Краткий справочник гальванотехника - 1993 - Ильин. Справочник гальванотехника санктПетербург " политехника"
 Скачать 3.02 Mb.
|
Глава 3ОБОРУДОВАНИЕИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ6. Оборудование для подготовительных операцийПодготовка поверхности деталей перед нанесением покрытий заключается в устранении забоин и других дефектов поверхности, а также в удалении с поверхности жировых загрязнений, окалины и продуктов коррозии. Подготовка поверхности производится механическими и химическими способами. Оборудование для механической подготовки поверхности. Наибольшее распространение в гальванических цехах получили двухшпиндельные и ленточные станки специального назначения. Так, например, станки шлифовально-полировальные двусторонние марки 3Б853 (ТУ 2-024-5220—79) и марки 3Б855 (ТУ 2-024-5219—79) производства Дербентского завода шлифовальных станков имеют характеристики, представленные в табл. 46. Станки приспособлены как для обработки деталей на шлифовальном или полировальном круге, так и на абразивной ленте. Станки марок 3Б890, ЛСП, НЛПС являются универсальными ленточными станками. Для абразивной обработки поверхности деталей применяют и другие виды оборудования: галтовочные барабаны, установки подводного полирования, установки для виброабразивной и гидроабразивной обработок. Наиболее перспективными из этих установок являются установки виброабразивной обработки, которые обладают большой производительностью и обеспечивают более высокую чистоту поверхности, что достигается подбором среды. Детали и рабочая среда загружаются в резервуар, который подвергается вибрации с частотой 15—50 Гц при различных амплитудах колебаний. Таблица 46. Технические характеристики универсальных полировальных станков
В результате интенсивного перемещения деталей и абразивной среды происходит сглаживание поверхности. Виброабразивная обработка применяется также для удаления окалины, заусенцев, скругления острых кромок, удаления облоя с пластмасс и т. д. Гидроабразивная обработка осуществляется в установках, где абразивно-водяная пульпа под действием сжатого воздуха очищает поверхность деталей, придавая ей однородную шерохо-ватость. В качестве абразивной пульпы служит смесь электрокорунда или песка и воды в отношении 1:4. Установки для химической подготовки поверхности. Для удаления жировых загрязнений с поверхности деталей применяют установки двух типов: установки для обезжиривания в парах растворителя и установки для обработки деталей в щелочных растворах. Схематически устройство установок первого типа представлено на рис. 4. Рабочая емкость заполняется кипящими при невысоких температурах негорючими жидкостями — фреоном, трихлорэтиленом, четыреххлористым углеродом, хлористым метиленом и др. В камерах установок жидкости нагреваются до кипения и пары жидкости, конденсируясь на холодных деталях, смывают с них жировые загрязнения. Когда детали прогреваются, конденсация прекращается и детали, перемещаясь из паровой зоны вверх, попадают в пространство над паром, где тонкая пленка растворителя испаряется и детали выгружаются чистыми и сухими. В практике гальванических цехов подобные установки встречаются сравнительно редко из-за токсичности большинства рас- Таблица 47. Основные размеры ванн по ОСТ 2 П65-I-80
творителей и сложности их герметизации. Для обезжиривания деталей в щелочных растворах используют моечно-сушильные установки типа УПН-М производства завода специального технологического оборудования (г. Нальчик). Так, например, установка УПН-6 имеет следующие технические характеристики: Производительность, кг/ч 100—120 Мощность, кВт . . . 11,37 Габаритные размеры очищаемых деталей, мм: максимальные 40×40—80 минимальные 3,5×3,5×50 Количество барабанов 2 Частота вращения барабанов, об/мин. . . 11 Число программ 3 Вместимость бака, л 200 Габаритные размеры установки, мм .... 796×883×1598 Масса, кг 340 Для очистки деталей средних размеров выпускаются установки струйной обработки типа МСА, в которых детали перемещаются по конвейеру, интенсивно орошаются щелочным раствором. Чаще всего операцию обезжиривания выполняют в стационарных ваннах или в ваннах автоматических линий, которые представляют собой стальные конструкции, оборудованные подогревом и вытяжными вентиляционными устройствами. В соответствии с ОСТ 2 П65-1—80 централизованно выпускают серию типа 03 (2; 3), 06, 07 (табл. 47). Ванны для травления в кислотах изготавливают из кислостойких материалов (винипласта, полипропилена, керамики) или же из коррозионно-стойкой стали марки 12Х18Н10Т. Ванны оборудуются вытяжными устройствами и должны снабжаться крышками с гидравлическим затвором, как показано на рис. 5. Ванны для промывочных операций. По способу подачи воды и стока ванны могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми (каскадные) и многоступенчатыми. На рис. 6 показаны схемы промывок в промывочных ваннах. Для интенсификации промывочной операции ванны оборудуются барботерами, в которые подается очищенный сжатый воздух, или механическими мешалками. Наиболее рациональным способом организации проточной промывки является такой, при котором подача воды в верхнюю зону, а слив ее через перегородку из нижней зоны (см. рис. 6). В таком варианте детали при выгрузке проходят через наиболее чистый слой воды. 7. Оборудование для гальванических операцийОсновным оборудованием в гальваническом производстве являются ванны, которые применяются как при ручном обслуживании (стационарные ванны), так и в составе автоматических линий. Конструкция ванн зависит от характера применяемых растворов, режимов обработки, габаритных размеров деталей. Элементами конструкции ванн являются нагреватели, барботеры, змеевики для охлаждения, механизмы движения катодных штанг, устройства для фильтрации и тому подобные вспомогательные средства. Серийно выпускаемые заводом литейного оборудования в г. Пинске стационарные ванны по своим типоразмерам и конструкции соответствуют ОСТ 2 П65-I—80. В зависимости от назначения ванн они оборудуются всеми необходимыми средствами для обеспечения химической стойкости, нагрева, перемешивания, вентиляции и т. п. Например, ванна типа 18 характеризуется следующим образом: «ванна для электролитической обработки металлов с вентиляцией, нагревом, перемешиванием. Корпус стальной с футеровкой пластикатом, с теплоизоляцией. Нагрева- тель из стали 06ХН28МДТ. Барботер полиэтиленовый. Максимальная температура раствора 60 °С». Основные размеры ванн представлены в табл. 47. В серийно изготавливаемых автоматических и механизированных автооператорных линиях для нанесения электрохимических, химических и анодноокисных покрытий применяют ванны следующих размеров (мм): Длина 1120 1600 2240 2240 Ширина 630 800 1000 1120 Высота 900 1000 1250 1600 Ванны также оборудованы всеми необходимыми средствами, обеспечивающими выполнение технологических операций. Большое значение для стойкости ванн, их долговечности и ремонте-способности имеют материал и способ футеровки. В табл. 48 представлены материалы, рекомендованные для футеровки. Под термином «пластикаты» подразумеваются следующие материалы: поливинилхлорид (ПВХ), называемый иначе винипласт, термостойкость до 60 °С; полипропилен термостойкостью до 100 °С (температура размягчения 143°С); фторопласт Ф-2м1 термостойкостью до 130 °С; пластикат по рецептуре П57-40КЭ (ТУ 6-05-1146—75), термостойкостью 70 °С. Способы футеровки пластикатами представлены в работе [19]. Таблица 48. Материалы, рекомендуемые для футеровки ванн
_____________ 1 Материал выдерживает такие агрессивные среды, как минеральные кислоты, окислители, щелочи, углеводороды. Ванны колокольного и барабанного типов. Покрытия мелких деталей производят в ваннах колокольного или барабанного типа. Колокольные ванны погружного типа (рис. 7) серийно выпускаются Тамбовским заводом гальванического оборудования. Кроме колокола, куда загружаются детали и ванны с электролитом, в комплект установки входят выпрямители тока; бак для сбора излишка электролитов, стекающих с обработанных деталей; корзина для сбора обработанных деталей. Ниже приведены основные технические характеристики колокольной ванны для цинкования ВК-40: Производительность при толщине цинко- вого покрытия 6—9 мкм, кг/ч 33 Объем колокола, м3 0,04 Загрузка колокола по массе, кг 33 Частота вращения колокола, об/мин .... 10 Рабочий объем ванны, м3 0,37 Тип выпрямителя ВАКР-320-18 Габаритные размеры ванны (длина × ши рина × высота), мм 2005×912×1300 Для покрытия очень мелких деталей, таких как иглы, застежки молний, контакты и др., обработка которых в перфорированных колоколах и барабанах невозможна, применяют колокольные ванны наливного типа, схематически изображенные на рис. 8. Колокольные ванны этого типа представляют собой емкость в виде усеченного конуса или многогранной пирамиды, установленную наклонно на станине. Разгрузка колокола происходит при наклонении колокола для слива электролита. Барабанные ванны представляют собой 6—8-гранную призму, изготовленную из неметаллических, кислотощелочестойких материалов. В барабан загружают мелкие детали и подвергают их гальванической обработке при вращении барабана в ванне. Барабаны различают по габаритным размерам и условиям применения. Установки, состоящие только из одной ванны, в ко- торой осуществляяется нанесение покрытия, применяются сравнительно редко, так как подготовительные операции выполняются на сеточных приспособлениях, значительно увеличивая трудоемкость. Обычно компонуется механизированная, или автоматическая линия, в которой барабан с деталями перемещается из ванны в ванну с помощью механических устройств. Автоматические линии для гальванической обработки деталей. Эти линии являются основным средством автоматизации гальванических процессов. Их применение позволяет не только увеличить производительность и снизить трудоемкость гальванических операций, но и обеспечить высокое качество покрытий: снизить расход материалов и, что особенно важно, облегчить условия труда рабочих. По конструктивным особенностям автоматические линии разделяются на автооператорные и на линии с жестким циклом. Автооператорные многопроцессорные линии с программным управлением наибольший эффект дают в условиях большого разнообразия видов покрытии, их толщины и размеров обрабатываемых деталей. Программное управление осуществляется командоаппаратом или средствами вычислительной техники, которые в отличие от командоаппарата выполняют функции управления технологическими режимами и определения оптимальных решений по загрузке линий многопроцессорного типа. По современной технологии автооператорные линии называют гибкими производственными модулями (ГПМ) благодаря их технологической гибкости, т. е. способности к перестройке технологических процессов без конструктивных изменений унифицированных узлов, из которых они компонуются. В зависимости от грузоподъемности автооператоры делятся на подвесные (тельферные), портальные и консольные. Подвесные автооператоры (рис. 9, а) перемещаются по направляющим путям, расположенным над ваннами, которые обычно крепятся к перекрытию цеха. Грузоподъемность таких автооператоров до 2000 кг. Ванны в линиях с подвесным автооператором легко обслуживаются и могут иметь различные габаритные размеры. Весьма распространенные на предприятиях линии типа «УГАЛ» имеют подобного вида автооператоры. Портальные автооператоры (рис. 9, б) перемещаются по направляющим путям, расположенным на уровне ванн. Линии с таким автооператором удобны для низких помещений с обработкой тяжелых крупногабаритных деталей. Грузоподъемность автооператоров 300-400 кг. Консольные автооператоры перемещаются по направляющим, установленным по другую сторону ванн. Несмотря на более сложное обслуживание ванн, линии с консольными автооператорами получили наибольшее распространение в отечественной промышленности. Грузоподъемность консольных автооператоров до 200 кг. Автоматические автооператорные линии для гальванических покрытий типа АЛГ, для анодно-окисных покрытий типа АЛА и для химических обработок типа АЛХ выпускаются серийно Тамбовским заводом гальванического оборудования в номенклатуре, насчитывающей более 100 наименований. На приборостроительных предприятиях большое распространение получили автоматические линии типа АГ-42, выпускаемые Ярославским заводом «Машприбор». Линии выполнены в двух вариантах: с размерами ванн 1100×700×900 мм и 1500×700×1200 мм. Все выпускаемые автооператорные линии рассчитаны на обработку деталей как на подвесках, так и в барабанах; в большинстве линий осуществляются оба варианта одновременно. Компоновка ванн в линиях допускается самая разнообразная, наибольшее распространение получили следующие компоновки: однорядная прямолинейная, двухрядная овальная и двухрядная прямолинейная (рис. 10). Пример компоновки показан на рис. 11. В линиях АГ-42 с целью интенсификации работы стойки загрузки—разгрузки выполнены двухпозиционные (с накопителем). Автооператоры всегда забирают детали со второй (наиболее удаленной от рабочего) позиции и устанавливают обработанные детали или освободившиеся от них штанги для очередной загрузки на первую (ближайшую к рабочему) позицию. Перемещение штанги с первой позиции на вторую осуществляется транспортером с механическим приводом. Ванны, в которых рабочие растворы должны быть термостатированы, снабжены датчиками контроля температуры и исполнительными механизмами. Промывные ванны снабжены устройством автоматической подачи сжатого воздуха в барботеры для перемешивания воды при очередной загрузке ванны деталями. Ванны никелирования снабжены индивидуальным устройством покачивания катодных штанг. В ванне электрохимического обезжиривания предусмотрена буферная емкость для очистки раствора от загрязненной пены. В комплект унифицированных узлов входит передвижная установка для фильтрации растворов через сменные тканевые фильтры. Промывочные ванны во всех типах автооператорных линий предусмотрены двух типов: каскадные двухступенчатые и одноступенчатые в зависимости от требований к качеству отмывки. Автоматические линии с жестким циклом предназначены для цехов с большой производственной программой в условиях массового производства и стабильных технологических процессов. Производительность таких линий обычно составляет до 100 м2/ч. Тамбовский завод гальванического оборудования выпускает серийно кареточные подвесочные овальные линии жесткого цикла производительностью до 75 м2/ч при нанесении гальванических покрытий и до 100 м2/ч при нанесении химических и аноднооксидных покрытий. В числе выпускаемых линий линия никелирования стальных деталей (АЛГ-139) производительностью 45 м2/ч; линия защитно-декоративного хромирования (АЛГ-380) производительностью 40 м2/ч; линия цинкования (АЛГ-405) производительностью 90 м2/ч. 8. Оборудование для производства печатных платВ производстве печатных плат много гальванохимических операций, однако пластинчатая форма печатной платы при наличии большого числа отверстий малого диаметра (0,3; 0,5; 0,8; 1,0 мм), а также большой масштаб производства плат потребовали создания специальных видов оборудования, отличающегося от аналогичных по назначению видов оборудования для гальванических цехов. На основе типовых унифицированных модулей для струйной обработки в конвейерных линиях созданы линии травления меди в аммиачном растворе КМ-1, химической подготовки поверхности перед нанесением фоторезиста КМ-2, химической подготовки поверхности слоев перед прессованием КМ-3, проявления фоторезиста типа СПФ-ВЩ КМ-4, удаления фоторезиста типа СПФ-ВЩ КМ-5, химико-механической подготовки поверхности заготовок КМ-6, травления в кислом растворе КМ-8. Линии характеризуются одинаковым архитектурным оформлением и следующими техническими характеристиками: Размер обрабатываемых заготовок, мм: максимальный 530×530 минимальный 150×150 Производительность, м2/ч 14 Скорость конвейера, м/мин 0,03—0,6 Ширина конвейера, мм 560 Линии выпускаются производственным объединением «Зарница». Аналогичного типа линии и установки, например линия травления (КПМ 1.240.017—ТУ), подготовки поверхности (КПМ 1.002.000 ТУ), производятся рядом предприятий электротехнической и приборостроительной промышленности. Для получения защитных рисунков с помощью пленочных фоторезистов выпускаются комплекты установок, в которые входят ламинатор — установка для нанесения пленочного фоторезиста, установка для экспонирования рисунка, установка для проявления фоторезистов типа СПФ-2 в хлорированных растворителях в комплекте с установкой рекуперации растворителей, установка снятия фоторезиста СПФ-2 в хлорированных растворителях и др. Для выполнения операций химического и гальванического меднения созданы автоматические линии типа АГ-44 производительностью 150 тыс. заготовок в год, линия химической металлизации электролитической металлизации производительностью до 100—150 тыс. плат в год. 9. Вспомогательное оборудованиеУстановки для фильтрации электролитов. Эти установки являются необходимой принадлежностью каждого гальванического цеха. Наибольшее распространение получила фильтровальная установка производства завода химического машиностроения «Прогресс» (г. Бердичев). Ее основные технические характеристики: Потребляемая мощность, кВт . . . 2,8 Количество фильтрующих дисков . . 8 Диаметр фильтрующего диска, мм . . 260 Производительность, л/ч До 1000 Габаритные размеры, мм 1482×644×928 Рекомендуются для использования также более производительные установки типа ДМ-2-О,3Р (ТУ 26-01-249—75). В качестве фильтрующего материала применяют хлорин, сукно, стеклоткань. Сушильное оборудование. Для сушки деталей на подвесках или деталей, снятых с подвесок, обычно используют сушильные камеры собственного изготовления или применяют сушильные установки УС-3 с температурой нагрева до 200 °С, а также электрошкаф СНОЛ 3,5/3 (ТУ 16-531.839—78). Мелкие детали удобно сушить в центрифуге типа ТВ-600-ЗН производства механического завода им. 50-летия СССР (г. Курган). В центрифугу можно загрузить до 100 кг мелких деталей. Ее частота вращения составляет 1420 об/мин, габаритные размеры 1080x1400x890 мм. Насосы. Для перекачки электролитов из рабочих ванн в резервные емкости и обратно, а также кислот, щелочей, сточных вод и т. п. применяют центробежные насосы по ГОСТ 10168—75 производительностью от 1,5 до 2500 м3/ч. Электрооборудование. Основным видом электрооборудования являются источники постоянного тока в виде выпрямителей различного типа. Выпрямители селеновые типа ВСМР на ток до 5000 А с воздушным и масляным охлаждением и кремниевые типа ВАКГ на ток до 3200 А в настоящее время не находят широкого применения. Наибольшее распространение получили агрегаты выпрямительные на тиристорах серий ВАК и ВАКР с плавным регулированием выпрямленного напряжения, автоматической стабилизацией тока и плотностью тока с точностью до ±10% от установленного значения. Агрегаты выпускаются в соответствии с ТУ 16-529.403—71. Реверсивные агрегаты серии ВАКТ могут работать в режиме автоматического реверсирования выпрямленного тока. В табл. 49 приведены основные технические характеристики выпрямителей серии ВАКР. В новых типах выпрямителей серий ТЕ, ТЕР, ТВ, ТВР и ТВИ, выпускаемых по ТУ 16-729.313—81, повышена точность стабилизации плотности тока (до ±6%), снижены пульсации выпрямленного тока, предусмотрено дистанционное и программное управление выпрямителями. Регулирование тока предусмотрено от нуля до номинальных значений. Основные характеристики выпрямителей этой серии представлены в табл. 50. Таблица 49. Основные характеристики выпрямителей серии ВАКР
Подвесочные приспособления. Они должны удовлетворять следующим требованиям: хорошо проводить электрический ток; не допускать экранирования отдельных участков деталей; обеспечивать хороший контакт с деталями и штангой ванны, а также прочное закрепление деталей; иметь устойчивую изоляцию токонесущих частей от обрастания металлами при катодной обработке или растворяться при анодной; быть простыми в изготовлении и ремонтоспособными. Таблица 50. Основные технические характеристики выпрямителей серий ТЕ, ТЕР, ТВ, ТВР, ТВИ
Наибольшее распространение получили подвески рамочного или елочного типа (рис. 12). Контактные крючки подвесок должны обеспечивать надежный контакт со штангой в нескольких точках (рис. 13). При конструировании подвесочных приспособлений следует руководствоваться табл. 51, определяющей допустимый на данное сечение токонесущей части ток в зависимости от металла, из которого делается подвеска. Подвесочные приспособления для хромирования должны иметь не только достаточное сечение, обеспечивающее прохождение тока большой силы, но и создавать жесткий контакт с деталями. Длина подвесочных приспособлений выбирается таким образом, чтобы самая нижняя деталь, укрепленная на них, не доходила до дна ванны на 150—180 мм, а верхняя деталь была ниже уровня раствора на 50—80 мм. Для покрытия небольших партий мелких деталей применяют сеточные (корзиночного типа) приспособления из стальной или латунной проволоки, при травлении мелких деталей корзиночного типа приспособления изготовляют из винипласта, коррозионно-стойкой стали или титана. Контакты-держатели для крепления деталей изготавливают из стальной или бронзовой проволоки для катодных процессов, а при анодных процессах — из материалов, устойчивых при этом виде обработки (например, из освинцованной стали для электрополировання). Таблица 51. Допустимый ток на сечение токоподводов
Расположение контактов-держателей на подвеске должно исключать возможность взаимного экранирования деталей и образование так называемых «газовых мешков» при нанесении покрытий. Для защиты подвесочных приспособлений от обрастания их металлами применяют различные способы изоляции поверхности: нанесение лакокрасочных пленок, мастик, а также использование металлических и неметаллических материалов в виде накладок, оболочек, обмоток пленками и т. п. Изоляционные материалы наносятся окунанием, кистью, штапелем или другим способом в зависимости от консистенции материала и конструкции приспособления. Режим обработки, а также характеристика среды, на которую рассчитано подвесочное приспособление, приведены в табл. 52. Продолжительность промежуточной сушки на воздухе составляет 10—30 мин. Таблица 52. Материалы для изоляции подвесочных присоблений, стойких в кислых и щелочных растворах
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||