При нанесении покрытия часто возникают неполадки,которые имеют разную природу. Основные причины брака цинковых покрытий описаны в таблице 2.

Таблица 2 – причины брака цинковых покрытий

2 Характеристика основного и вспомогательного оюорудования

Цинкование осуществляется с помощью следующего оборудования:

-Автоматическая линия цинкования КГ 1.211.038.

-Кран-балка грузоподъемностью 2 т.

-Электропогрузчик ЕВ 717 грузоподъемностью 2 т.

-Баки приготовления растворов едкого натра и окиси цинка.

-Емкости для хранения серной кислоты (стальная, эмалированная) и натра едкого жидкого (цехового изготовления).

- Насосы АХ40-25-160, АХ65-40-200, АХ100-65-315К-СД для подачи растворов в ванны и перекачки стоков на заводскую станцию нейтрализации.

-Баки стальные, футерованные полипропиленом цехового изготовления на отметке ‑5.8 м для слива промывных стоков и отработанных растворов.

-Термометр стеклянный жидкостный ТТМП 62260253 ТУ 25-2021.010 или СП-2(К) ТУ 25-11663.

-Шланг для смыва трапов ТУ 38.00149417-03.

-Перфорированная лопата цехового изготовления для перемешивания растворов.

Общий вид линии цинкования представлен в приложении Г.

Основное оборудование

Основным оборудованием для нанесения гальванопокрытий являются механизированные и автоматизированные линии, электрооборудование, стационарные гальванические ванны.

После механической обработки и непосредственно перед нанесением гальванопокрытий производят подготовку поверхности деталей в растворах. Удаление жировых загрязнений, смазок и масел, продуктов коррозии, остатков полировальных паст обеспечивается химическим и электрохимическим обезжириванием, травлением, активацией с последующей промывкой деталей и изделий.

Оборудование для обезжиривания. При обезжиривании способом погружения обычно применяют стальные сварные баки прямоугольной или цилиндрической формы. Детали помещаются в барабаны или смонтированные подвески. При этом необходимо следить, чтобы детали не были опущены ниже определенного уровня, так как иначе частицы осадка и загрязнения могут взбалтываться

Существуют ванны и камеры для двухфазной очистки, заключающейся в применении двух несмешивающихся обезжиривающих растворов разной плотности

Этот метод обезжиривания может быть осуществлен перемещением деталей из одного слоя растворителя в другой либо обработкой деталей струями обоих растворов. В качестве одного растворителя применяются вещества, способные растворять минеральные масла, другая фаза содержит эмульсию растворителя в сочетании со смачивающими реагентами.

Наиболее распространенный вид оборудования для химического обезжиривания в щелочных растворах – стационарная ванна, которая оборудована змеевиком для подогрева раствора, верхним штуцером со сливным карманом для удаления накапливающихся жировых загрязнений, а также нижним штуцером для полного слива раствора и промывки. Ванна снабжена одно- или двусторонним бортовым отсосом.

Ванна для электрохимического обезжиривания дополнительно снабжена токоподводящими катодными и анодными штангами, смонтированными на бортах ванны, переключателями для ручного или автоматического переключения полярности тока. Штанги устанавливаются на изоляторах.

Для повышения качества обезжиривания применяется ультразвук. В установках создаются высокочастотные колебания в жидкости, ускоряющие протекание процесса. Основным элементом установок является ультразвуковой генератор, в котором высокочастотные колебания электрического тока превращаются в механические.

Оборудование для травления. Для травления поверхности деталей используют стационарные ванны с кислотостойкой футеровкой стенок, дна, теплонагревателей. Эти ванны в зависимости от состава раствора изготавливаются из низкоуглеродистой или коррозионностойкой стали.

Оборудование для промывки. В процессе нанесения покрытий предусматривается промывка деталей после каждой операции для удаления с их поверхности переносимого раствора. Лучший результат достигается применением перемешивания воды различными способами: вручную, путем качания подвески с изделиями в ванне, барботированием, с помощью сжатого воздуха, ультразвука. Таким образом можно промывать детали, имеющие пазы, щели, углубления.

Ванны для холодной промывки изготавливаются из стали и винипласта. В зависимости от объема толщина стенок составляет 3-8 мм. Такие ванны снабжаются верхним штуцером для слива загрязненной воды, а также барботерами для перемешивания воды. Для изготовления ванн для горячей промывки используется сталь толщиной 4-5 мм. Также они оборудованы верхним и нижним штуцерами и змеевиком [6].

В настоящее время большое распространение получили ванны двух- и трехступенчатой промывки. При прямоточной промывке движение воды из ванны в ванну производиться в одном направлении с деталями. В схеме противоточной промывки направления движения воды и деталей противоположны. Противоточная схема промывки наиболее экономична и позволяет снизить расход воды более чем в 4 раза.

Наиболее высокая эффективность и экономичность достигается методом струйной промывки. Он обеспечивает ускорение процесса промывки, уменьшает себестоимость, улучшает условия труда.

Для химической и электрохимической обработки поверхности на заводе «МАЗ» используются следующие ванны

¾ ванны стальные, футерованные пластикатом, имеют уклон к сливному патрубку;

¾ ванны электрохимического обезжиривания и промывки оборудованы сливными карманами;

¾ ванны электрохимического обезжиривания, горячей промывки, снабжены стальными змеевиками для нагрева растворов и воды паром;

¾ ванны обезжиривания, травления, цинкования, пассивирования, горячей промывки снабжены вытяжной вентиляцией.

Электрооборудование. Основными элементами электрооборудования гальванических цехов являются источники питания, токоподводы, коммутационная аппаратура и т.д.

Для питания ванн применяется постоянный ток, получаемый от таких источников питания, как полупроводниковые выпрямители или иногда электромашинные генераторы. От технического уровня источника питания зависит эффективность технологического процесса, т.е. качество получаемого покрытия, производительность, экономические показатели.

На производстве могут использоваться различные схемы выпрямления: однофазные, многофазные; реверсивные, нереверсивные и т.д. Однофазные выпрямители предназначены для питания маломощных потребителей. Многофазные выпрямители имеют ряд преимуществ перед однофазными: лучшие удельные показатели, меньшие пульсации выпрямленного тока.

Основными источниками питания гальванических ванн являются полупроводниковые выпрямители, выполненные на селеновых, кремниевых или германиевых элементах, что объясняется их малыми габаритами, бесшумностью, простотой ухода и большим разнообразием выпускаемых типов ( по току и напряжению).

К селеновым относятся выпрямители типа ВСМР-100-6, ВСМР-200-6, ВСГЭМ-12/6-3000. Питаются они за счет сети переменного тока напряжением 220 В и имеют выпрямленное напряжение от 3 до 48 В и силу тока до 2500 А. Коэффициент полезного действия селеновых выпрямителей 50-85%. Охлаждение элементов может быть водяным или воздушным.

Германиевые выпрямители отличаются небольшими размерами, высоким КПД (до 98%), хорошей регулируемостью, низким сопротивлением при прямом направлении тока и высоким при обратном направлении, большим сроком службы. Важным преимуществом германиевых выпрямителей по сравнению сселеновыми является их неподверженность старению.

Кремниевые выпрямители обладают еще более высокими техническими характеристиками, чем германиевые; они могут, в частности, работать при температуре до 200 С.

Ванна анодного обезжиривания и ванны цинкования снабжены выпрямителями, расположенными на площадке обслуживания линии:

¾ ванна анодного обезжиривания - ТВ-1600/12Т ОХАЛ 4;

¾ ванны цинкования - ТВ-1600/12Т ОХАЛ 4, ВАКР-630/24;

Включение и выключение выпрямителя осуществляется кнопками, расположенные непосредственно на лицевой панели выпрямителя, регулирование напряжения – ручкой регулирования на лицевой панели выпрямителя. Контроль тока и напряжения на ванне осуществляется по показаниям амперметра и вольтметра, расположенные на лицевой панели выпрямителя. Включение выпрямителя с последующей установкой токовой нагрузки, производится гальваником после установки барабана на ванну. По истечении времени обработки деталей, ручкой регулирования снимается токовая нагрузка, выключается выпрямитель, после чего барабан перемещается на следующую позицию.

Ванны, т. е. емкости, содержащие рабочие растворы, в которых выполняются подготовительные, основные (процессы покрытия) и заключительные операции химической или гальванической (электрохимической) обработки поверхности детали, являются основным видом оборудования гальванических цехов и участков. В состав гальванической линии входит нескольковидов ванн: ванны холодной и горячей промывки, ванны химических и электрохимических операций. Все ванны, за исключением ванны обезжиривания, футерованы поливинилхлоридным пластификатором. Они установлены на опорных изоляторах и имеют опоры-ловители для приёма и фиксации барабанных контейнеров.

Ванны для осаждения покрытий. При маломасштабном производстве процесс нанесения покрытий на изделия может осуществляться в стационарных гальванических ваннах, которые изготавливаются путем сваривания листовой стали. Все ванны имеют футеровку, штуцера для залива и слива электролита, систему вентиляции, при необходимости – нагревательные приборы, устройства для перемешивания [7].

Футеровка ванн. Используется для защиты от коррозии внутренней и наружной поверхностей оборудования, работающего в условиях воздействия агрессивных сред без существенного воздействия механических и температурных нагрузок. Для этой цели применяют винипласт, полипропилен, пластикат, резину.

Винипласт он обладает высокой химической стойкостью кразличного вида электролитам и имеет высокую механическую прочность. Футеровку винипластом производят различными приемами: сваривают листы непосредственно в ванне или делают сварную футеровку вне ванны. Последний способ наиболее надежен [9].

Пластикат обладает почти такой же химической стойкостью, что и винипласт, однако он отличается от винипласта пластичностью и более низкими механическими свойствами. Пластикат прилегает к металлической поверхности ванны лучше, чем винипласт, поэтому во многих случаях целесообразнее использовать именно его [8].

Футеровка гальванических ванн также производится полипропиленом. Вкладыши изготавливают из листов полипропилена толщиной 6-10 мм. Они увеличивают надежность работы ванны, уменьшают расход материалов, уменьшают стоимость изготовления ванны.

В основном на заводах используется винипласт в качестве футеровочного материала в связи с его удовлетворительными показателями, доступностью и дешевизной.

Перемещение деталей по линии осуществляется в барабанах для электрохимической обработки. Барабан оснащен двигателем и редуктором, приводящим его во вращательное движение. Включение и выключение вращения барабана осуществляется при помощи выключателя, расположенного на его кронштейне.

Над ваннами вдоль линии на Г-образных стойках подвешен ездовой путь, по которому перемещается автооператор тельферный ГУ 301, предназначенный для вертикального подъема, опускания и горизонтального перемещения барабанов из ванны в ванну. Грузоподъемность автооператора - 0,5т. Управление движением автооператора производится гальваником путем нажатия соответствующей кнопки пульта управления.

Для загрузки деталей в барабан линия укомплектована загрузочной стойкой. Загрузка деталей в установленный на стойку барабан производится пересыпанием деталей из тары вручную.

Для выгрузки деталей из барабана на линии предусмотрена разгрузочная стойка. Помещенный на стойку барабан устанавливается в положение разгрузки с помощью выключателя, расположенного на его кронштейне. Выгруженные из барабана детали, перемещаясь по склизу, попадают на сушильный стол.

Общий вид гальванический линий представлен в приложении Г.

Автоматические гальванические линии.В гальваническом цеху одной из используемых линий является автоматическая линия цинкования в барабанах «AquacompHard». Автоматические линии с программным управлением предназначены для улучшения процесса нанесения покрытий и увеличения его производительности. Для нанесения гальванических покрытий, как правило, используются автооператорные автоматические линии, которые выбираются в зависимости от планировки цеха, размера обрабатываемых деталей. Их преимуществом является многопроцессность, т.е. возможность обрабатывать детали по различным схемам, простота наладки, универсальность.

В общем случае автоматические гальванические линии могут быть двух типов: с жестким единичным циклом и с перенастраиваемым циклом [9].

Автоматические линии с «жестким» единичным циклом имеют транспортирующее устройство, несущее рычаги (каретки) с подвесками или барабанами и совершающее перемещение в одном направлении. Шаг перемещения и единичный цикл, т.е. время движения и время последующей паузы, «жестко» заданы настройкой привода.

Применение линии с «жестким» единичным циклом целесообразно в условиях большого объема производства при выпуске продукции, пользующейся стабильным спросом, при неизменности основных показателей. Недостатками такой линии являются сложность перехода с одной программы на другую при изменении вида покрытия, его толщины, времени выдержки деталей в ванне, значительная длина автоматической линии вследствие установки промывочных ванн после каждой ванны химической или электрохимической обработки, т.к. движение подвесок осуществляется в одном направлении; невозможность перекомпоновки линии.

В автоматических линиях с изменяемым циклом последовательность выполнения технологических операций задается программой, вносимой в командоаппарат линии. Программу можно менять при изменении технологической схемы.

Перенос деталей из одной ванны в другую осуществляется с помощью автооператоров, которые оснащены автономными системами и которые могут располагаться как сверху, так и сбоку от гальванической линии. Однако помимо подъема-опускания и переноса груза автооператор выполняет следующие функции:

- многократное окунание обрабатываемых деталей;

- передача силового тока к приводам барабанных электролизеров для их вращения в момент подъема и нахождения над технологическими позициями;

- извлечение и транспортировка анодов для чистки;

- встряхивание груза для удаления с его поверхности остатков раствора;

По способу транспортировки технологических спутников автооператоры делятся на несколько групп: консольные, подвесные, портальные.

Консольные автооператоры устанавливаются сбоку от гальванической линии, что не допускает попадания в ванны смазки, используемой для улучшения работы автооператора. Достоинствами таких автооператоров является: надежность, удобство монтажа и эксплуатации, возможность их установки в помещениях с низкими потолками. К недостаткам относится низкая грузоподъемность.

Использование подвесного автооператора обеспечивает свободный доступ к ваннам и трубопроводной аппаратуре, такие линии занимают небольшие производственные площади. Но использование подвесного автооператора связано с большой высотой линии, необходимостью устанавливать специальные площадки обслуживания автооператора, с большой металлоемкостью линии в целом за счет необходимости подвески ходовых путей.

Портальные автооператоры, перемещающиеся по направляющей, расположенной по обе стороны ванн и закрепленных на стойках, обладают повышенной устойчивостью, малой высотой линии, удобством в обслуживании автооператора. Их недостатками являются затрудненный подход к ваннам и трубопроводной аппаратуре, сильное коррозионное разрушение узлов и гальванических ванн вследствие нахождения автооператора над линией.