Автоматическая автооператорная линия фосфатирования стальных деталей с годовой производительностью 70000 кв.м.

Скачать

Характеристика обрабатываемых деталей, обоснование вида и толщины покрытия. Выбор и расчет оборудования, его унификация и агрегатирование. Энергетические затраты проектируемого участка покрытий. Расход пара и сжатого воздуха, сырья и материалов.

Размер: 1,0 M
Тип: курсовая работа
Категория: Химия
Скачать

Другие файлы:

Фосфатирование металлов. Исследование процессов холодного и ускоренного фосфатирования
В работе освещаются вопросы теории и современные методы горячего и холодного фосфатирования цветных и черных металлов....

Автоматическая гальваническая линия покрытий никель-хром

Гибкая автоматическая линия для производства деталей типа валов и втулок с разработкой системы управления и информации для обрабатывающего центра
Описание изделия БМПВ-С. 1.01.04.072 (болт), анализ методов получения заготовки и описание используемого материала, оборудования. Расчет режимов резан...

Восстановление автомобильных деталей
В пособии освещен опыт восстановления стальных, чугунных, алюминиевых деталей различными способами. Предназначено для студентов и специалистов занимаю...

Ремонт оборудования сваркой
Дана классификация разрушений и износов деталей, рассмотрены способы ремонтной сварки стальных и чугунных деталей, дан обзор методов наплавки, применя...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

Автоматическая автооператорная линия фосфатирования стальных деталей с годовой производительностью 70000 кв.м.

Введение

Потребность в значительном росте производства продукции машиностроения, повышении качества продукции, сокращении материальных, энергетических и трудовых ресурсов при изготовлении промышленных изделий диктует необходимость в соответствующем увеличении объёмов тех производств, которые обеспечивают надёжную защиту изделий от коррозии, придание им специальных свойств, снижение их металлоёмкости и улучшение товарного вида.

В решении этих вопросов существенная роль отводится гальванотехнике. В машиностроении широко применяются электрохимические, химические и анодно - оксидные покрытия.

По назначению покрытия делят на защитные, защитно - декоративные и специальные. Основная цель защитного покрытия - защита поверхности деталей от атмосферной коррозии. Защитно - декоративные покрытия защищают детали от коррозии и придают им эстетический вид. Специальные покрытия применяют для придания деталям поверхностной твёрдости, износостойкости, жаростойкости, отражательной способности, электропроводности, смазывающих, изоляционных и других специальных свойств.

Фосфатированием называется процесс обработки металлов раствором фосфатнокислых солей, в результате которой на поверхности образуется слой нерастворимых фосфатов. Метод образования фосфатного слоя прост, экономичен и не требует сложной аппартуры.

Фосфатирование широко применяется в народном хозяйстве как важное средство защиты металлов от коррозии, для декоративной отделки металлических изделий, а также во многих других случаях, когда в специфических условиях производства могут быть эффективно использованы другие ценные свойства фосфатных покрытий.

Защитные свойства фосфатных покрытий сами по себе ограничены вследствие пористости слоя. Однако в сочетании с лакокрасочной или масляной пленкой фосфатный слой, обладающий прекрасными адгезионными свойствами, является весьма эффективным при защите металлов от коррозии.

Так как образование фосфатных покрытий часто не вызывает существенного изменения размеров детали, фосфатирование широко применяется в качестве защитного покрытия для болтов, гаек и других крепежных деталей с последующим пропитываем их смазочными веществами.

В металлургической промышленности и в машиностроении используется свойство фосфатных покрытий не смачиваться расплавленным металлом.

Во многих областях машиностроения, судостроении и приборостроении используются не только защитные свойства фосфатных покрытий, но главным образом их способность выполнять роль грунтовки для лакокрасочного покрытия или смазки. Одновременно решаются задачи декоративной отделки металлических изделий.

Ценные антифрикционные свойства фосфатных покрытий позволяют эффективно применять фосфатирование с последующим промасливанием при холодной прокатке и штамповке изделий. Вследствие уменьшения коэффициента трения существенно снижается потребная мощность оборудования и значительно повышается скорость обработки металлов.

В электропромышленности и приборостроении могут быть использованы электроизоляционные свойства фосфатных покрытий.

1. Технологическая часть

1.1 Характеристика обрабатываемых деталей. Обоснование вида и толщины покрытия

Для фосфатирования выбирается из широкого номенклатурного ряда деталей толкатель плунжера, его изготавливают методом холодного выдавливания. Чтобы стальная заготовка легче поддавалась большим механическим нагрузкам, её надо покрыть специальным фосфатным покрытием, которое в сочетании со смазкой обладают высокими антифрикционными свойствами. Данную форму деталь приобретает после двух штамповок, перед каждой из которых проводится процесс фосфатирования. Толкатель плунжера передает движение от коленчатого вала к плунжеру. Деталь работает в мягких средах, в условиях износа при трении.

Деталь, предназначенная для нанесения фосфатного покрытия, приведена на рисунке 1. Её характеристика приведена в таблице 1.

Таблица 1. - Характеристика обрабатываемых деталей

Наименование детали

Характеристика детали

Годовая программа, м2

Обозначение

покрытия

Материал с указанием марки

Габаритные размеры (диаметр Ч высота), мм

Масса, кг

Площадь покрытия, дм2

Группа сложности

Толкатель плунжера

Сталь 15Х

35,5 Ч 38

0,118

0,63

2

70000

Хим.Фос.

прп

Фосфатное покрытие на стали по ГОСТ 9.301 - 86 должно быть от светло - серого до черного цвета. После пропитки мыльным раствором должно быть от темно - серого до черного цвета. Покрытие может иметь мелкую и крупную кристаллическую структуру.

Не являются браковочными следующие признаки:

? неоднородность размеров кристаллов на участках местной закалки, сварки, наклепа, различной шероховатости поверхности, на обезуглероженных учатсках;

? белый налет, удаляемый протиркой;

? налет фосфатного шлама на нерабочих поверхностях;

? следы медного электрода на деталях, сваренной точечной или роликовой сваркой;

? пятна, разводы и натеки после пропитки эмульсией, лаком или после гидрофобизирования, не мешающие сборке и не влияющие на работоспособность изделия.

Фосфатированию можно подвергать углеродистые низколегированные стали, чугун, некоторые цветные и легкие металлы. Высоколегированные стали фосфатируются с трудом, и на них образуются пленки более низкого качества, чем на углеродистых сталях. Фосфатные пленки на алюминии и магнии являются менее надежной защитой от коррозии, чем пленки, полученные электрохимическим оксидированием.

Рисунок 1. - Эскиз толкателя плунжера

1.2 Теоретические основы процесса фосфатирования

деталь покрытие агрегатирование

Формирование фосфатной пленки начинается с электрохимического растворения металла, причем на анодных участках поверхности металл в ионном состоянии переходит в раствор, на катодных участках происходит выделение водорода:

Me2+ + 2H3PO4 > Me(H2PO4)2 + H2

(1)

Результатом этой реакции является понижение содержания H3PO4 в растворе, что приводит к уменьшению концентрации ионов водорода и образованию вторичных и третичных солей:

Me(H2PO4)2 - MeHPO4 + H3PO4

3 Me(H2PO4)2 - Me3(PO4)2 + 4 H3PO4

(2)

(3)

Образующиеся однозамещенные фосфаты легко растворимы в воде, двухзамещенные трудно растворимы, а трехзамещенные практически не растворяются. Получающаяся при реакциях свободная фосфорная кислота повышает концентрацию ионов водорода в растворе, что способствует дальнейшему ходу процесса. Выделившийся на поверхности металла осадок нерастворимых фосфатов образует с ним прочную кристаллохимическую связь.

Для предотвращения диссоциации однозамещенного фосфата и создания благоприятных условий для образования нерастворимого трехзамещенного фосфата раствор должен содержать некоторый избыток фосфорной кислоты. Одновременно следует учитывать, что чрезмерный избыток кислоты может сдвинуть реакцию в нежелательную сторону. Образование однозамещенных солей затрудняет формирование сплошной пленки или вообще препятствует ее возникновению. Поэтому кислотность раствора играет большую роль в процессе получения фосфатных покрытий.

В промышленности успешно применяются фосфатирующие растворы на основе препарата мажеф. Они легко приготавливаются, довольно стабильны в эксплуатации, позволяют получать пленки удовлетворительного качества. Обычно концентрация препарата составляет 28 - 35 г./л. Для приготовления такого раствора загружают в ванну препарат мажеф из расчета 35 - 40 г./л, заливают водой и, периодически помешивая, кипятят в течение 15 - 20 минут. Избыток препарата берут с учетом того, что он частично расходуется на фосфатирование поверхности стальной ванны и разлагается при ки...