается растворением металла либо образованием на их поверхности оксидных пленок. Состав раствора электрохимического обезжиривания по ГОСТ 9.305-84, г/л :
Тринатрийфосфат (Na₃PO₄ ·12H₂O)                                                          20-40

Сода кальцинированная техническая(Na₂CO₃)                             20-40

Режим работы: температура 30÷80 ^оС

Продолжительность 2-3 мин.

Катодная плотность тока j_k=2÷10 A/дм².
Процессы, протекающие на:

катоде                              2Н₂О + 2е = Н₂ + 2ОН^¯                         

аноде                                  2ОН^¯ - 2е = 1/2О₂ + Н₂О                         

Суммарный процесс         Н₂О = Н₂ + 1/2О₂       

                            

9.3 Травление
Для удаления остатков обезжиривающих веществ, продуктов коррозии и окисных соединений с поверхности металла после обезжиривания проводят травление. Для этого требуемую деталь помещают в травильный раствор определенного состава. Выбор состава травильного раствора зависит от назначения детали

Рассмотрим два варианта травильных растворов:

1)  NaOH концентрацией 50-100 г/л при температуре 60-80 ºС в течение 30-60 сек

2) H₂SO₄ концентрацией 240-280 г/л при температуре 60-70 ºС  в течение 2-3 мин. [21]

Для травления использовать первый раствор, т.к это наиболее быстрый и качественный способ травления алюминия. Второй раствор обычно используется для травления деталей, нарушение размеров которых не допустимо.

Реакции при травлении алюминия:
2Al + 6NaOH + 6Н₂О = 2Na₃[Al(OH)₆] + 3H₂                                    (9.2)

Al₂O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂ + H₂O                                                     (9.3)

9.4 Осветление
Операцию осветления проводят с целью удаления тонкого слоя шлама, который может образоваться на поверхности деталей во время травления.

 

Протекающие при осветление процессы:
  3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O                                    (9.4)
Предлагается следующий состав раствора по ГОСТ 9.305-84, г/л :
Кислота азотная концентрированная                                              300-400

Режим работы: температура                                                   15÷30 ^оС,

продолжительность                                                                1÷10 мин.
9.5 Декапирование (активация)
Декапирование проводят химическим или электрохимическим способом для удаления тончайших оксидных пленок с поверхности изделий. После активации поверхности детали качество сцепления покрытия значительно увеличивается.

Декапирование алюминия поводится в 5% растворе соляной кислоты в течении 20-30 секунд, после чего деталь сразу переносится в ванну никелирования. [21]
9.6 Химическое никелирование

 =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.

10. ГОСТ 9.303-84. Защита от коррозии. Покрытия металлические и неметаллические неорганические – Введ. 01.01.85. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 42 с.

11. Коротин, А.И. Технология нанесения гальванических покрытий.М.: Высш. шк., 1984. – 200 с.

12. Справочник химика. В 3-х томах. Л.: Химия, Т3-1987.

13. Вишенков, С.А. Химические и электротермохимические способы осаждения металлопокрытий. М.: Машиностроение, 1975. - 312 с.

14. Бакастов, С.С., Маркелов, П.П. Авиационное материаловедение. – Изд. 2-ое. – М.: Военное издательство народного комиссариата обороны союза ССР, 1941. – 230 с.

15. ГОСТ 15150-69. Исполнение для различных климатических районов. Категории , условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды – Введ. 01.01.71. – М.: Изд-во стандартов, 2004. – 58 с.

16.Лабораторный практикум по основам электрохимической технологии: учеб. пособие / В.Н. Флеров, М.Г. Михаленко, В.А. Плохов [и др.] – Н.Новгород, Нижегород. гос. техн.ун-т, 2006. – 93 с.

17.Оборудование и основы проектирования гальванических производств: Учеб. пособие; Нижегород. гос. техн. ун-т. Н.Новгород, 2004. – 86 с.

18.Кудрявцев, Н.Т. Электрохимические покрытия металлами./ Н.Т. Кудрявцев. – М.: Химия, 1979. – 352 с.

19.Ажогин, Ф.Ф. Гальванотехника: Справ. Изд. Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А., Галь И.Е., и др. – М.: Металлургия, 1987. – 736 с.

20.ГОСТ 9.305-84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий – Введ 01.01.84. – М.: Изд-во стандартов,

1990. – 173 с.

21. Химические способы нанесения никелевых покрытий: отчет о проведенном патентном поиске / Горьковский филиал ВЦПУ. – 1978.

22. ГОСТ 9.314-90. Вода для гальванических производств и схемы промывок - Введ 01.07.1991.                   
1 Аннотация
В данном проекте был разработан процесс химического никелирования корпусов радиоэлектронной аппаратуры изготовленных из сплава алюминия Д-16.

Выбран наиболее подходящий способ прямого химического никелирования, в качестве восстановителя используется гипофосфит натрия.

Составлена схема подготовительных и заключительных операций, определено машинное время процесса и определена производительность реактора химического никелирования по которой произведен материальный расчет.

Сделан конструктивный расчет реактора химического никелирования, предложена схима анодной защиты.

Определен расход основных компонентов раствора и состав раствора корректировки для поддержания непрерывной работы.

Составлена технологическая схема.