Thiết kế phân xưởng mạ thiết bị, dụng cụ y tế năng suất 100 000 m2 1năm

Ngày nay lớp kim loại phủ mạ điện thờng đợc dùngđể làm lớp bảo vệ chống ăn mòn, làm lớp phủ trang sức bề mặt, giảm ma sátở các ổ trục, đôi khi là để mạ phục hồi các chi tiết và thiết bị

Bộ Giáo dục và đào tạo Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Độc lập - tự do- hạnh phúc

********************************

-o0o -Nhiệm vụ thiết kế Đồ án tốt

nghiệp.

Họ và tên: Nguyễn Duy Hanh

Khóa: 43, Ngành học…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Ngành Điện hóa …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy ,Hệ: Chính quy

1 Nhiệm vụ thiết kế:

Thiết kế phân xởng mạ thiết bị, dụng cụ y tế năng suất 100.000 m2 /năm

2.Các số liệu ban đầu:

 Thiết bị , dụng cụ y tế tự chọn bao gồm 10 chi tiết

 Phân xởng mạ thiết bị, dụng cụ y tế năng suất 100.000 m2/ năm

3.Nội dung tính toán:

4.Bản vẽ, đồ thị (Ghi rõ loại bản vẽ và kích thớc bản vẽ)

 Các bản vẽ chi tiết 10 chi tiết mạ

5.Cán bộ hớng dẫn: Họ và tên các bộ:

Phần:VII PGS TS Trần Minh Hoàng

6.Ngày nhiệm vụ thiết kế: ………

7.Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ………

Ngày…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Tháng…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Năm…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

Chủ nhiệm Khoa Cán Bộ hớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Kết quả đánh giá Sinh viên đ hoàn thành ã hoàn thành (và nộp bản thiết kế cho khoa) - Quá trình thiết kế:…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Ngày…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Tháng…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Năm 200…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

- Điểm duyệt:…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy (Ký tên) - Bản thiết kế:…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

Ngày…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Tháng…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Năm 200…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

Chủ tịch hội đồng

(Ký ghi rõ họ tên)

Phần I

Mở đầu

Chơng I: Tính thiết thực của đề tài

Trải qua hàng trăm năm hình thành và phát triển ngành Hoá học nóichung và công nghệ Điện hoá nói riêng đã có những bớc tiến vợt bậc, đápứng phần nào đó nhu cầu đời sống kinh tế xã hội của loài ngời Trong bốicảnh đó, ngành mạ điện cũng không ngừng phát triển và ngày càng cho ra

đời các sản phẩm mạ tốt hơn, đẹp hơn, phong phú và bền hơn Ngày nay

ng-ời ta đã mạ đợc các lớp hợp kim hai, ba nguyên…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Lớp mạ phủ bằng phơngpháp điện hoá vừa cho chất lợng tốt, đẹp, bền tính năng cơ học, hoá học vàthẩm mĩ vợt trội lại dễ khống chế về mặt công nghệ cho nên đây là phơngpháp u việt hơn cả và ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong các nghànhcông nghệ khác nhau Ngày nay lớp kim loại phủ mạ điện thờng đợc dùng

để làm lớp bảo vệ chống ăn mòn, làm lớp phủ trang sức bề mặt, giảm ma sát

ở các ổ trục, đôi khi là để mạ phục hồi các chi tiết và thiết bị máy móc cũ bịmòn Lớp kim loại phủ mạ điện còn có thể đáp ứng đợc yêu cầu của lớp mạ

đa năng cho các chi tiết đòi hỏi chất lợng cao nh tính năng bảo vệ chống ănmòn, tính thẩm mĩ, tính năng cơ học vợt trội hơn hẳn các lớp mạ bằng cácphơng pháp khác …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

Trong thực tế ngành y tế, thiết bị, dụng cụ y tế đòi hỏi phải có cácyêu cầu nh không bị han rỉ, độ bóng bề mặt cao để tránh sự c trú của vikhuẩn và đảm bảo sức khoẻ của bệnh nhân cho nên đây là lĩnh vực sử dụngnhiều sản phẩm của ngành công nghệ mạ Lớp phủ bằng phơng pháp mạ

điên có lợi thể hơn thép không rỉ, inox ở chỗ cho sản phẩm giá rẻ, mặt khácmột số thiết bị, dụng cụ đòi hỏi cơ tính lớn độ sắc cao thì thép không rỉ,inox không đáp ứng đợc nhu các cầu này Ngành công nghệ mạ có thể cho

ra đời thiết bị và dụng cụ y tế có cả u việt của kim loại phủ và kim loại nền

đó là chất lợng bề mặt cao (nh độ bóng, độ kín lớn, tính bền hoá, cơ cao,lại không độc hại với ngời bệnh…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy ) của các kim loại phủ và có cơ tính tốtcủa nền nh (độ cứng, độ dẻo…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy ) của các kim loại nền

Việc phát triển công tác y tế nhằm chăm sóc sức khoẻ cho một lợngdân số 80.000.000 dân là một nhiệm vụ cấp thiết mà đảng và nhà nớc ta

đang từng bớc tiến hành Việc phát triển công tác y tế không thể tánh rờiviệc nâng cao chất lợng của thiết bị, dụng cụ y tế chính vì lý do này mà

chủ yếu từ Trung Quốc Chính vì vậy mục tiêu của đồ án là góp phần vàocông tác sản xuất thiết bị và dụng cụ y tế nhằm tự lực và chủ động về mặthàng này

Trong thực tế lớp mạ trong thiết bị và dụng cụ y tế có chức năng chủyếu nh:

 Tạo ra các thiết bị và dụng cụ y tế giá rẻ nhng lại có đầy đủ cáctính năng chăm sóc sức khoẻ ngời bệnh nh đối với các thiết bị vàdụng cụ y tế chế tạo bằng các vật liệu đặc biệt nhng giá cao nhinox, thép không rỉ…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

 Tạo lớp phủ chống rỉ cho kim loại nền vì nếu để kim loại nền bị

rỉ thì rất có thể gây nhiễm trùng hoặc gây hại cho sức khoẻ bệnhnhân

 Tạo lớp phủ nhẵn, kín cơ tính tốt nhằm tránh sự c trú của vikhuẩn trên các thiết bị và dụng cụ y tế

Thông thờng để đáp ứng đợc yêu cầu của lớp mạ đa năng dùng trong y tếngời ta thờng sử dụng lớp mạ 3 lớp Cu-Ni-Cr hay Ni bóng - Ni mờ - Cr, cóthể sử dụng công nghệ tự động, bán tự động hay thủ công Trong điều kiệnnớc ta nhân công rẻ, điều kiện áp dụng cơ giới hoá, tự động hoá cha thuậnlợi cho nên ta trong nội dung đò án của ta chúng ta sử dụng phơng pháp mạthủ công với lớp mạ ba lớp Ni bóng - Ni mờ – Cr Trong lớp mạ 3 lớp nàychức năng nh sau:

 Lớp Ni độ kín lớn, ứng suất nhỏ lại bám dính tốt dễ mạ, khi mạlại khá ổn định đợc dùng làm lớp mạ lót Lớp mạ Ni mờ có tácdụng gắn kết với nền, tạo ra lớp mạ kín, xít chặt nên không chonền tiếp xúc với môi trờng và bị phá huỷ…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

 Lớp Ni bóng có ứng suất lớn nhng cho độ bóng cao, nhẵn ,tínhtrang sức, thẩm mĩ u việt

 Lớp mạ Cr làm cho thiết bị và dụng cụ y tế có mầu trắng xanh,

đẹp cơ tính cao, ít mài mòn bền hoá học

Cả hai loại kim loại này lại hoàn toàn không độc,không cóhại cho sức khoẻ con ngời và nó đang chứng tỏ đợc vai trò chủ

đạo trong công nghệ phát triển lớp mạ bảo vệ và trang sức chothiết bị, dụng cụ y tế

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS TS Trần MinhHoàng cùng các thầy cô trong bộ môn Điện hoá và bảo vệ kimloại trờng đại học bách khoa Hà nội đã nhiệt tình giúp đỡ emhoàn thành đồ án này

Hà nội ngày 17/3/2003 Sinh viên: Nguyễn Duy Hanh

Phần II

Chơng I: Giới thiệu chung

I.1 Lịch sử phát triển của ngành mạ.

Công nghệ mạ đã ra đời, phát triển qua 2 thế kỷ và đang ngày càng hoànthiện, ngay từ khi ra đời nó đã nhanh chóng trở thành một ngành kỹ thuật pháttriển mạnh mẽ, phục vụ đắc lực cho nhiều ngành kỹ thuật và đời sống tiêudùng Lớp mạ kim loại trên bề mặt các thiết bị máy móc, thiết bị, dụng cụ y tế,dụng cụ sinh hoạt, các đồ nữ trang…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy đem lại cho các thiết bị và dụng cụ sinhhoạt hàng ngày khả năng bảo vệ, chống xâm thực của môi trờng, tăng tínhthẩm mỹ, tăng khả năng chịu mài mòn để đạt đợc tính chất mài đó Tuỳ theomục đích của sản phẩm mà các khả năng trên đợc u tiên lựa chọn

Lịch sử phát triển ngành mạ gắn liền với công nghệ mạ Niken Ban đầu làlớp mạ niken mờ không ổn định, sau đó nhiều năm vào năm 1916, Watts cho

ra đời một dung dịch mạ Niken mờ có tính ổn định cao gồm: NiSO4, NiCl2,

H3BO3 và để tăng độ bóng lớp mạ phải đợc đánh bóng cơ học Từ đó công nghệmạ niken đợc chú ý phát triển, hàng loạt các dung dịch mạ niken ra đời nhdung dịch mạ niken bán bóng, dung dịch mạ niken bóng, dung dịch mạ niken

đen…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

Ngày nay, do sự đang dạng hoá các sản phẩm tiêu dùng này phục vụ chosản xuất công nghiệp, làm cho các vật dụng và trang thiết bị kim loại đợc sửdụng rất phổ biến, đó là đặc tính u việt của nó mà các vật liệu khác không thểthay thế đợc Nhng do đặc tính ăn mòn của kim loại hàng năm một khối lợngrất lớn kim loại bị mất đi, ngoài ra khi ăn mòn bề mặt trở lên xấu xí, không còntính thẩm mỹ, giảm giá trị và thời gian sử dụng máy móc thiết bị đó Do vậyviệc chống ăn mòn kim loại có ý nghĩa vô cùng quan trọng

Có rất nhiều phơng pháp chống ăn mòn kim loại nh: Sản xuất hợp kimchổng gỉ, xử lý môi trờng ăn mòn, bảo vệ điện hoá, làm cho kim loại ở nguồncatốt hay anốt thụ động hoá…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy trong đó phơng pháp mạ đợc dùng phổ biếnnhất

Bản đồ án thiết kế phân xởng mạ thiết bị,dụng cụ y tế này đã kết hợp giữa

lý luận và thực tế Đồng thời đa ra công nghệ mạ mới không độc hại về mạ

I.2 Giới thiệu sản phẩm mạ.

đáp ứng đợc nhu các cầu này Ngành công nghệ mạ có thể cho ra đời thiết

bị và dụng cụ y tế có cả u việt của kim loại phủ và kim loại nền đó là chấtlợng bề mặt cao (nh độ bóng,độ kín lớn, tính bền hoá, cơ cao, lại không

độc hại với ngời bệnh…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy ) của các kim loại phủ và có cơ tính tốt của nền nh(độ cứng,độ dẻo…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy ) của các kim loại nền

Việc phát triển công tác y tế nhằm chăm sóc sức khoẻ cho một lợngdân số 80.000.000 dân là một nhiệm vụ cấp thiết mà đảng và nhà nớc ta

đang từng bớc tiến hành Việc phát triển công tác y tế không thể tánh rờiviệc nâng cao chất lợng của thiết bị, dụng cụ y tế chính vì lý do này màchúng ta phải cố gắng sản xuất ra các thiết bị ,dụng cụ y tế chất lợng cao đểphục vụ cho công tác y tế

+ Vai trò lớp mạ.

Đối với thiết bị, dụng cụ y tế ta chọn mạ 3 lớp vì nó bảo vệ kim loại nềntốt hơn mạ một lớp có cùng chiều dầy Do độ lỗ giảm, cân bằng ứng suất giữalớp mạ Tuy nhiên việc mạ nhiều lớp cũng làm quy trình công nghệ phức tạphơn

- Lớp mạ niken bán bóng: Không chứa lu huỳnh, có độ bền chống ăn mòncao, độ dẻo dai, độ gắn bám tốt

- Lớp mạ niken bóng: Cho lớp mạ có độ nhẵn bóng cao, giảm khâu đánhbóng sau mạ

- Lớp mạ Crôm: Làm tăng tính trang sức cho sản phẩm, tăng khả năngchịu mài mòn của thiết bị

+ Chọn chiều dầy lớp mạ.

Để bảo vệ kim loại nền tốt thì ngoài số lớp mạ, chiều dày lớp mạ cũng làmột vấn đề quan trọng Nếu lớp mạ mỏng, độ lỗ sẽ nhiều tạo ra những vi phingây ăn mòn kim loại Nếu lớp mạ dày quá thì ứng suất tăng làm lớp mạ sẽ bong

Bảng 1: - Chiều dày lớp mạ Ni – Cr cho thiết bị, dụng cụ y tế.

Chọn lớpmạ Ni – Cr trên nền thép nh vậy là khá dày so Với tiêu chuẩn (chiều dày lớp

lục 6 – 2) nhng vì thiết bị, dụng cụ y tế là một mặt hàng có giá trị, cần đợc

II Cơ sở thiết lập các bớc quy trình sản xuất.

Nguyên tắc chung nhất để thiết lập, xem xét một dây chuyền mạ phải bắtnguồn từ cấu trúc hình thái bề mặt, mức độ nhiễm bẩn bề mặt của vật liệu(hình 1) tiếp đến là các yêu cầu cảu sản xuất và thơng mại nhằm đáp ứng cácnhu cầu cần đòi hỏi của thị trờng, đảm bảo tính lu thông cao của sản phẩm làmra

ở đây ta chỉ nói về những nguyên tắc nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ,

đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm đầu ra Để hiểu rõ điều này ta xemxét tình hình vẽ mô tả hình thái cấu trúc tấn thép, lớp oxyt và tạp bẩn

Hình 1: - Hình thái cấu trúc tấm thép và lớp oxyt, tạp bẩn trên đó

Theo đó, để đảm bảo lớp mạ kim loại nào đó phủ đều và bám chính trênnền thép, các lớp tạp bẩn và oxyt cần đợc loại bỏ trớc tiên để có bề mặt thépsạch Bề mặt đó cần đợc bảo vệ, giữ nguyên cho đến tận khi mạ phủ một lớpkim loại Do đó dây chuyền công nghệ mạ cần phải có các công đoạn sau:

- Làm sạch bề mặt trớc khi mạ

- Mạ, điều chỉnh chiều dầy lớp mạ

- Sấy khô, kiểm tra đóng gói sản phẩm

Chơng II: Cơ sở lý thuyết mạ

I. Cơ chế tạo thành lớp mạ.

Mạ điện là dùng phơng pháp điện phân để kết tủa trên kim loại nền mộtlớp kim loại hoặc hợp kim mỏng để đạt đợc các tính chất nh: Chống ăn mòn,trang sức bề mặt, tăng tính dẫn điện …Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy của bề mặt

Cơ chế tạo thành lớp mạ gồm hai giai đoạn: Tạo mầm và phát triển mầm.Tốc độ tạo mầm lớn thì tinh thể sẽ nhỏ mịn Tốc độ phát triển mầm lớn thì tinhthể thô và to Mỗi giai đoạn có một tốc độ nhất định và căn cứ vào điều kiện

điện phân (nh nhiệt độ, mật độ dòng điện, khuấy trộn, thành phần dungdịch…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy ) mà giai đoạn nào sẽ chiếm u thế

Yêu cầu lớp mạ phải có kết tủa nhỏ mịn, sự kết hợp giữa các tinh thể chặtchẽ Vì vậy phải dùng phơng pháp làm tăng tốc độ hình thành mầm tinh thể.Nếu tốc độ hình thành mầm tinh thể càng cao thì trong một đơn vị thời gian kếttủa trên bề mặt càng nhiều, tốc độ tạo mầm lớn hơn tốc độ phát triển

Muốn cho tốc độ mầm lớn hơn tốc độ phát triển mầm phải tăng phân cựckatot Do đó phân cực catốt có ảnh hởng rất lớn đến tính chất mạ Ngoài ra,thành phần dung dịch, chế độ điện phân, chất phụ gia và công nghệ lại ảnh h -ởng lớn đến phân cực katốt Khi tinh thể kết tinh thì những tinh thể và cách sắpxếp các tinh thể ấy nh thế nào trong kết tủa cũng có ảnh hởng quyết định đếntính chất lớp mạ

Nhiều trờng hợp các tinh thể sinh ra bố trí một cách hỗn độn trong kết tủa.Nhng trong điều kiện điện phân nhất định các tinh thể ấy có thể sắp xếp theomột hớng và ở vị trí nhất định Định hớng càng cao thì cấu trúc tinh thể cànghoàn chỉnh và có ảnh hởng rõ rệt đến độ bóng, độ giãn nở nhiệt của lớp mạ.Thay đổi điều kiện phân, nhất là thay đổ mật độ dòng điện sẽ làm thay đổi tốc

độ phát triển của các hớng khác nhau, đa đến sự thay đổi cấu trúc tinh thể địnhhớng Tăng phân cực catốt trong phạm vi cho phép, mức độ hoàn chỉnh của cáctinh thể định hớng càng tăng Sau đây là một số yếu tố ảnh hởng đến quá trình

điện kết tủa kim loại

II ảnh hởng của chất điện giải đến cấu trúc lớp mạ.

II 1 ảnh hởng của bản chất điện giải.

Trong dung dịch muối đơn, kim loại đều ở dạng cation tự do, nồng độ ionlớn Vì vậy ở điều kiện bình thờng phân cực catôt bé do đó đợc lớp mạ thô, sầnsùi, dày mỏng không đều Riêng nhóm sắt, cabon, niken vì quá thế phóng điệnlớn nên ngay trong dung dịch muối đơn cũng có phân cực katôt lớn, lớp mạmịn đẹp

Đối với dung dịch muối phức, ion kim loại “lằm trong” muối phức, chúngphóng điện và phân cực katôt lớn, lớp mạ mịn, kín, đều đặn

II.2 ảnh hởng của nồng độ ion chất điện giải.

Nồng độ ion kim loại trong dung dịch có ảnh hởng nhiều đến độ mịn củatinh thể Muốn thu đợc lớp mạ tốt, cần phải có nồng độ dung dịch thích hợp

Nếu nồng độ dung dịch qúa cao sẽ làm giảm phân cực katôt, lớp mạ kếttinh thô xấu Dung dịch tơng đối loãng thì lớp mạ mịn, phân cực katôt tăng.Nhng nếu dung dịch loãng thì mật độ dòng điện giới hạn bé, tốc độ mạ giảm,hiệu suet dòng điện thấp, lớp mạ xấu, thô có khi hình thành nhánh cây Ngoài

ra nồng độ dung dịch loãng quá thì độ dẫn điện kém, điện thế bể mạ cao, tốnnhiều năng lợng

II 3 ảnh hởng của thành phần dung dịch điện giải.

Trong số các dung dịch mạ, ngoài muối kim loại ra còn cho thêm một sốmuối khác và axit tơng ứng để đạt đợc các mục đích sau:

- Tăng độ dẫn điện của dung dịch

- Làm cho tổ chức lớp mạ tốt

- Khống chế độ pH của dung dịch

Để làm tăng độ dẫn điện, lớp mạ phân bố tốt, kết tinh nhỏ mịn thờng chovào muối của kim loại kiềm

II.4 ảnh hởng của chất hữu cơ.

Các chất hữu cơ cho vào dung dịch mạ đợc dùng rộng rãi trong mạ Cácchất hữu cơ với hàm lợng nhỏ, nhng chúng làm tăng phân cực katôt, thay đổicấu trúc lớp mạ, cho nên thờng đợc lớp mạ mịn, bóng Chất hữu cơ chia làm baloại Chất làm bóng, chất san bằng, chất thấm ớt Chất làm bóng có thể tạo nênlớp mạ bóng, chất san bằng làm cho lớp mạ bằng phẳng, bổ khuyết chỗ lồi lõmcủa kim loại nền, đồng thời làm tăng độ bóng lớp mạ Chất thấm ớt làm tăngtính thấm ớt bề mặt, đề phòng sinh ra điểm rỗ và lỗ xốp Các chất hữu cơ thờngdùng là: Gielatin, Cumarin, 1-4 bitindiol, các dẫn suất Sunfonaphtalen…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

Khi cho chất hữu cơ vào phải lựa chọn cẩn thận, nghiên cứu tỉ mỉ tác dụngcủa nó, nếu không sẽ gây ra hiệu quả không tốt

III ảnh hởng của chế độ điện phân đến cấu trúc lớp mạ.

III 1 ảnh hởng của mật độ dòng điện.

Mật độ dòng điện biểu thị tốc độ kết tủa trên catôt, mật độ lớn thì kết tinhnhanh, mật độ dòng điện ảnh hởng đến cấu trúc lớp mạ Mật độ dòng điện nhỏ,mầm tinh thể sinh ra ít, lớp mạ thô mật độ dòng điện tăng thì phân cực katôttăng, lớp mạ mịn, kín

Nhng mật độ dòng điện quá cao thì sự phóng điện của ion ở lớp sát catotcao, khếch tán khống bù kịp, chỗ nhọn, lồi hay ở biên vật mạ, mật độ dòng

điện tập trung lớp mạ lớn lên rất nhanh, hình thành nhánh cây bong ra, có khisinh thành dạng kết tủa sần sùi trên toàn bộ bề mặt, rời ra nh bột

Tăng mật độ dòng điện có thể tăng năng suất thiết bị, nhng không thể tuỳ

ý đợc Đối với mỗi loại dung dịch chỉ có một khoảng độ dòng điện nhất định

phóng điện ion, quá thế hyđrô…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy nói chung nhiệt độ cao làm giảm sự phân cựckatôt, làm cho lớp mạ thô.

Nhng trong thực tế sản xuất thờng nâng cao nhiệt độ bởi nhiệt độ làm tăng

độ hoà tan của các loại muối, tăng độ dẫn điện, giảm sự thấm hyđrô, đợc lớpmạ mềm Nâng cao nhiệt độ có thể nâng cao đợc mật độ dòng điện, cho nênvừa đảm bảo thu đợc kết tinh nhỏ, mịn, tăng năng suất mạ

III 3 Khuấy.

Khuấy dung dịch có tác dụng san bằng nồng độ giữa lớp sát katôt và toàn

bộ khối dung dịch Vì vậy có thể mạ đợc dòng điện lớn, tốc độ tăng, hiệu suấtdòng điện cao mà vẫn đảm bảo chất lợng, lớp mạ tốt nhng khi khuấy phải th-ờng xuyên lọc, nếu không tạp chất sẽ kết tủa lên lớp mạ, tạo thành lớp mạ dạngnhánh cây Đối vớidung dịch axit sử dụng cách khuấy cơ khí hoặc khuấy bằngkhông khí nén đợc lọc sạch Đối với dung dịch xyanua không khuấy bằngkhông khí nén vì oxy và khí cabonnic sinh ra sẽ phá huỷ hợp chất xyanua Đa

số các nhà máy hiện nay sử dụng phơng pháp di động min cực vì kết cấu đơngiản, sử dụng thuận tiện, không khuấy động cặn bẩn

Phần III

Lựa chọn quy trình sản xuất,giá treo,

Sẩm phẩm mạ.

Chơng 1: Chọn quy trình sản xuất

I giới thiệu, chia nhóm và chọn chiều dày lớp mạ các sản phẩm mạ

Trong nội dung đồ án tốt nghiệp của ta là thiết kế phân xởng mạ thiết

bị, dụng cụ y tế năng xuất 100.000 m2/năm cho thiết bị, dụng cụ y tế Đểlàm cơ sở tính toán chúng ta sẽ đơn cử chọn 10 thiết bị, dụng cụ y tế sau (cóbản vẽ kèm theo ở trang bên):

350

Bản vẽ chi tiết của các thiết bị

I.1.Khay.

Khay đợc dùng trong bệnh viện chủ yếu để đựng các dụng cụ y tế khác

nh bông, panh, bơm tiêm…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy khi ngời y tá, bác sĩ khám, chữa bệnh cho bệnhnhân

25

25 60

I.7 Dao kê đơn thuốc.

Dao kê đơn thuốc cùng với khay kê đơn đợc đùng đẻ kê đơn thuốc chobệnh nhân

3

1 Thanh đỡ

2 Thanh Ngồi3.Thanh Chắn

II: Chia nhóm cho thiết bị

Thiết bị và dụng cụ y tế của ta bao gồm nhiều chủng loại với nhiều kích

cỡ Để thuận lợi cho việc gia công, tiến hành sản xuất ta chia nhóm cho thiết

bị Chia nhóm cho thiết bị dựa trên quy trình sản xuất cũng nh đặc điểm cấutạo của các thiết bị, dụng cụ y tế

Bảng 2 - Chia nhóm cho thiết bị

Nhóm Thiết bị Gia công Mạ Bản vẽ Ghi chú

B Thanh ngồi Phun cát Zn 9,10 Thiết bị cẩn bảo

Nhóm B: Nhóm B chỉ gồm các thanh ngồi của ghế, xe lăn ta mạ kẽm doyêu cầu về tính bảo vệ cao hơn các bộ phận khác, tính thẩm mỹ không cần khắtkhe

III.Chọn chiều dày lớp mạ

Thông thờng lớp mạ không đợc dày hay mỏng quá Lớp mạ mỏng quáthì kim loại nền hở tình bảo vệ kém Lớp mạ dày quá thì tốn hóa chất mà độgiòn lớn Thông thờng lớp mạ Ni có tính năng bảo vệ tốt là 20 μ m đối với cả

Ni bóng, Ni mờ Vì lớp Ni mờ dễ mạ, tính bảo vệ lại cao hơn, cơ tính tốt hơn

Ni bóng Ni bóng chỉ có tác dụng trang sức là chủ yếu cho nên ta chỉ chọnchiều dày của nó bằng một nửa Ni mờ Ta chọn lớp Ni mờ chiều dày 20 μ m,

a

lớp Ni bóng dày 10 μ m Lớp mạ Zn có tình bảo vệ tốt khi có chiều dày 30

μ m nên ta chọn chiều dày lớp mạ Zn là 30 μ m Lớp mạ Cr ta chọn là 0,3

μ m vì nếu dày quá lớp mạ Cr sẽ giòn, dễ bong, cơ tính kém mà lại tiêu tốn

hóa chất (Cr là kim loại khá đắt)

Bảng 3 - chiều dày lớp mạ.

Nhóm Thiết bị Chiều dày

A Panh, kéo cặp bông, kìm, Dao

kê đơn, Kéo, Dao mổ Ni mờ = 20 μ m

Ni bóng =10 μ m

Cr = 0,3 μ m

B Khay kê đơn, Ghế, Xe lăn, Khay

Zn=30 μ m

IV Chọn khung treo

Trong nội dung đồ án tốt nghiệp của ta thì các vật có kích thớc nhỏ chonên ta sử dụng khung treo vạn năng

Ta chọn 3 loại khung kích thớc khung axb nh sau:

Trọng ợng (Kg)

l-Diện tích (m 2 )

Số lợng (Cái)

Trọng lợng (Kg)

Diện tích (m 2 )

Số lợng (Cái)

Trọng lợng (Kg)

Diện tích (m 2 )

1 Khay 25.000 7.500 10.000 1.250 375 500 26.250 7.950 10.500

22.222 44.444 2.222 1111 1111 223.

333 23.333 2.333 2.333

ChÊn

22.222 44.444 2.222 1111 1111 223.

333 23.333 2.333 2.333

Bảng 5 - Số vật mạ trên một khung.

Tên vật mạ Bản vẽ

Số vật mạ trên khung (Cái/

khung)

Tổng diện tích

bề mặt vật mạ /1 Khung

Trọng lợng 1 khun g (Kg)

Kích thớc khung

Kế hoạch SX

S/d khung

350

10.500 52.500

A Khay kê đơn 8 2 0, 25 0, 6 900x

400

10.500

42.000 C Ghế

Thanh

đỡ 9 1 0, 20 2

900x 700

4.666

23.333 B Thanh

chắn 9 2 0,1 2

900x 700

2.333

23330 B Thanh

ngồi 9 2 0,15 3

900x 700

4.666

23.333 B Thanh

chắn 10 2 0,1 2

900x 700

2.333

23.330 B Thanh

ngồi 10 2 0,15 3

900x 700

3.501

23.340 B

Chơng II Kế hoạch sản xuất

I Chọn thời gian l m vi àm vi ệc của phân xưởng.

Các thiết bị, dụng cụ y tế của ta có diện tích khá lớn nên ta sử dụngphơng pháp mạ tĩnh, khung treo vạn năng.Trong điều kiện nớc ta việc áp dụngcơ giới hoá, tự động hoá khó khăn nhng nhân công rẻ cho nên ta sử dụng dâychuyền mạ thủ công Với dây truyền mạ thủ công của ta, ta chọn phế phẩm mạ

là 5%, số ngày làm việc 300 ngày/năm Ngày làm việc luân phiên 3 ca

Ta chọn chế độ ngày làm việc luân phiên 3 ca, mỗi ca làm việc 8 giờ.

Do quy trình sản xuất của ta là sản xuất thủ công cho nờn tổng thời gian sửachữa, bảo dưỡng thiết bị l 5% tà 5% t ổng thời gian sản xuất nghĩa l 13 ng y,à 5% t à 5% tthời gian nghỉ lễ…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy ết l 52 ng y nh, t à 5% t à 5% t ư vậy tổng số thời gian l m vià 5% t ệc thực

II.1.1 Các vật không có lỡi sắc: Đây là các nhóm có bề mặt khá sạch, các

thiết bị, dụng cụ có kích thớc nhỏ, hình dáng khá phức tạp không có ren chonên ta sử dụng phơng pháp gia công cơ bề mặt bằng biện pháp quay xóc Còn

về lớp mạ ta sẽ chọn lớp phủ 3 lớp Ni mờ – Ni bóng – Cr vì lớp phủ này vừa

đáp ứng đợc yêu cầu thẩm mỹ, bảo vệ ăn mòn của các thiết bị y tế trên Sơ đồgia công cho nhóm A này nh sau:

lớp phủ 3 lớp Ni mờ – Ni bóng – Cr vì lớp phủ này vừa đáp ứng đ ợc yêu cầuthẩm mỹ, bảo vệ ăn mòn của các thiết bị y tế trên Sơ đồ gia công cho nhóm Anày nh sau:

bề mặt đơn giản ta có thể áp dụng phơng pháp gia công cơ khí bằng biện phápphun cát

Quy trình sản xuất của nhóm B bao gồm các bớc nh sau:

1 Tẩy dầu mỡ hoá học.

Thùng quay xóc

Thùng quyay ớt của chúng ta là một thùng hình lăng trụ 6 cạnh dài 1m

đờng kính 60 cm:

Xóc có thể làm giảm độ nhám của vật mạ từ Rz=40 xuống đến 0,63

μ m sau thời gian gia công là 10 giờ Khi cần quay xóc thô ta sử dụng hỗn

hợp bột mài lớn hơn vật gia công Tỷ lệ thích hợp giữa vật mài và vật giacông là 1:1 đến 1:5

Trên thực tế ngời ta thờng sử dụng hai cách xóc là xóc khô và xóc

-ớt Xóc ớt 20% thể tích khoang chứa lỏng, chất bẩn loại bỏ bằng cách thaynớc cho khoang Xóc ớt cho ta chất lợng bề mặt nhẵn hơn Chúng ta có thể

sử dụng môi trờng xóc là axit hay bazơ Xóc thô ta sử chọn tần số xóc bécòn xóc tinh ta sử dụng tần số xóc lớn.Tần số tối u cho mài là 1000 đến

1500 lần/phút, cho đánh bóng là 2200 đến 3000 lần/ phút.Khi mài ta sửdụng biên độ 1 đến 3 mm

Xóc khô vật liệu là mảnh đá mài, bột mài Để khử bavia ta sử dụng

đá mài cứng, làm bóng ta sử dụng đá mài mềm (Thông thờng là Corumnhiệt luyện) Để xóc bóng vật liệu có kích thớc 8 đến 40mm, vật liệu Fe, Cr,

Al, cẩm thạch…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Chất độn là cao su, gỗ, phớt, nỉ…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

So với mài thì xóc sẽ gia công đợc vật có kích thớc nhỏ,hình dángcầu kỳ,cho năng xuất lớn nhng ngợc lại nó làm mất ren,lỡi của một số vật,tính mài mòn cao cho nên ta phải tính đến kích thớc này

III.2.Gia công bề mặt bằng phơng pháp mài

Một số vật có kích thớc nhỏ nhng không thể gia công bằng phơngpháp xóc vì chúng có lỡi sắc cần giữ nh dao, kéo thì ta phải sử dụng biệnpháp mài để gia công

 Mài thô:

Mài thô nhằm loại bỏ bavia khuyết tật lớn để bề mặt vật mạ cơbản bằng phẳng trớc khi mài tinh và lau bóng Mài thô thông th-ờng ta sử dụng đá mài hoặc phớt mài với hạt mài thô Thông th-ờng mài thô ta sử dụng đế mài bằng vải bạt dày 12 đến 15mm.Khi may các tấm ta có thể may theo đờng rẻ quạt hay xoáy

ốc Hạt mài là đá mài có cỡ hạt 40 đến 160 μ m vật liệu thờng là

đá mài, Corum (Al2O3) Keo dính giữa đế mài và hạt mài là hỗnhợp keo da trâu, axit oleix, steric, parafin, sáp ong…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy

Mài tinh

1 1.Bánh mài2.Mô tơ 2

Mài tinh ta sử dụng phớt mài bằng vải mềm (nỉ,vải fin,dạ…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy ) và

đợc may giống mài thô Điều khác biệt duy nhất giữa mài thô vàtinh là kích thớc hạt mài nhỏ hơn (Thông thờng là 3 đến 40 μ

Đánh bóng sơ bộ ta dùng hạt mài kích cỡ M 63 đến M 40 sau đódùng hạt mài kích thớc M 28 đến M 3

III.3.Tẩy dầu mỡ điện hoá.

Tẩy dầu mỡ điện hoá là biện pháp làm sạch bề mặt trớc mạ bằng

ph-ơng pháp điện hoá Phph-ơng pháp này cho ta bề mặt có độ sạch cao, thời gian giacông ngắn

Phơng pháp này thờng đợc áp dụng để tẩy dầu mỡ do các giai đoạn giacông cơ trớc đó bám vào bề mặt vật mạ Dung dịch tẩy điện hoá có thành phầngiống và loãng hơn dung dịch tẩy hoá học Phơng pháp Tẩy dầu mỡ điện hoá

có thể dùng dòng một chiều hay xoay chiều Khi dùng dòng một chiều thì vậttẩy rửa có thể là anot hay catot

Trong quá trình điện phân thì các bọt khí là O2, H2 thoát ra trên điện cực

sẽ lôi đi các giọt hay màng dầu mỡ làm cho tốc độ tẩy nhanh hơn

Tẩy anot nhanh hơn catot do dung dịch sát anot không bị kiềm hoá vàquá trình xà phòng hoá xẩy ra chậm, đồng thời thể tích H2 thoát ra lớn hơn O2

mà bọt O2 lại lớn hơn H2 lên tác dụng lôi bọt dầu mỡ kém hơn.Tẩy anot còn cóthể bị xám đen do O2 thoát ra có thể oxy hoá anot Tuy vậy tẩy catot làm cácvật tẩy giòn H vì vậy không lên tẩy lâu Ngày nay ngời ta chế tạo đợc nhiều

Bể tẩy anot bằng Ni

(Không dùng anot thép vì anot thép sẽ bị tan một phần nhỏ Fe tan nàybám vào bề mặt vật tẩy)

Dung dịch tẩy điện hoá có thành phần nh sau:

{ NaOH20→40(g/l) ¿ { Na 3 PO 4 12H 2 O20→40(g/l) ¿ { Na 2 CO 3 20→40(g/l) ¿ { T o C60→80 ¿ { Dc(A/dm 2 ):2→10 ¿ { Da(A/dm 2 ):1→2 ¿ { Tc(Ph):3→10 ¿¿¿¿

III.4.Mạ Ni mờ

Ni là một kim loại trắng bạc, dẻo, dễ cán, đánh bóng…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Độ cứng của Niphụ thuộc vào điều kiện mạ và dung dịch mạ (thông thờng là 4500 MPa đến5000MPa với lớp mạ bóng) Giới hạn bền 400 đến 500 MPa, độ giòn tơng đối

là 40% ,điện trở suất là 0,07.10-6 Ω m, khả năng phản xạ ánh sáng là 58 đến62%, từ tính cao, trọng lợng riêng là 8,9 g/cm3, nhiệt nóng chảy là 1452 0C.Lớp mạ Ni có thể làm việc tới nhiệt độ 6500C nếu lớn hơn nhiệt độ này lớp mạ

bị giòn Nhng nếu nung tới nhiệt độ 9000C lớp mạ sẽ dẻo trở lại Ni thông ờng có hoá trị 2 nhng một số trờng hợp nó có hoá trị 3

th-Trong không khí Ni bị bao phủ bởi một lớp oxyt mỏng trong xuốt tự sinh

ra do Ni tác dụng với oxy không khí Lớp oxyt này vừa bền, trong xuốt cho nênlớp mạ Ni trong không khí luôn bền, sáng bóng nếu nh lớp mạ này kín Cũngchính vì lý do này mà Ni là kim loại quan trọng trong công nghệ mạ

Ta biết rằng Ni không độc, không quá đắt, không làm phân huỷ axit vàvitamin lại có tính trang sức và bảo vệ cao cho nên nó rất phù hợp với mạ cácthiết bị, dụng cụ y tế

Điện thế tiêu chuẩn của Ni là 0,25 V dơng hơn của Fe cho nên nó là lớpmạ catot với Fe Để bảo vệ Fe bằng lớp phủ Ni thì Ni phải thật kín.Lớp mạ Nikhông kín sẽ tạo vi pin ăn mòn vì vậy ngời ta mạ Ni hai hay nhiều lớp Ni đểtăng độ kín, mạ Ni mờ trớc khi mạ Ni bóng

Lớp mạ Ni mờ cho độ kín cao, dễ gia công, ứng suất nội bé, độ gắn bámnền và kim loại khác cao cho nên nó đợc dùng làm lớp mạ lót Lớp Ni bóngcho độ bóng cao, cứng cao nhng ứng suất nội cao cho nên ngời ta mạ Ni bóngsau mờ để tăng tính trang sức và bảo vệ cho lớp mạ Ni

Dung dịch mạ Ni mờ có thành phần nh sau:

{ NiSO 4 7H 2 O(g/l):300→350 ¿ { NiCl 2 6H 2 O(g/l):45→60 ¿ { H 3 BO 3 ( g/l):30→40 ¿ { pH1,4→4,5 ¿ { Dc(A/dm 2 ):2,5→5 ¿¿¿¿

Dung dịch mạ Ni không cho hiệu suất 100 % cho nên sự thoát H2 sẽ làm

rỗ lớp mạ và gây cản trở sự khuếch tán Ni2+ từ dung dịch vào catot vì vậy taphải sục khí cho H2 thoát ra nhanh

Trong dung dịch cấu tử chính là NiSO4 độ hoà tan lớn Các dung dịchhiện đại thờng dùng nồng độ lớn hơn 300 g/l và thờng làm việc ở nhiềt độ cao(40 đến 70 0C )

Chất đệm sử dụng trong dung dịch là H3BO3 có tác dụng ổn định pHtrong dung dịch mạ cũng nh lớp dung dịch sát catot nơi H2 bay ra làm kiềmhoá dung dịch Nồng độ tối u của chất đệm là 20 đến 40 g/l Đối với dung dịch

pH thấp thì ngời ta thờng sử dụng chất đệm NaF hơn

Ion Cl- trong dung dịch có tác dụng chống thụ động hoá anot.Sự có mặtcủa Cl- vừa làm tăng độ dẫn điện vừa phá huỷ lớp thụ động tủa trên anot

Nhiệt độ thấp làm lớp mạ giòn, tốc độ mạ chậm Mật độ dòng cao làmlớp mạ giòn dễ cháy, hiệu suất dòng giảm nhanh.Tạp chất làm giảm nhiều cơtính của lớp mạ Mạ Ni rất nhạy với tạp chất Tạp chất có thể sinh ra tứ nhiềunguồn nh sử dụng hoá chất không sạch, do vật mạ rơi xuống rồi tan ra sinhcặn, do mùn anot, nớc rửa không sạch, ăn mòn thiết bị, dụng cụ…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Các tạp chấtnguồn gốc hữu cơ sinh ra do vật gia công rửa cha sạch, vải có dầu mỡ thôi ra,giá treo cha sạch, từ tay chân công nhân của công nhân, xác động vật chết(gián, thạch sùng chết rơi vào bể mạ…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy ) Tạp chất khí thoát ra chủ yếu từ catot,

CO2 thoát ra khi dùng Na2CO3 để điều chỉnh pH Không khí lẫn vào trong quátrình bơm, lọc gây giòn, rỗ lớp mạ Các I-on có hại khi mạ Ni là Fe, Zn, Pb,

Cu, Cr ngoài ra còn các tạp chất hữu cơ

Cu làm nhám lớp mạ ở vùng Dc thấp, Fe làm lớp mạ rỗ, bong nh bột, Al,

Si làm lớp mạ mờ nhẹ ở vùng Dc cao và trung bình Cr làm tăng tính phân bốnhng giảm khả năng bảo vệ của lớp mạ HNO3 đặc biệt có hại cho lớp mạ Ni

do NO3- làm kền khó mạ, catot bị đen, lớp mạ dễ bong

Hàm lợng các chất cho phép nh sau:

{ Fe<=0,1(g/l) ¿ { Zn<=0,01(g/l) ¿ { Cu<=0,02(g/l) ¿ { Pb<=0,001(g/l) ¿ { Cr<=0,04(g/l) ¿ { Sn<=0,02(g/l) ¿ { S<=0,005(g/l) ¿ { Al<=0,006(g/l) ¿¿¿¿

Khi nồng độ Ion Fe lớn hơn 0,1 g/l thì phải xử lý bằng cách axit hoádung dịch đến pH= 3,5 đến 4, đun đến 50 hay 600 Cho H2O2 vào để oxy hoá

Fe+2 thành Fe+3 Kiềmhoá dung dịch đến pH=6 khi đó lọc bỏ Fe(OH)3 kết tủa

Khi hàm lợng Cu2+ lớn hơn 0,02 g/l thì phải loại bỏ bằng cách axit hoádung dịch tới pH= 2,5 đến 3,5 và mạ xử lý ở điện thế 0,8 đến 1,0 vôn mật độdòng 0,1 đến 0,2 A/dm2 trên catot lợn sóng trong nhiều giờ cho tới khi đợc lớpmạ sáng

Loại bỏ Zn bằng cách cho thêm nớc vôi vào

Loại bỏ Cr bằng cách cho 1,2 g/l thuốc tím hay 2,4 g/l PbSO4 vào dungdịch hay bằng cách khử Cr6+ thành Cr3+ ở pH thấp (pH bằng 3 và khuấy) rồităng nhiệt độ nên 750C sau đó kết tủa ở pH cao

III.5.Mạ Ni bóng.

Mạ Ni bóng cho lớp mạ có độ bóng cao nhng giòn, độ kín nhỏ hơn củalớp Ni mờ Mạ Ni bóng dung dịch có thành phần giống nh mạ Ni mờ nhng cóthêm phụ gia bóng

Thành phần dung dịch mạ Ni nh sau:

{ NiSO 4 7H 2 O(g/l):300→350 ¿ { NiCl 2 6H 2 O(g/l):45→60 ¿ { H 3 BO 3 ( g/l):30→40 ¿ { Butadiol1,4(g/l):0,1 ¿ { Saccarin(40ml/l):0,7→1,5 ¿ { pH1,4→4,5 ¿ { Dc(A/dm 2 ):2,5→10 ¿ { T 0 C:50→60 ¿¿¿¿

Vai trò của các chất trong mạ Ni bóng giống nh trong Ni mờ Riêng 1,4butadiol có tác dụng làm vật mạ bóng hơn.Về vai trò của các chất làm bónghiện nay còn nhiều quan điểm khác nhau và cha đi tới thống nhất Hiện nayquan điểm đợc công nhận nhiều nhất là:

1,4 butadiol đợc hấp phụ lên bề mặt vật mạ, trên lớp Ni mờ làm thay đổitốc độ và khả năng phóng điện của ion Ni2+ và nh vậy ta sẽ đợc lớp mạ mịnhơn.

Các h hỏng khi mạ Ni và cách nhận biết:

Khi mạ Ni thờng xảy ra một số sự cố làm lớp mạ không đạt yêu cầu ta

có thể nhận biết nguyên nhân gây hỏng lớp mạ dựa vào bề mặt lớp mạ

 Lớp mạ bong tróc:Do ta tẩy dầu mỡ, rỉ bề mặt vật mạ cha sạch

Sau khi mạ Ni bóng vật mạ đợc rửa thu hồi, rửa rồi đem mạ Cr

Trong hợp chất Cr có hoá trị 6,3 Hợp chất Cr3+ có tính oxy hoá mạnh.CrO3 hoà tan trong nớc tạo ra hỗn hợp axit cromic Đơng lợng điện hoá của

Cr3+ là 0,648 g/Ah, Cr6+ là 0,324 g/Ah Lớp mạ Cr có tính trang sức,bảo vệ cao.Khi mạ trên nền Ni nó gắn bám tốt, nâng cao đáng kể cơ tính của lớp mạ Ni vì

độ cứng rất cao lại bền hoá

Lớp mạ Cr gắn bám tốt lên nền Cu, Fe, Ni…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy và cho ta lớp mạ có cơ tínhcao,tính trang sức, bảo vệ tốt cho nên nó là lớp mạ u việt trong công nghệ mạcác thiết bị dụng cụ y tế

Thực tiễn của công tác y tế yêu cầu phải có các thiết bị ,dụng cụ y tế có

độ bóng cao, độ xốp nhỏ, chịu va đập tốt đàn hồi tốt Trên thực tiễn có 3 lớpmạ Cr đợc tạo ra theo con đờng điện hoá đó là

Lớp mạ Cr xám (Lớp mạ này cơ tính kém không nên dùng)

Lớp mạ Cr bóng cho độ cứng cao, chịu va đập tốt

 Lớp mạ Cr sữa có độ xốp nhỏ, đàn hồi cao đây là lớp mạ u việt.Dung dịch mạ có thành phần nh sau:

Trong dung dịch này CrO3 tan trong nớc tạo thành hỗn hợp các axitCromic Tất cả axit Cromic là các axit mạnh.Quá trình mạ Cr rấtkhác với quá trình mạ các kim loại khác:

Mạ Cr tiến hành trực tiếp từ hỗn hợp các axit Cromic (H2CrO4 và

H2CrO7) chứ không phải muối kim loại kết tủa

Dung dịch mạ nhất thiết phải có mặt các ion hoạt hoá (thông thờng

Lớp mạ Cr có các tinh thể nhỏ mịn Lớp Cr bóng thông thờng kích thớccác hạt là 0,001 đến 0,01 10-6 m Lớp mạ Cr thông thờng chứa 0,2 đến 0,5 %

O2, 0,03 đến 0,07% H2 và rất ít N2 Mật độ dòng càng thấp, nhiệt độ càng caothì thể tích khí lẫn vào Cr càng nhỏ Sau sấy ở 3000C có thể loại bỏ đợc đến80% H2 có trong lớp mạ Cr

Lớp mạ Cr có hai dạng cấu tử tạo chính là Alpha Cr (Khối lợngriêng=7,1 g/cm3) và Beta Cr (Khối lợng riêng=6,08 g/cm3) Ngới ta thấy rằngdạng Alpha Cr là loại có cấu trúc chặt chẽ hơn Mạ ở nhiệt độ cao lớp mạ u tiênsinh ra Alpha Cr, cho lớp mạ cứng, độ bóng cao Dạng Beta Cr chỉ tồn tại ởnhiệt độ nhỏ hơn 250C còn khi nhiệt độ lớn hơn 250C nó sẽ tự động chuyểnthành dạng Alpha Cr đồng thời giải phóng H2 mà nó hấp phụ tạo nên sự co rút

về thể tích và chi chít các vết nứt trên bề mặt Lớp mạ Cr có ứng suất nội caocũng chính vì nguyên nhân trên Mạ Cr ở nhiệt độ cao làm giảm ứng suất,vếtnứt cũng tha hơn Ngoài ra ngời ta còn có thể điều chỉnh chế độ mạ bằng cách

điều chỉnh tỷ số nồng độ CrO3/ H2SO4 Độ dẻo của lớp mạ cũng phụ thuộc váochế độ điện phân Mạ ở nhiệt độ cao cho ta lớp mạ dẻo hơn

Trong công nghệ mạ Cr ta không sử dụng anot hoà tan cho nên nồng độdung dịch loãng dần theo thời gian mạ cho nên chúng ta phải thờng xuyênkiểm tra nồng độ dung dịch và phải bổ xung định kỳ Khi mạ Cr bị mất điệnhay cần mạ Cr lên Cr để tạo ra lớp Cr dày thêm thì ta phải đa vật mạ vào đợi nónóng lên bằng nhiệt độ dung dịnh, đổi chiều dòng trong 0,5 phút để hoạt hoá

bề mặt rồi mạ với dòng nhỏ rồi tăng giá trị dòng tới giá trị quy định sau 3 đến 5phút Lớp mạ Cr đem nhúng vào dung dịch trung hòa cho ta lớp mạ sau nhúng

có nhiều u hơn lớp mạ cũ nh tăng thêm khả năng thụ động của Cr, không đổi

màu, không tan trong HCl, bền háo Tăng độ bền ăn mòn cho bề mặt thép mạ

Cr bằng cách gia công catot trong dung dịch :

{ Na 2 Cr 2 O 7 ( g/l):50 ¿ { pH:4,5 ¿ { T o C:95 ¿ { t(Ph):1→3 ¿¿¿¿

Khác với mạ Ni thì dung dịch mạ Cr khó pha chế nhng rất ít gây nên sự

cố, hỏng hóc

VI.1 Tẩy dầu mỡ hoá học.

Dung dịch tẩy dầu mỡ điện hoá có thành phần nh sau:

Dầu mỡ có hai loại là dầu mỡ nguồn gốc hữu cơ và dầu mỡ nguồngốc khoáng vật

- Dầu mỡ có nguồn gốc hữu cơ là Este phức tạp của Glixerin và

nhiều loại axit

- Dầu mỡ có nguồn gốc khoáng vật đa phần do các quá trình gia

công cơ khí trớc đó đem đến

Nhiệm vụ của khâu tẩy dầu, mỡ hoá học này là làm sạch tất cả các

loại dầu mỡ này

- Đối với dầu mỡ nguồn gốc hữu cơ thì khi nhúng vào dung dịch

tẩy sẽ xảy ra quá trình xà phòng hoá tan trong nớc

(C17H35COOH)C3H5+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3

- Đối với dầu,mỡ nguồn gốc khoáng vật thì chúng sẽ bị nhũ tơng

hoá, biến dầu mỡ trên vật mạ thành nhũ tơng , nhờ chất nhũhoá, chất cặn bẩn bong ra khỏi bề mặt rồi đi vào dung dịch

Về tác dụng của các chất trong dung dịch nh sau:

Na2CO3 phân huỷ tạo thành môi trờng kiềm, có tính đệm, làm mềmnớc, tăng tính chất của chất hoạt động bề mặt (keo tán chất bẩn)

Na3PO4 thuỷ phân cho môi trờng kiềm, có tính đệm có tính hoạt động

bề mặt (Keo tán chất bẩn), giảm độ cứng của nớc (Tạo phức chất Ca,Mg),

Fe2 (SO4)3+ H2SO4=2Fe2(SO4)3+ H2O.

2Fe2 (SO4)3 + 2Fe=6 FeSO4

Nồng độ Axit H2SO4 cho tốc độ hoà tan nhanh nhất là vào khoảng 20

đến 25% trọng lợng Để nền ít tan nên dùng nồng đọ nhỏ hơn 20% trọng ợng Khi nhiệt độ tăng thời gian tẩy rỉ giảm xuống nhng s bay hơi của HCltăng nhanh Ngời ta nhận thấy rằng tốc độ tẩy của HCl phụ thuộc chủ yếuvào nồng độ trong khi đó tốc độ tẩy của H2SO4 lại phụ thuộc chủ yếu vàonhiệt độ Không nên tẩy HCl ở nhiệt độ lớn hơn 400 vì nó sẽ làm HCl bayhơi rất nhanh làm hao tổn hoá chất và hại sức khoẻ công nhân

l-VI.3.Phun cát.

Phun cát là biện pháp dùng khí nén,chất lỏng phun cát vào vật liệu màivới tốc độ lớn để làm sạch vật mạ gia công

Phun cát đợc áp dụng cho các vật có kích thớc lớn, hình dáng đơn giản

-u điểm của phơng pháp này là cho ta bề mặt sạch, năng s-uất cao

Vật liệu phun cát là hạt mài, cát, mạt gang…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Chúng ta không đợc dùngvật liệu lớn quá để phun vì chúng sẽ làm hỏng bề mặt gia công,xâm thực hạtmài Vật liệu mài phải đợc tẩy bỏ dầu mỡ, giữ sạch trong phòng kín,khô ráo tr-

ớc khi đem dử dụng Nếu hạt mài bằng vật liệu kim loại thì ta phải tẩy rỉ cho

nó nếu nó có rỉ Vật mạ mảnh hay giòn, mềm thì hạt phun nhỏ, áp suất nhỏ.Năng suất phun phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh góc phun (tốt nhất là 45 đến

600), khoảng cách súng với vật mạ, áp suất khí phun,cỡ hạt…Ngành Điện hóa … ,Hệ: Chính quy Ta cũng có thểdùng biện pháp phun ớt Gia công cho thép dùng bùn 30% cát, 70% nớc Th-ờng cho thêm Na2CO3 để sau gia công vật mạ không rỉ.Với mỗi cỡ hạt có ápsuất khí tối u với nó

Hạt 40 đến 28 micromet áp suất tối u 0,5 Mpa

Hạt 125 đến 100 micromet áp suất tối u 6 đến 9 Mpa