SIT电镀车间设计

概论

1.目的

某电镀加工厂要新建一幢电镀车间，以满足被加工对象的外观和内在质量等多方面的要

求：经设计后建成的电镀车间满足工艺成熟稳定、设备运行合理，资源利用率高、对环境污

染小、投产费用低。

2.设计的依据

每年需要电镀加工下水45度连接管数量：135万/年，三班制生产。镀件由黄铜管制作,

在电镀加工之前已经过320号打磨和抛光处理，表面和管内存在抛光膏和轻微氧化物。

设计要求：要求设计一条直线式电镀生产线，为其安排一相应的车间和配备必须的辅助

场地。

电镀要求：

（1）要求电镀防护装饰性镀层，表面近白色、平滑光亮，有一定的耐磨性，表面

不能有明显的划痕和毛刺。

（2）表面镀层有较好的抗变色能力。

（3）镀层通过24小时酸性盐雾试验（ASS）,无腐蚀点出现。（全部表面镀层）

3.车间概况

经设计该厂车间坐北朝南，车间内通道为东西走向，两侧设大门，仓库设有与外界相通

的大门，以方便产品的进出。车间总长为48m,宽18m,产房净高度7m,车间除生产区外

还设有辅助办公区等场地，生产区面积大约300nR辅助等办公场地430m2。

车间北侧分布有仓库、原料库、实验室、净化水、电源室、机修室、更衣室、办公室。

南侧为前后处理室和工艺车间。

被加工零件从仓库门.进入存放，然后进入电镀线，镀完后进入检验室，完成检验后放入

成品库，最后由成品库大门直接运送出厂。人员来往，原料输送等主要以东西两侧大门出入,

见设备平面图。

4.工作生产组织

(1)生产班制

根据每年生产135万为产量要求以及产品尺寸要求，本车间是三班制生产。

(2)生产年时基数

工作日：一周5天，全年52周，10天国定假期，一年为251个工作日，时间损失为II%。

三班制生产设备的年时基数为5140小时。

(3)人员配备(见表I)

表1车间人员配备表

生产工人辅助工人管理人员技术人员

\型

*\

机电运行计统检工化设

修工输政划计脸艺验备废

电

每班411211121111

镀

前

处每班311211121111

理

总人数99管理人员占30席

技术人员占24%女工占6%

5.车间生产能力

经设计后生产运行周期为5.3分钟，一次出24个零件。

实际生产量为：p=----------------=----------------------=139.65力只/年

金5.3

增产量为：

139.65-135=345%<5%

135

返工率为：2%

碳酸钠(g/L)20-30

磷酸三钠(g/L)50-70

硅酸钠(g/L)10-15

温度(℃)80-90

操作时间(min)±15

②酸洗

盐酸1:1

温度(℃)室温

操作时间(min)±5

③电化学除油

氢氧化钠(g/L)10-15

碳酸钠(g/L)20-30

磷酸三钠(g/L)50-70

硅酸钠(g/L)10-15

温度(°C)70-80

电流密度(A/dnO3-8

阴极(min)5-8

阳极(min)0.3-0.5

电镀：电镀银，铭工艺现在都较为成熟，我们知晓的一些工艺都较为古老，应用性不好，我

们这里选用现今常用的加添加剂的镀液，这种镀液性能好，得到的镀层结晶细致，光亮，溶

液电流效率高等许多优点。

①镀半光亮锲

硫酸锲(g/L)300-350

氯化钠(g/L)18-22

硼酸(g/L)40-45

SN-无硫半光亮剂1.0-L4、

PH4.0-4.8

阴极电流密度(A/cW)2-6

电流效率95%

温度(℃)52-58

搅拌方式阴极移动

电镀时间(min)15.36

注：SN-92上海永生助剂厂研制，供应。

②镀光亮银

硫酸银(g/L)250-30()

氧化银(g/L)50-60

硼酸(g/L)40-50

LY-923(M)开缸剂(g/L)20-25

LY-923(R)补充剂(g/L)0.8-1.2

LY920润湿剂1.0-4.0

PH384.4

温度(℃)55-65

阴极电流密度(A/dn?)3-4

电流效率95%

注：添加剂由天津市中盛化工新技术开发公司研制生产

③镀铭

铭好(g/L)160-200

硫酸(g/L)0.6-0.8

三价铭(g/L)<2

格酊：硫酸100:0.3-0.4

RL-3C添加剂(g/L)4.5-5.5

电流密度(A/d-)6-12

阳极Pb-Sn(>5%)

SRI：SBJ1:2-3

电流效率18-22%

注：添加剂由湖南稀土金属材料研究所研制。

电度计算时间:

60hxy

计算公式:___x______-___

100exDkxr)A

式中：t----电镀时间(min)

h——电镀层厚度1微米)

Y——电镀层金属比重(g/cn?)

c----电化学当量(g/Ah)

Dk----阴极电流密度(A/dm2)

nk-----阴极电流效率(％)

结果:

60hxY

镀半光亮银:=15.36min

100cxDkxr|A,

镀光亮银一瑞,出

=10.24min

（2）工艺流程

上架一碱性除油一热水洗一清洗一超声波除油一热水洗一清洗一酸洗一清洗一清洗一电化

学除油一热水洗一清洗一酸洗一清洗一清洗一镀半光亮银一回收一镀光亮锲一回收一回收

f回收一清洗f活化一热纯水洗一装饰镀铭一回收f回收一回收f清洗一热水洗f干燥一

下架

（3）各工序的工艺规范，见附表一，生产工艺卡

（4）各工序对设备的要求见附表二，参数配置表

4.工艺加工方式

本工艺采用直线式自动线挂镀的形式组织生产。

三、挂具和槽体

1.挂具

挂具是工件电镀的载体，它主要传送电流和支撑镀件的重量，挂具对零件电镀的质有着

直接的影响。设计时既要考虑材料的导电性和机械强度，又要考虑制作的成本。根据工艺，

采取铜质材料。土杆和支杆可适当降低要求，采用导电性相对低些的钢铁材料，从而降低制

作的成本。不锈钢丝具有较好的机械强度所以将它作为挂具的挂钩。根据镀件及挂具的重量,

将挂具定为一排挂装4个工件，一个挂具设计2排支杆，共吊挂镀件8个。

（1）挂具尺寸

a.工件之间的间距为60mm,工件边缘与主杆相距40mm。

挂具宽度=2X40+3X60+4X120=740nun

b.「件最高点距液面5（）mm,液面距槽口150mm,槽口距极棒100mm,「件长240mm,

工件上下距50mmo

挂具高度：2X240+50+100+150+50=830mm

（2）挂具示意图

2.固定槽

固定槽是电镀车间的主要设备。槽子尺寸的确定直接影响到车间的生产能力及技术经济

标准，其长、宽、高均应满足电镀加工设备，镀层质量的要求。采用的材料对工艺无影响，

且有一定的强度、耐用、来源广、成本低。

（1）制作槽子的材料

本设计中槽体采用聚丙烯塑料板：U型钢作加强筋内筋，外包聚丙烯塑料防腐。槽壁厚

度15

加强筋的尺寸：6#U型钢63X40:；聚丙烯塑料厚度5

（2）工艺槽中得极棒数

主要参数：年时基数514C，h/年；年产量135+135义5%=141.75万只/年；返工率2%

每根极棒吊挂挂具3个，总工件数24个。

理论周期：r=Z^=5140x24x60xQ.98=5J2

14175(H)

以镀半光亮银为例:

电镀时间15.36位口

阴极棒数n=--------=----=3木艮

理论周期5.12

因此，为满足电镀时间需采用3根阴极棒。

各处理槽的极棒数如卜.:

①化学除油槽3

②超声比除油槽1

③酸洗槽1

④电化学除油槽I

⑤半光亮银镀槽3

©光亮镀银槽2

⑦镀格槽1

⑧清洗槽1

⑨回收槽1

⑩活化槽1

@热水槽

⑫干燥箱3

(3)各类槽子的内径尺寸

A.槽体内径的计算方法

以镀半光亮银为例：

①槽长

L=1I+212+1X=3X740+50X2+2X100+100=2620mm-*2600mm

li极棒上挂具边缘之间的距离(mm)12挂具到边缘的距离(mm)k阴极移动(mm)

②槽宽

B=nb1+2nl3+(n+1)b2+2L+yb3+yk

=3X40+3X2X200+4X50+2X50+2X50+2X50=1820m1L1800mm

b镶件的厚度(mm)b镶件边缘与阳极的距离(mm)b2阳极壁厚(mm)

L阳极与加热管的距离(mm)b3加热管外径(mm)k加热管与槽壁的距离(50mm)

n极棒数y加热管数

③槽高

H=hi+h2+h3+h4=530+150+50+250=980—1000mm

hi挂具中镀件的有效高度［mm)1匕液面到槽沿的高度(mm)

h3镀件最高点与液面的距离(mm)ht镀件下端距槽底的高度(mm)

B.电镀线各类槽体的内径见下表2：

表2电镀线各类槽体的内径尺寸

化学除油槽2600X1200X1000

超声波除油槽2600X450X1000

酸洗槽2600X450X1000

电化学除油槽26(X)X900X1000

清洗槽2600X450X1000

热水槽2600X450X1000

活化槽2600X450X1000

半光亮银镀槽2600X1800X1000

光亮镀银槽2600X1400X1000

铭镀槽?60()X900X1000

干燥箱（3个）2600X650X1000

（4）槽子外径尺寸

在设计中，为了尽可能缩小自动线的长度尺寸,常常将某些辅助槽设计成联体槽的形式,

因此自动线上的槽子尺寸并不是简单的槽子内经加上壁厚和将强筋。

A.设计计算方法

a.单槽：以半光亮银镀槽为例

槽长:2600+15X2+63X2+5X2=2766

槽宽：1800+15X2+63X2+5X2=1906

槽高：1000+15=1015

半光亮银镀槽外径尺寸为：2766X1966X1015

b.双联槽：以热水洗清洗双联槽为例：

槽长：2600+15X2+63X2+5X2=2766

槽宽：450X2+15X3+63X2+5X2=1081

槽高：1000+15=1015

c.三联槽：以回收、回收、回收三联槽为例

槽长：2600+15X2+63X2+5X2=2766

槽宽：450X3+15X4+63X2+5X2=1546

槽高：1000+15=1015

B.各类槽体的外径尺寸

化学除油槽2766X1366X1015

超声比除油槽2766X616X1015

热水洗，清洗双联槽2700X1081X1015

电化学除油槽2766X1066X1015

半光亮银镀槽2766X1966X1015

光亮镀银槽2766X1566X1015

镀珞槽2766X1066X1015

回收、回收、回收三我槽2766X1546X1015

清洗、活化双联槽2766X1081X1015

酸洗槽2766X616X1015

干燥箱2766X800X1615

（5）自动线槽体设备明细表见附表二

四、自动线参数

自动线尺寸

(1)长度

自动线长度是生产线长度方向上各种尺寸的和。

A.槽体宽度总和为：22553

B.阴极移动装置两套：2X400=800

C.槽边排风：化学除油、电化学除油、镀铭采用双侧排风，酸洗采用单侧排风，合计:

250X8=2000

D.槽体排列中槽体间隙：10X18=180

总长：25533

⑵宽度

自动线宽度由单槽的长度和两侧安装管道等空间、操作平台的宽度等组成。

A.单槽长度：2766

B.安装管道所需空间：300X2

C.操作平台的宽度：700

总宽：4066

⑶高度

高度是指槽体部分和基座之和。

A.槽体高：1000

B.基座高：300

总高度：1300

五、主要辅助设备

L阴极移动装置

采用搅拌能提高工艺的电流密度从而加快电镀速度提高生产效率，同时采用搅拌能防止

镀层产生条纹，增加镀层的光亮度。因此，电镀中一般都采用搅拌。本次镀馍工艺中，我采

用了阴极移动方式搅拌。

参数：移动距离100

移动频率20次/分

设备数量：2套

2.过渡机

电镀过程中由于不均匀溶解和镶件在溶液中溶解积累机械类杂质，而过滤镀液能减少机

械类杂质在镀液中的积累，防止镀层出现粗糙、毛刺等故障。

半光亮镀银槽：2-3次/h型号：CR400-3016t/h

光亮镀银槽：2-3/h型号：CR400-2010t/h

镀珞槽：l-2/h型号：CR400-106t/h

注：上海大张过滤设备有艰公司

六、行车设计

表3行车技术参数表

项目台数臂数水平速度垂直速度起吊距离吊臂间距

数据3213m/s14m/s1100mm0.4m

1.行车设计

A.次数升降33次

B.升降高度：1000-250+1()0+250=1100mm

C.车速度：水平：13m/irin

升降：14m/min

2.行车运行周期设计

A.行车运行总时间

各类槽延时：

第二次酸洗：30-60s

活化：30-60s

镀铭:2min

行车运行中动作转换延时：=1.65

60

.21,2〃/,25.5x21.1x33x2/卜八

7L.=------F-------+&+/』=---------1------------------F4+1t.65=14.9min

V,K341413

B.车台数

^=—=2.9取3台

琮5.1

C.每台行车的工作周期

第一台和第一台行车在第13步清洗槽内交换，第一台和第三台行车在第25步热纯水洗槽内

交换。

A车:

a.槽体宽度总长：11.3m

,2/,2*11.3x22x13x1.1…

-------H------------F0.65=4.2min

4寸寸百1413

B车：

总长8.8m

升降次数12

72/,2〃/,8.8x22x12x1.1”

71=—L+--+-----+---------+0.6+1=4.9min

8KK1413

C车:

总长：6.1m

升降次数：7

丁2/,2叫

T=----F---4-/^4-/.妇当在四+0.35+2=4.4min

c匕匕1413

D.实际生产周期

三车均小于理论周期

E.实际产量

Tx//?x605140x24x60=

p=----------=------------=144.56万

65.12

去除不合格品数144.56-(1-3%)=140.22

*=39%

所以设计符合要求。

七、槽电源

生产线上所用的电源，根据确定的工艺均采用三相桥式可控硅整流，一台电源给一个槽

子供电。电源布置在相对应的工艺槽边，减少铜排长度，减低能耗。

（1）半光亮银

单个镀件的面积为S=6dn?；一根阴极棒上有工件24个，有三根阴极棒，电流密度上限6A.

铜排布线长度6m：槽电压6V

S总二24X6X3=432dm?

IHd^kXImax=lX6X432=2592A

VHd>Vmax+V线=6.6V

Px2/x勒

S>=645mm2

10%XL

结果：整流器选择：三相侨式3000A/12V

导电排：100X8铜导电排一片。

（2）光亮银

同理，选择整流器：三相桥式2000A/12V

导电排：80X6铜导电排一片。

（3）镀格槽

选择整流器为：三相桥式2000A/12V

导电排:80X6铜导电排一片。

（4）电化学除油槽

选择整流器为三相桥式3000A/12V

导电排为100X8铜导电排。

八、排风设计

电镀生产过程中，工艺槽中会散发出有害气体。为了防止有害气体污染环境，影响工艺

和生产设备，必须结合工艺设置排风。

1.排风装置参数

在本次的工艺中，化学除油槽，电化学除油槽，酸洗槽，镀饴槽需要排风。现经过设计

得到的参数如下表4：

表4设备对排风的要求表

排风量风罩型号（尺寸）只

(m3/h单（双）侧

截面长度条缝形式

设备名\

)数

化学除油槽3400高13250X2503X2双

电化学除油槽2600高20250X2502X2双

酸洗槽1800高36250X2503单

镀辂槽3400高26250X2503X2双

2.排风设计计算为例

化学除油槽为例：

（1）排风形式

B=1200>600采用双侧高截面排风罩。

查的初风速0.3m/s

高截面排风罩尺寸：自动线上250X250

（2）排风量

（BV

L=3600xCxVxAxBx一=3404m3/h取3400m3/h

（3）排风罩参数

采用6只排风罩组合。每只排风罩的排风量为：

L=3400/6=566.7m3/h

讣确定条缝形式

V1取10m3/h

ki6566.7

f==0.0157，/

3600xV13600x10

j_=0.0157=025<03所以可采用等高条缝

Fl0.25x0.25

B、条缝尺寸

,f0.0157八…

/1)=—=-------=0.013/77

/1.2

条缝高度：13mm

九、管道设计

电镀车间的生产过程中得镀前处理、电镀、镀后处理。干燥过程中均需要一定的温度,

通常采用加热的方法来满足。电镀企业采用蒸汽加热，用管道输送至设备进行加温是较为经

济的方式。本自动线采用压力为0.3MPa。

1、加热设备的参数

根据指定的工艺，需要加热的槽体有：化学除油槽，电化学除油槽，热水槽，半光亮银

镀槽，光亮银镀槽，镀铝槽。参数如下表5：

表5设备对加温的要求表

蒸汽

支管A管

X求加i

量槽内加热

设备名、

最大管径管径形式

材料材料

(kg/h)(DN)（DN）

化学除油槽175钢管32钢管25双侧

电化学除油槽164钢管32钢管25双侧

热水槽70钢管25钢管20双侧

半光亮镶103钢管32钢管25双侧

光亮锲88钢管32钢管25双侧

镀辂槽58钢管25钢管20双侧

2、蒸汽加热计算示例

化学除油槽:V=2600X1200X(1000-150)=2652L

①蒸汽量

-QVrc(t^P

G=—=----=~^^^-^-=175kg/h

RTR-

②输送管管径

先设流速20m/s

4x175.......

---------------------------=0.038/w

3600x3.14x20x2.12

查手册，取管径DN32

③加热管管径

一般加热管管径比输送管小一个尺寸，取625。

十、给排水设计

1.给水

(1)设备供水参数

电镀车间需要用水的设备比较多，不同的工艺对水质的要求不同，根据本电镀线的工艺,

生产线上使用二种水：自来水和纯水。各设备参数见表6

表6生产线用水量

水质要求用水量支管

用水设备名

自来最大平均

称纯水材料管径

水(m3/h)(m3/h)

热水洗411.30.34PVC20

清洗9021.04PVC25

槽边水龙头230.088PVC25

（2）用水设备参数确定举例

以热水槽为例

①水槽体积：V=2600X450X(1000-150)=995L取In?

②水槽维持用水量：Q=VXn=lX0.3=0.3m/h

③水槽最大用水量：Qmax=(n+1)XV=(0.3+1)Xl=1.3m7h

④水槽平均用水量：“二吐—产”=0.34m，h

4x1.3

⑤支管管径:=0.0196m

3.14x1,2x3600

查手册，管径为DN20

（3）槽边水龙头

杳手册，槽边水龙头按每年每班150m3

（4）车间最大用水量

Q*g二0.8X（1.3X5+2X9+0.88X4）=22.4m3/h

（5）主管管径

==

黑00=

管径：DN80

2.排水

车间总排水量与给水量相同，参照给水量估算，但对于污水需要分开处理。

(1)酸碱废水

酸碱废水主要有除油，酸洗后的热水槽和清洗槽。热水槽3个，清洗槽7个

采用平均用水量计算：

总排水量：0.34X3+1.04X7=8.3m：7h

(2)镀银废水

镀银工艺后清洗槽1个

总排水量：1.04m7h

(3)镀格废水

镀格工艺后清洗槽1个，热水槽2个

总排水量：1.04+0.34X2=1.72ni7h

本生产线的总排放量为：」1.06•/h

凡排放的工业废水中含有害物质时，一定要经过处理，使其符合国家规定和当地的工业

废水中有害物质的排放标准。

十一、设计总结

本次设计考虑了各方面的因素，综合的设计了整个电镀车间的方方面面。自动线型的电

俄生产效率高，工人在进行上下挂具时因设计也会比较珏松。但是在许多方面还不够完善,

例如行车的设计，因为能力有限，我采用了顺序式的布置，在利用率上还不够完美。

经过本次设计，收获颇丰，更加深入，全面地了解了整个电镀生产过程。

目录

一、概论........................................................................1

1.目的.....................................................................1

2.设计的依据...................................................二........1

3.车间概况................................................................1

4.工作生产组织............................................................2

二、车间工艺....................................................................4

1.前言....................................................................4

2.镀层结构................................................................4

3.主要工艺及工艺流程...........................................