发动机活塞油环硬铬电镀车间的设计.doc

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目录

一、概述......................................................................4

1.1选题背景.................................................................4

1.2课题特点.................................................................4

二、电镀铬...................................................................4

2.1电镀原理................................................................4

2.2镀铬原理................................................................4

三、电镀铬车间设计任务.........................................................5

3.1设计题目.................................................................6

3.1.1活塞汽环工作条件分析..................................................6

3.1.2活塞汽环材料的选择....................................................6

3.2设计要求.................................................................6

四、生产工艺设计.............................................................6

4.1汽环零件的基本信息.......................................................6

4.2镀铬工艺流程设计.........................................................6

4.2.1镀前处理............................................................6

4.2.2镀铬................................................................7

4.2.3镀后处理.............................................................7

4.2.4不合格镀层的退镀.....................................................7

4.3镀铬工艺卡片.............................................................7

五、生产任务分析..............................................................8

5.1电镀时间分析.............................................................8

5.2生产产量分析.............................................................8

六、生产设备设计及选择.........................................................9

6.1挂具....................................................................9

6.1.1形式和结构...........................................................9

6.1.2外形尺寸.............................................................9

6.1.3挂具组成............................................................11

6.2镀槽....................................................................11

6.2.1外形尺寸............................................................11

6.2.2镀槽选材............................................................12

6.2.3镀槽的注意事项......................................................13

6.3直流电源.................................................................13

6.4电镀槽必备附件...........................................................13

6.5过滤循环设备.............................................................13

6.6对开门热风循环烘箱.......................................................13

6.7设备清单.................................................................13

七、产品质量检验和环保要求设计...............................................13

7.1镀层质量检测.........................................................13

7.1.1镀层外观检测........................................................14

7.1.2镀层结合力测试......................................................14

7.1.3镀层厚度测试........................................................14

7.1.4镀层孔隙度的测定....................................................14

7.1.5镀层显微硬度的测定..................................................14

7.1.6镀层耐蚀性检测......................................................14

7.2环保措施................................................................14

八、车间设计.................................................................15

8.1车间工艺设计............................................................15

8.2车间组成及平面布局......................................................15

8.3车间注意事项............................................................16

参考文献....................................................................16

一、概述

1.1选题背景

汽车的节能、环保、安全是全球研究的重点，而汽车节能和排放与发动机密切相关。

发动机是汽车的心脏，是汽车关键部件。

汽车发动机发展趋势向高转速、高功率、高耐久性、高环保性以及电子化方向发展。

活塞连杆组由活塞、连杆、活塞环、活塞销和连杆等组成，其中活塞环是燃油发动机内部的核心部件，它和汽缸，活塞，汽缸壁等一起完成燃油气体的密封，活塞环的工作环境十分恶劣，加上对其功能要求又很高，因此，活塞环的材料应具有很高的耐磨性、抗刮伤性、耐蚀性、导热性、贮油性、密封性、弹性和疲劳强度，还必须具有很低的摩擦系数。

实践表明，提高发动机的转速容易引起活塞环的颤振。

为此，对活塞环材料的疲劳强度提出了更高的要求。

1.2课题特点

铬是一种微带蓝色的银白色金属，相对原子质量51．99，密度6．98～7．21g／cm3，熔点为1875～1920℃，标准电极电位为一0．74V，金属铬在空气中极易钝化，表面形成一层极薄的钝化膜，从而显示出贵金属的性质。

镀铬层具有很高的硬度，镀铬层有较好的耐热性，镀铬层的摩擦系数小，特别是干摩擦系数，在所有的金属中是最低的。

所以镀铬层具有很好的耐磨性，铬镀层具有良好的化学稳定性。

本次课题选择的是对汽油发动机的活塞油环进行硬铬电镀。

二、电镀铬

2.1电镀原理

电镀是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。

电镀装置示意图

电镀液：

（1）主盐：

是指镀液中能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐，用于提供金属离子。

主盐浓度应在一个适当的范围，同一条件下浓度升高，电流效率增高，沉积速度加快，镀层晶粒较粗，溶液分散能力下降。

（2）导电盐：

是指提高溶液的电导率，对放电金属离子不起络合作用的碱金属或碱土金属的盐类。

还会提高阴极极化，使镀层致密。

（3）络合剂：

能络合主盐中的金属离子形成络合物的物质。

（4）缓冲剂：

，一般由弱酸弱碱的酸式盐组成。

用来稳定溶液酸碱度的物质。

（5）添加剂：

为了改善镀层性能的物质。

可包括光亮剂、整平剂、润湿剂和抑雾剂。

2.2镀铬原理

铬是微带蓝色的银白色金属，在大气中很稳定，能长期保持其光泽，在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐的溶液中及有机酸中非常稳定，但溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。

镀铬层硬度高、耐磨性好、反光能力强、有较好的耐热性（480-500℃时开始氧化变色）。

镀铬工艺的特点：

从常用的铬酸电解液中电镀铬，其工艺特点如下：

镀铬电解液的主要成分不是金属铬盐，而是铬酸；镀铬电解液中必须加入少量具有催化作用的阴离子，如硫酸根、氟硅酸根等，才能使电镀过程正常进行；电解液的分散能力很低，不易得到均匀的镀层；镀铬使用的电流密度和电压较高，而电流效率低；阳极采用铅、铅-锑合金或铅-锡合金等不溶性阳极。

镀铬原理：

目前工业上广泛使用铬酐（CrO3）和少量局外阴离子（SO42-或F-）组成的电解液，因此电镀