Электроосаждение сплава олово-висмут на латунные детали

Введение………………………………...……………………………………….10
2 Технологический раздел…………………..…………………………………12
2.1 Выбор вида и толщин металлопокрытий…………………..…...………13
2.2 Выбор и обоснование способа нанесения покрытия………..…….…13
2.3 Теория выбранного способа…….……………………………………..…14
2.4 Обоснование выбора электролита………………………………………15
2.5 Выбор и обоснование технологической схемы………….……………18
2.6 Выбор и обоснование основного оборудования……..………………26
3 Конструктивный расчёт……………………………………………..……… 31
3.1 Определение времени покрытия в основной ванне……....…………31
3.2 Расчёт фондов времени работы оборудования…………….………… 32
3.3 Расчёт производительности линии при ручном обслуживании....…34
4 Расчёт габаритов гальванической ванны………………………….....……35
4.1 Внешняя длина ванны……………………………..……..…………………35
4.2 Внешняя ширина ванны………………………..………..…………………35
4.3 Высота ванны …………………………………..…………...………………35
4.4 Объём ванны………………………………………………..…….…………35
4.5 Объём электролита в ванне………………….……………………………35
5 Материальные расчёты……………………….………………………..……37
5.1 Расчёт расхода анодов………………………………….….………………37
5.2 Расчёт расхода химикатов…………..………………….…………………37
5.3 Расчёт расхода воды……………………..………………..………………40
6 Энергетические расчёты…………………..………………………………46
6.1 Расчёт напряжения на штангах гальванических ванн…...……...……46
6.2 Расчёт джоулевой теплоты гальванической ванны…….…..…..……47
7 Безопасность жизнедеятельности………………...…...........…………49
7.1 Анализ опасных и вредных факторов………………….........….…… 49
7.2 Экологическая экспертиза и мероприятия по защите……...………50
8 Экономическая часть…………………....................……………..……55
9 Список литературы………………………....................………….……59

Олово – это мягкий металл серебристо-белого цвета с лёгким голубым оттенком. Температура плавления 232 0C, плотность 7,28 г/см3, атомная масса 118,7, удельное сопротивление 11,5∙10-8 Ом∙м, стандартный потенциал олова минус 0,14 В. В атмосферных условиях олово окисляется медленно. Практически не растворяется в минеральных кислотах при комнатной температуре. Олово легко растворяется в концентрированных соляной и серной кислотах. С органическими кислотами олово образует комплексные соединения.
Покрытие оловом применяется главным образом для защиты изделий от коррозионного разрушения в среде органических кислот и их солей, содержащихся в пищевых продуктах. Олово – один из немногих металлов, соли которого не вредны для человеческого организма. Поэтому практически всю пищевую тару, а также металлическую посуду и аппараты для хранения и производства пищевых продуктов покрывают оловом. При этом значительная доля олова расходуется на лужение консервной жести. В связи с этим, а также с целью экономии олова консервную жесть покрывают слоем очень малой толщины (порядка 0,5–1,5 мкм).
Гальванические покрытия наносят не только для защиты от коррозии, но и для придания поверхности детали специальных функций: повышенной твёрдости, улучшенной паяемости, повышенной электропроводности.
Оловянные покрытия характеризуются низкой микротвёрдостью, хорошим сцеплением с основным металлом (сталью, медью и её сплавами, никелем и другими металлами), эластичностью и устойчивостью к сероводороду и органическим кислотам, а также к воздействию тропического климата. Они отлично выдерживают нагрузку при свинчивании, механические удары и деформацию. Тем-пература их плавления 232ºС, а удельное электрическое сопротивление составляет 0,12·10–4 Ом∙м.
Свежеосаждённые покрытия оловом и его сплавами хорошо паяются, а оплавленные не теряют этого свойства в течение длительного времени. Оловянные покрытия в силу своей хорошей электропроводности и способности к пайке широко применяют в электротехнике, радио– и электронной промышленности для уменьшения переходного сопротивления и обеспечения надёжной пайки проводников контактирующих устройств. Опасным, однако, недостатком для покры-тий оловом и его сплавами является образование нитевидных кристаллов: в условиях насыщенных электромонтажных схем они способны вызывать короткие замыкания близлежащих цепей. Появление и рост нитевидных кристаллов вызывается внутренним напряжением покрытия, под действием которых металл стремится перейти в устойчивое состояние с наименьшим количеством свободной энергии, формируя монокристаллы нитевидной формы. Монокристаллы образуются за счёт поглощения огромного количества мелких кристаллов вещества, термодинамически неустойчивых, имеющих искажённую кристаллическую решётку. Для предотвращения образования нитевидных кристаллов в покрытие олова вводят такие металлы, как свинец, никель или висмут. Они, хотя и не исключают полностью возможность образования «игл», но, однако, способны в течение длительного времени предотвращать их возникновение. Ещё одним недостатком оловянных покрытий является то, что при продолжительном хранении, даже в нормальных условиях, они со временем теряют эту способность к пайке, поэтому детали нередко приходится подвергать повторному лужению или оплавлению. Легирование олова небольшим количеством висмута (0,3–2,0%) значительно улучшает способность к пайке даже через год складского хранения.

Диплом бакалавра был сдан формально (т.к. после этого продолжал обучение в магистратуре) в апреле 2018 года в НГТУ им. Алексеева (Нижний Новгород).