thiết kế phân xưởng mạ thiết bị, dụng cụ y tế năng suất 100.000 m2 một năm.

Đồ án tốt nghiệp

Bé Giáo dục và đào tạo Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Độc lập- tự do- hạnh phúc
********************************
o0o


NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP.

Họ và tên: Nguyễn Duy Hanh.
Khóa: 43, Ngành học…Ngành Điện hóa … ,Hệ:Chính quy.

1. Nhiệm vụ thiết kế:
Thiết kế phân xưởng mạ thiết bị,dông cụ y tế năng suất100. 000 m
2
/ năm.
2. Các số liệu ban đầu:

• Thiết bị ,dông cụ y tế tự chọn bao gồm 10 chi
tiết.
• Phân xưởng mạ thiết bị,dông cụ y tế năng
suất100. 000 m
2
/ năm.
• Chất lượng cao.
• Giá thành hợp lý.
• Phế phẩm < 5%.

3. Nội dung tính toán:

• Tiêu hao hóa chất và anot.
• Tiêu hao hao điện năng, khí, nước rửa.
• Tiêu hao nhân công.
• Tổ chức sản xuất, vệ sinh công nghiệp và môi
trường.

4. Bản vẽ, đồ thị (Ghi rõ loại bản vẽ và kích thước bản
vẽ)


Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
• Bản vẽ bể mạ Ni.
• Bản vẽ bể mạ Cr.
• Bản vẽ bể mạ mặt bằng nhà xưởng và mặt cắt
đứng nhà xưởng.
5. Cán bộ hướng dẫn: Họ và tên
các bé:
Phần: I PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần: II PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần: III PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần: IV PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần: V PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần: VI PGS TS Trần Minh Hoàng
Phần: VIIPGS TS Trần Minh Hoàng PGS
TS TrÇn Minh Hoµng

6. Ngày nhiệm vụ thiếtkế:
……………………………………….

7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
………………………………….

Ngày… Tháng… Năm…
CHỦ NHIỆM KHOA CÁN BỘ
HƯỚNG DẪN
(Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ
họ tên)


KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ SINH VIÊN ĐÃ HOÀN THÀNH
(vànộp bản thiết kế cho khoa)
-Quá trình thiết kế:………. Ngày…. . Tháng…. . Năm 200….
-Điểm duyệt: …………… (Ký tên)
-Bản thiết kế: ……………
Ngày…. . Tháng…. . Năm 200….


CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký ghi rõ họ tên)
PHẦN I

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
Chương I:Tính thiết thực của đề tài

Trải qua hàng trăm năm hình thành và phát triển ngành
Hoá học nóichung và công nghệ Điện hoá nói riêng đã có
những bước tiến vượt bậc, đáp ứng phần nào đó nhu cầu đời
sống kinh tế xã hội của loài người. Trong bối cảnh đó,ngành
mạ điện cũng không ngừng phát triển và ngày càng cho ra
đời các sản phẩm mạ tốt hơn, đẹp hơn,phong phó và bền
hơn.Ngày nay người ta đã mạ được các lớp hợp kim
hai,ba nguyên…Lớp mạ phủ bằng phương pháp điện hoá vừa
cho chất lượng tốt,đẹp,bền tính năng cơ học,hoá học và thẩm
mĩ vượt trội lại dễ khống chế về mặt công nghệ cho nên đây
là phương pháp ưu việt hơn cả và ngày càng được sử dụng
rộng rãi trong các nghành công nghệ khác nhau.Ngày nay
lớp kim loại phủ mạ điện thường được dùng để làm lớp bảo
vệ chống ăn mòn, làm lớp phủ trang sức bề mặt,giảm ma sát
ở các ổ trục,đôi khi là để mạ phục hồi các chi tiết và thiết bị
máy móc cũ bị mòn.Lớp kim loại phủ mạ điện còn có thể đáp
ứng được yêu cầu của lớp mạ đa năng cho các chi tiết đòi hỏi
chất lượng cao như tính năng bảo vệ chống ăn mòn,tính thẩm
mĩ,tính năng cơ họcvượt trội hơn hẳn các lớp mạ bằng các
phương pháp khác ….
Trong thực tế ngành y tế,thiết bị,dông cụ y tế đòi hỏi
phải có các yêu cầu như không bị han rỉ, độ bóng bề mặt cao
để tránh sự cư trú của vi khuẩn và đảm bảo sức khoẻ của
bệnh nhân cho nên đây là lĩnh vực sử dụng nhiều sản phẩm
của ngành công nghệ mạ.Lớp phủ bằng phương pháp mạ
điên có lợi thể hơn thép không rỉ, inox ở chỗ cho sản phẩm
giá rẻ, mặt khác mét sè thiết bị, dông cụ đòi hỏi cơ tính lớn
độ sắc cao thì thép không rỉ, inox không đáp ứng được
nhu các cầu này. Ngành công nghệ mạ có thể cho ra đời thiết
bị và dông cụ y tế có cả ưu việt của kim loại phủ và kim loại

nền đó là chất lượng bề mặtcao (như độ bóng,độ kín lớn,tính
bền hoá,cơ cao,lại không độc hại với người bệnh…) của các
kim loại phủvà có cơ tính tốt của nền như (độ cứng,độ
dẻo…) của các kim loại nền.
Việc phát triển công tác y tế nhằm chăm sóc sức khoẻ
cho mét lượng dân số 80. 000. 000 dân là một nhiệm vụ cấp
thiết mà đảng và nhà nước ta

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
đang từng bước tiến hành. Việc phát triển công tác y tế
không thể tánh rời việc nâng cao chất lượng của thiết bị,dông
cụ y tế chính vì lý do này mà chúng ta phải cố gắng sản xuất
ra các thiết bị,dông cụ y tế chất lượng cao để phục vụ cho
công tác y tế .
Trong thực tế các thiết bị, dông cụ y tế được tiêu dùng
một lượng lớn ở nước ta nhưng chúng ta lại chỉ sản xuất
được một phần nhá cho dù các thiết bị, dông cụ y tế đa phần
là không khó sản xuất nhưngở nước ta lại bị bỏ ngỏ. Hiện tại
thiết bị, dông cụ y tế đa phần chúng ta nhập từ nước ngoài
trong đó chủ yếu tõ Trung Quốc.Chính vì vậy mục tiêu của
đồ án là góp phần vào công tác sản xuất thiết bị và dông cụ y
tế nhằm tự lực và chủ động về mặt hàng này.
Trong thực tế lớp mạ trong thiết bị và dông cụ y
tế có chức năng chủ yếu nh:
• Tạo ra các thiết bị và dông cụ y tế giá rẻ nhưng
lại có đầy đủ các tính năng chăm sóc sức khoẻ người
bệnh như đối với các thiết bị và dông cụ y tế chế tạo
bằng các vật liệu đặc biệt nhưng giá cao như inox,

thép không rỉ…
• Tạo lớp phủ chống rỉ cho kim loại nền vì nếu để
kim loại nền bị rỉ thì rất có thể gây nhiễm trùng hoặc
gây hại cho sức khoẻ bệnh nhân.
• Tạo lớp phủ nhẵn,kín cơ tính tốt nhằm tránh sự
cư trú của vi khuẩn trên các thiết bị và dông cụ y tế.
Thông thường để đáp ứng được yêu cầu của lớp mạ đa
năng dùng trong y tế người ta thường sử dụng lớp mạ 3 lớp
Cu - Ni - Cr hay Ni bóng - Ni mê - Cr, có thể sử dụng công
nghệ tự động, bán tự động hay thủ công. Trong điều kiện
nước ta nhân công rẻ, điều kiện áp dụng cơ giới hoá, tự động
hoá chưa thuận lợi cho nên ta trong nội dung đò án của ta
chúng ta sử dụng phương pháp mạ thủ công với lớp mạ ba
lớp Ni bóng - Ni mê – Cr. Trong lớp mạ 3 lớp này chức năng
như sau:
• Lớp Ni độ kín lớn,ứng suất nhỏ lại bám dính tốt
dễ mạ,khi mạ lại khá ổn định được dùng làm lớp
mạ lót.Lớp mạ Ni mê có tác dụng gắn kết với
nền,tạo ra lớp mạ kín,xít chặt nên không cho nền
tiếp xúc với môi trường và bị phá huỷ…

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
• Lớp Ni bóng có ứng suất lớn nhưng cho độ bóng
cao,nhẵn , tính trang sức,thẩm mĩ ưu việt
• Lớp mạ Cr làm cho thiết bị và dông cụ y tế
có mầu trắng xanh, đẹpcơ tính cao, Ýt mài mòn
bền hoá học.
Cả hai loại kim loại này lại hoàn toàn không

độc, không có hại cho sức khoẻ con người và nó
đang chứng tỏ được vai trò chủ đạo trong công
nghệ phát triển lớp mạ bảo vệ và trang sức cho
thiết bị,dông cụ y tế.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS
TS Trần Minh Hoàng cùng các thầy cô trong bộ
môn Điện hoá và bảo vệ kim loại trường đại học
bách khoa Hà nội đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn
thành đồ án này.
Hà nội ngày 17/3/2003
Sinh viên: Nguyễn Duy Hanh
………….…………o0o……………………
PHẦN II

CƠ SỞ LÝ THUYẾT.

Chương I:Giới thiệu chung

I.1. Lịch sử phát triển của ngành mạ.
Công nghệ mạ đã ra đời, phát triển qua 2 thế kỷ và đang ngày càng hoàn
thiện, ngay từ khi ra đời nó đã nhanh chóng trở thành một ngành kỹ thuật phát triển
mạnh mẽ, phục vụ đắc lực cho nhiều ngành kỹ thuật và đời sống tiêu dùng. Lớp mạ
kim loại trên bề mặt các thiết bị máy móc, thiết bị, dông cụ y tế, dông cụ sinh hoạt,
các đồ nữ trang… đem lại cho các thiết bị và dông cụ sinh hoạt hàng ngày khả
năng bảo vệ, chống xâm thực của môi trường, tăng tính thẩm mỹ, tăng khả năng
chịu mài mòn để đạt được tính chất mài đó. Tuỳ theo mục đích của sản phẩm mà
các khả năng trên được ưu tiên lựa chọn.
Lịch sử phát triển ngành mạ gắn liền với công nghệ mạ Niken. Ban đầu là lớp
mạ niken mê không ổn định, sau đó nhiều năm vào năm 1916, Watts cho

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
ra đời mét dung dịch mạ Niken mê có tính ổn định cao gồm: NiSO
4
, NiCl
2
,
H
3
BO
3
và để tăng độ bóng lớp mạ phải được đánh bóng cơ học. Từ đó công nghệ
mạ niken được chú ý phát triển, hàng loạt các dung dịch mạ niken ra đời nh dung
dịch mạ niken bán bóng, dung dịch mạ niken bóng, dung dịch mạ niken đen…
Ngày nay, do sù đang dạng hoá các sản phẩm tiêu dùng này phục vụ cho sản
xuất công nghiệp, làm cho các vật dụng và trang thiết bị kim loại được sử dụng rất
phổ biến, đó là đặc tính ưu việt của nó mà các vật liệu khác không thể thay thế
được. Nhưng do đặc tính ăn mòn của kim loại hàng năm một khối lượng rất lớn
kim loại bị mất đi, ngoài ra khi ăn mòn bề mặt trở lên xấu xí, không còn tính thẩm
mỹ, giảm giá trị và thời gian sử dụng máy móc thiết bị đó. Do vậy việc chống ăn
mòn kim loại có ý nghĩa vụ cùng quan trọng.
Có rất nhiều phương pháp chống ăn mòn kim loại nh: Sản xuất hợp kim
chổng gỉ, xử lý môi trường ăn mòn, bảo vệ điện hoá, làm cho kim loại ở nguồn
catốt hay anốt thụ động hoá… trong đó phương pháp mạ được dùng phổ biến nhất.
Bản đồ án thiết kế phân xưởng mạ thiết bị, dông cụ y tế này đã kết hợp giữa
lý luận và thực tế. Đồng thời đưa ra công nghệ mạ mới không độc hại về mạ.
I.2 Giới thiệu sản phẩm mạ.
Trong thực tế ngành y tế, thiết bị,dông cụ y tế đòi hỏi
phải có các yêu cầu như không bị han rỉ, độ bóng bề mặt cao

để tránh sự cư trú của vi khuẩn và đảm bảo sức khoẻ của
bệnh nhân cho nên đây là lĩnh vực sử dụng nhiều sản phẩm
của ngành công nghệ mạ.Lớp phủ bằng phương pháp mạ
điên có lợi thể hơn thép không rỉ, inox ở chỗ cho sản phẩm
giá rẻ, mặt khác mét sè thiết bị, dông cụ đòi hỏi cơ tính lớn
độ sắc cao thì thép không rỉ, inox không đáp ứng được nhu
các cầu này. Ngành công nghệ mạ có thể cho ra đời thiết bị
và dông cụ y tế có cả ưu việt của kim loại phủ và kim loại
nền đó là chất lượng bề mặt cao (như độ bóng, độ kín
lớn,tính bền hoá,cơ cao,lại không độc hại với người bệnh…)
của các kim loại phủ và có cơ tính tốt của nền như (độ cứng,
độ dẻo…) của các kim loại nền.
Việc phát triển công tác y tế nhằm chăm sóc sức khoẻ
cho mét lượng dân số 80. 000. 000 dân là một nhiệm vụ cấp
thiết mà đảng và nhà nước ta đang từng bước tiến hành. Việc
phát triển công tác y tế không thể tánh rời việc nâng cao chất
lượng của thiết bị,dông cụ y tế chính vì lý do này mà

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
chúng ta phải cố gắng sản xuất ra các thiết bị , dông cụ
y tế chất lượng cao để phục vụ cho công tác y tế .

+ Vai trò lớp mạ.
Đối với thiết bị,dông cụ y tế ta chọn mạ 3 lớp vì nó bảo vệ kim loại nền tốt
hơn mạ một lớp có cùng chiều dầy. Do độ lỗ giảm, cân bằng ứng suất giữa lớp mạ.
Tuy nhiên việc mạ nhiều lớp cũng làm quy trình công nghệ phức tạp hơn.
- Lớp mạ niken bán bóng: Không chứa lưu huỳnh, có độ bền chống ăn mòn
cao, độ dẻo dai, độ gắn bám tốt.

- Lớp mạ niken bóng: Cho lớp mạ có độ nhẵn bóng cao, giảm khâu đánh bóng
sau mạ.
- Lớp mạ Crôm: Làm tăng tính trang sức cho sản phẩm, tăng khả năng chịu
mài mòn của thiết bị.
+ Chọn chiều dầy lớp mạ.
Để bảo vệ kim loại nền tốt thì ngoài số lớp mạ, chiều dày lớp mạ cũng là một
vấn đề quan trọng. Nếu lớp mạ mỏng, độ lỗ sẽ nhiều tạo ra những vi phin gây ăn
mòn kim loại. Nếu lớp mạ dày quá thì ứng suất tăng làm lớp mạ sẽ bong và giá
thành cao.
Do đó chọn chiều dày lớp mạ sao cho phù hợp với điều kiện làm việc của
từng mặt hàng là vấn đề cần được xem xét cẩn thận.
Nước ta nằm trong vòng khí hậu nhiệt đới Èm, điều kiện làm việc của hàng
mạ là ngoài trời, chịu nắng, chịu mưa, chịu nhiệt độ cao, chịu sù rung động mạnh
khi làm việc. Từ đó ta chọn chiều dày các lớp mạ nhsau:
Bảng 1: - Chiều dày lớp mạ Ni – Cr cho thiết bị,dông cụ y tế.
Lớp mạ Ni mê Ni bóng Cr
Zn
Chiều dày, m
20 10 0, 3 20




Chọn lớp mạ Ni – Cr trên nền thép như vậy là khá dày so Với tiêu chuẩn
(chiều dày lớp mạ Ni mê: 20 m, Ni bang 10 m chiều dày lớp mạ Crôm: 0, 3
m(phụ lục 6 – 2) nhưng vì thiết bị,dông cụ y tế là một mặt hàng có giá trị, cần được
bảo vệ, trang trí tốt nhất trong điều kiện cho phép, mặc dù giá thành cao nhưng
chất lượng tốt, thị trường vẫn dễ tiếp nhận.

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43

Đồ án
tốt nghiệp

II. Cơ sở thiết lập các bước quy trình sản xuất.
Nguyên tắc chung nhất để thiết lập, xem xét một dây chuyền mạ phải bắt
nguồn từ cấu trúc hình thái bề mặt, mức độ nhiễm bẩn bề mặt của vật liệu (hình 1)
tiếp đến là các yêu cầu cảu sản xuất và thương mại nhằm đáp ứng các nhu cầu cần
đòi hỏi của thị trường, đảm bảo tính lưu thông cao của sảnphẩm làm ra.
ở đây ta chỉ nói về những nguyên tắc nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ, đảm
bảo các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm đầu ra. Để hiểu rõ điều này ta xem xét tình
hình vẽ mô tả hình thái cấu trúc tấn thép, lớp oxyt và tạp bẩn.




Hình 1: - Hình thái cấu trúc tấm thép và lớp oxyt, tạp bẩn trên đó.

Theo đó, để đảm bảo lớp mạ kim loại nào đó phủ đều và bám chính trên nền
thép, các lớp tạp bẩn và oxyt cần được loại bỏ trước tiên để có bề mặt thÐp sạch.
Bề mặt đó cần được bảo vệ, giữ nguyên cho đến tận khi mạ phủ một lớp kim loại.
Do đó dây chuyền công nghệ mạ cần phải có các công đoạn sau:
- Làm sạch bề mặt trước khi mạ.
- Mạ, điều chỉnh chiều dầy lớp mạ.
- Sấy khô, kiểm tra đóng gói sản phẩm.
………….…………o0o……………………
Chương II:Cơ sở lý thuyết mạ


I. Cơ chế tạo thành lớp mạ.
Mạ điện là dùng phương pháp điện phânđể kết tủa trên kim loại nền một lớp

kim loại hoặc hợp kim máng để đạt được các tính chất nh: Chống ăn mòn, trang
sức bề mặt, tăng tính dẫn điện … của bề mặt.
Cơ chế tạo thành lớp mạ gồm hai giai đoạn: Tạo mầm và phát triển mầm. Tốc
độ tạo mầm lín thì tinh thể sẽ nhỏ mịn. Tốc độ phát triển mầm lớn thì tinh

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
thể thô và to. Mỗi giai đoạn có một tốc độ nhất định và căn cứ vào điều kiện
điện phân (nh nhiệt độ, mật độ dòng điện, khuấy trộn, thành phần dung dịch… )
mà giai đoạn nào sẽ chiếm ưu thế.
Yêu cầu lớp mạ phải có kết tủa nhỏ mịn, sự kết hợp giữa các tinh thể chặt chẽ.
Vì vậy phải dùng phương pháp làm tăng tốc độ hình thành mầm tinh thể. Nếu tốc
độ hình thành mầm tinh thể càng cao thì trong mét đơn vị thời gian kết tủa trên bề
mặt càng nhiều, tốc độ tạo mầm lớn hơn tốc độ phát triển.
Muốn cho tốc độ mầm lớn hơn tốc độ phát triển mầm phải tăng phân cực
katot. Do đó phân cực catốt có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất mạ. Ngoài ra, thành
phần dung dịch, chế độ điện phân, chất phụ gia và công nghệ lại ảnh hưởng lớn
đến phân cực katốt. Khi tinh thể kết tinh thì những tinh thể và cách sắp xếp các
tinh thể Êy nh thế nào trong kết tủa cũng có ảnh hưởng quyết định đến tính chất
lớp mạ.
Nhiều trường hợp các tinh thể sinh ra bố trí một cách hỗn độn trong kết tủa.
Nhưng trong điều kiện điện phân nhất định các tinh thể Êy có thể sắp xếp theo mét
hướng và ở vị trí nhất định. Định hướng càng cao thì cấu tróc tinh thể càng hoàn
chỉnh và có ảnh hưởng rõ rệt đến độ bóng, độ giãn nở nhiệt của lớp mạ. Thay đổi
điều kiện phân, nhất là thay đổ mật độ dòng điện sẽ làm thay đổi tốc độ phát triển
của các hướng khác nhau, đưa đến sù thay đổi cấu tróc tinh thể định hướng. Tăng
phân cực catốt trong phạm vi cho phép, mức độ hoàn chỉnh của các tinh thể định
hướng càng tăng. Sau đây là mét sè yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện kết tủa
kim loại.

II. ảnh hưởng của chất điện giải đến cấu trúc lớp mạ.
II. 1. ảnh hưởng của bản chất điện giải.
Trong dung dịch muối đơn, kim loại đều ở dạng cation tự do, nồng độ ion lớn.
Vì vậy ở điều kiện bình thường phân cực catôt bé do đó được lớp mạ thô, sần sùi,
dày mỏng không đều. Riêng nhóm sắt, cabon, niken vì quá thế phóng điện lớn nên
ngay trong dung dịch muối đơn cũng có phân cực katôt lớn, lớp mạ mịn đẹp.
Đối với dung dịch muối phức, ion kim loại “lằm trong” muối phức, chúng
phóng điện và phân cực katôt lớn, lớp mạ mịn, kín, đều đặn.
II.2. ảnh hưởng của nồng độ ion chất điện giải.
Nồng độ ion kim loại trong dung dịch có ảnh hưởng nhiều đến độ mịn của
tinh thể. Muốn thu được lớp mạ tốt, cần phải có nồng độ dung dịch thích hợp.

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
Nếu nồng độ dung dịch qúa cao sẽ làm giảm phân cực katôt, lớp mạ kết tinh
thô xấu. Dung dịch tương đối loãng thì lớp mạ mịn, phân cực katôt tăng. Nhưng
nếu dung dịch loãng thì mật độ dòng điện giới hạn bé, tốc độ mạ giảm, hiệu suet
dòng điện thấp, lớp mạ xấu, thô có khi hình thành nhánh cây. Ngoài ra nồng độ
dung dịch loãng quá thì độ dẫn điện kém, điện thế bể mạ cao, tèn nhiều năng
lượng.
II. 3. ảnh hưởng của thành phần dung dịch điện giải.
Trong số các dung dịch mạ, ngoài muối kim loại ra còn cho thêm mét sè muối
khác và axit tương ứng để đạt được các mục đích sau:
- Tăng độ dẫn điện của dung dịch.
- Làm cho tổ chức lớp mạ tốt.
- Khống chế độ pH của dung dịch.
Để làm tăng độ dẫn điện, lớp mạ phân bố tốt, kết tinh nhá mịn thường cho vào
muối của kim loại kiềm.
II.4. ảnh hưởng của chất hữu cơ.

Các chất hữu cơ cho vào dung dịch mạ được dùng rộng rãi trong mạ. Các chất
hữu cơ với hàm lượng nhỏ, nhưng chúng làm tăng phân cực katôt, thay đổi cấu trúc
lớp mạ, cho nên thường được lớp mạ mịn, bóng. Chất hữu cơ chia làm ba loại.
Chất làm bóng, chất san bằng, chất thấm ướt. Chất làm bóng có thể tạo nên lớp
mạ bóng, chất san bằng làm cho lớp mạ bằng phẳng, bổ khuyết chỗ lồi lõm của
kim loại nền, đồng thời làm tăng độ bóng lớp mạ. Chất thấm ướt làm tăng tính
thấm ướt bề mặt, đề phòng sinh ra điểm rỗ và lỗ xốp. Các chất hữu cơ thường dùng
là: Gielatin, Cumarin, 1 - 4 bitindiol, các dẫn suất Sunfonaphtalen…
Khi cho chất hữu cơ vào phải lựa chọn cẩn thận, nghiên cứu tỉ mỉ tác dụng
của nó, nếu không sẽ gây ra hiệu quả không tốt.
III. ảnh hưởng của chế độ điện phân đến cấu trúc lớp mạ.
III. 1. ảnh hưởng của mật độ dòng điện.
Mật độ dòng điện biểu thị tốc độ kết tủa trên catôt, mật độ lớn thì kết tinh
nhanh, mật độ dòng điện ảnh hưởng đến cấu trúc lớp mạ.Mật độ dòng điện nhỏ,
mầm tinh thể sinh ra Ýt, lớp mạ thô mật độ dòng điện tăng thì phân cực katôt tăng,
lớp mạ mịn, kín.
Nhưng mật độ dòng điện quá cao thì sự phóng điện của ion ở lớp sát catot
cao, khếch tán khống bù kịp, chỗ nhọn, lồi hay ở biên vật mạ, mật độ dòng

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
điện tập trung lớp mạ lớn lên rất nhanh, hình thành nhánh cây bong ra, có khi
sinh thành dạng kết tủa sần sùi trên toàn bộ bề mặt, rời ra như bét.
Tăng mật độ dòng điện có thể tăng năng suất thiết bị, nhưng không thể tuỳ ý
được. Đối với mỗi loại dung dịch chỉ có một khoảng độ dòng điện nhất định thích
hợp, tương ứng với nồng độ ion kim loại mạ, pH của dung dịch. Nói chung ở nhiệt
độ cao, nồng độ dung dịch đặc, khuấy trộn mạnh thì có thể sử dụng được mật độ
dòng điện cao.
III. 2. ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch.

Đây là nhân tố ảnh hưởng rất phức tạp. Bởi nhiệt độ cao có thể làm cho nhiều
tính chất của dung dịch thay đổi, nh độ dẫn điện, hoạt độ ion, điện thế phóng điện
ion, quá thế hyđrô… nói chung nhiệt độ cao làm giảm sự phân cực katôt, làm cho
lớp mạ thô.
Nhưng trong thực tế sản xuất thường nâng cao nhiệt độ bởi nhiệt độ làm tăng
độ hoà tan của các loại muối, tăng độ dẫn điện, giảm sự thấm hyđrô, được lớp mạ
mềm. Nâng cao nhiệt độ có thể nâng cao được mật độ dòng điện, cho nên vừa đảm
bảo thu được kết tinh nhá, mịn, tăng năng suất mạ.
III. 3. Khuấy.
Khuấy dung dịch có tác dụng san bằng nồng độ giữa lớp sát katôt và toàn bộ
khối dung dịch. Vì vậy có thể mạ được dòng điện lớn, tốc độ tăng, hiệu suất dòng
điện cao mà vẫn đảm bảo chất lượng, lớp mạ tốt nhưng khi khuấy phải thường
xuyên lọc, nếu không tạp chất sẽ kết tủa lên lớp mạ, tạo thành lớp mạ dạng nhánh
cây. Đối vớidung dịch axit sử dụng cách khuấy cơ khí hoặc khuấy bằng không khí
nén được lọc sạch. Đối với dung dịch xyanua không khuấy bằng không khí nén vì
oxy và khí cabonnic sinh ra sẽ phá huỷ hợp chất xyanua. Đa số các nhà máy hiện
nay sử dụng phương pháp di động min cực vì kết cấu đơn giản, sử dụng thuận tiện,
không khuấy động cặn bẩn.
………….…………o0o……………………

PHẦN III

LỰA CHỌN QUY TRÌNH
SẢN XUẤT, GIÁ TREO,

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp

Diện tích thực của khay:
S
khay
=0, 4 (m
2
).
Vật liệu: Thép.
Khối lượng: 0, 3(Kg).
Mạ: Cr - Ni.

I.2. Kéo cắt.

Bản vẽ sè 2


Diện tích của một cây kéo:
S
kéo
=2x2, 15x10
- 3
S
kéo
=0, 0043(m
2
)

Vật liệu: Thép.
Khối lượng:0, 05 (Kg).
Đồ án
tốt nghiệp


Đồ án
tốt nghiệp

III. 2. Gia công bề mặt bằng phương pháp mài
Mét sè vật có kích thước nhỏ nhưng không thể gia
công bằng phương pháp xóc vì chúng có lưỡi sắc cần
giữ nh dao,kéo thì ta phải sử dụng biện pháp mài để gia
công.
• Mài thô:
Mài thô nhằm loại bỏ bavia khuyết tật lớn để bề
mặt vật mạ cơ bản bằng phẳng trước khi mài tinh
và lau bóng. Mài thô thông thường ta sử dụng đá
mài hoặc phớt mài với hạt mài thô. Thông thường
mài thô ta sử dụng đế mài bằng vải bạt dày 12 đến
15 mm. Khi may các tấm ta có thể may theo đường
rẻ quạt hay xoáy ốc. Hạt mài là đá mài có cỡ hạt 40
đến 160 mvật liệu thường là đá mài,Corum
(Al
2
O
3
).Keo dính giữa đế mài và hạt mài là hỗn hợp
keo da trâu,axit oleix,steric,parafin,sáp ong…
• Mài tinh

• Mài
tinh ta sử dụng phớt mài bằng vải mềm (nỉ, vải
fin,dạ…)và được may giống mài thô.Điều khác biệt
duy nhất giữa mài thô và tinh là kích thước hạt mài
nhỏ hơn (Thông thường là 3 đến 40 m)
Máy mài


Đồ án
tốt nghiệp
Phun cát được áp dụng cho các vật có kích thước lớn,hình dáng đơn giản. ưu
điểm của phương pháp này là cho ta bề mặt sạch, năng suất cao.
Vật liệu phun cát là hạt mài,cát,mạt gang…Chúng ta không được dùng vật
liệu lớn quá để phun vì chúng sẽ làm hỏng bề mặt gia công, xâm thực hạt mài. Vật
liệu mài phải được tẩy bỏ dầu mỡ, giữ sạch trong phòng kín, khô ráo trước khi đem
dử dông.Nếu hạt mài bằng vật liệu kim loại thì ta phải tẩy rỉ cho nã nếu nó có
rỉ.Vật mạ mảnh hay giòn,mềm thì hạt phun nhá, áp suất nhá.Năng suất phun phụ
thuộc vào nhiều yếu tố nh góc phun (tốt nhất là 45 đến 60
0
),khoảng cách súng với
vật mạ, áp suất khí phun, cỡ hạt… Ta còng có thể dùng biện pháp phun ướt. Gia
công cho thép dùng bùn 30% cát,70% nước. Thường cho thêm Na
2
CO
3
để sau gia
công vật mạ không rỉ. Với mỗi cỡ hạt có áp suất khí tối ưu với nã.
Hạt 40 đến 28 micromet áp suất tối ưu 0, 5 Mpa.
Hạt 125 đến 100 micromet áp suất tối ưu 6 đến 9 Mpa.
Khoảng cách giữa súng và vật gia công 50 đến 100 mm,góc phun là 35 đến

45
0
.Góc phun 30 đến 45
0
. Góc phun 30 đến 35 cho bềmặt bóng,phun ướt cho bề
mặt nhẵn hơn phun khô.
VI.4.Chế độ phun
Bảng 6- Chế độ phun cát.

Chiều dày vật gia công
D(mm)
Hình thức gia công Kích thước hạt
(Micromet)
áp suất khí
d =< 1 Khay kê đơn
1< d =< 3 Khay
3< d Thanh ngồi
Gia công bằng bột
mài
O, 2 đến 0, 16 0,05< P<0, 15
0,15< P<0, 25
0,25< P<0, 4
d =< 1 Khay kê đơn
1< d =< 2, 5 Khay
2, 5 =< d =< 5, 0
5 < d Thanh ngồi
Gia công bằng hạt
mài hay mảnh vôn kim
loại
0, 15 đến 0, 3

0, 3 đến 0, 5
0, 5 đến 0, 8
0, 8 đến 1, 5
0,05< P
0,05=< P<0, 6
0,6=< P


Tẩy dầu mỡ điện hoá sau phun cát.
Do quá trình gia công cơ không thể tránh được việc dính dầu mỡ tõ tay công
nhân, dông cụ máy móc… cho nên người ta lại phải tẩy dầu mỡ và tẩy nhẹ một lần
nữa bằng phương pháp tẩy điện hóa. Dung dịch và chế độ tẩy nh

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
Khi tiến hành thụ động Zn xảy ra mét sè hiện tượng:
• Màu loang lổ, lốm đèm nhất là các khe,hốc (Do
dung dịch bị loãng toàn bộ hay cục bộ).
• Nhóng 15 s vẫn không thấy màu của màng thụ động
là do thiếu axit.
• Màng thụ động màu nâu và dễ tuột khỏi vật mạ là
do thiếu axit hay nhóng quá lâu.
• Màng thụ động có màu xanh dương là do không
khuấy dung dịch khi thụ động hoặc thiếu bicromat
hay chất oxy hoá.
• Lớp mạ bị ăn mòn quá mạnh là do thừa axit.
• Nhiều chỗ không có màng thụ động là do bề mặt Zn
bẩn, chưa được hoạt hoá trước thụ động hay thừa
axit.

• Màng thụ dộng lấm tấm đen là do lớp mạ quá máng
hay dung dịch mạ có lẫn nhiều kim loại nhất là Cu.

Để kiểm tra độ kín của màng thụ động saumạ Zn ta dùng Chì axetat 50
g/ l nhá lên vật mạ đã sấy khô sau 5s dùng giấy thấm khô.Nếu suất hiện chấm đen
(Pb
2+
đẩy Zn ra khái muối) khi đó thì màng không đạt yêu cầu.
………….…………o0o……………………
PHẦN III: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ.

I. Xác định thời gian gia công.
t = t
1
+ t
2
(ph).
trong đó :
t
1
: Thời gian điện phân (ph).
t
2
: Thời gian lắp đặt (ph).
t
1
tínhtheo công thức.
t
1=
. 60. 000/ c.ic. (ph).

Trong đó:
- Chiều dày lớp mạ (mm).
- Trọng lượng riêng của lớp mạ (g/ cm
3
).
c - Đương lượng điện hoá của lớp mạ (g/Ah).
ic - Mật độ dòng điện cattot (A/ dm
2
).

Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
I
tt
= I
lt
+ 0, 2.I
lt
Bảng 10 – Tổng hợp dòng điện vào bể.


Dc
(A/ dm
2
)
y
(dm
2

)
I
lt
=Dc. y
(A)
I
tt
=1, 2 I
lt
(A)
Bể Ni mê 3 120 360 432
Bể Ni bóng 5 120 600 720
Bể Cr 50 20 1000 1200
Bể Zn 1, 5 60 90 108
Bể tẩy dầu đ.
hóa
5 120 600 720

V.Tính điện thế các bể.
Điện thế các bể tính theo công thức.
U
lt
=(1+ ) [(Ea-Ec) + (1+ ).IR] (V).
Trong đó:
I- Cường độ dòng vào bể.
- Hệ số xét đến tổn hao điện tại chỗ tiếp xúc.
Ea,Ec - Điện thế anot,catot.
- Hệ số xét tới sự tổn thất điện thế trong dung dịch do bọt.
R-Điện trở,R=l/100. . y ( ).
Trong đó: l - Khoảng cách giữa các điện cực.

- Độ dẫn điện của dung dịch.
y- phụ tải của bể.
Ta có:

Bảng 11- Tính toán điện thế các bể:

L
(cm)
Y
(dm
2
)

(
1
.cm
- 1
)
R
( )
I
(A)
Ec
(V)
Ea
(V)
U
lt
(V)
U

tt
(V)
Bể Ni
mê
25 100 0, 05 0, 4 0, 00625 0, 01 360 -0, 8 0, 5 3, 75 4, 1
Bể Ni
bóng
25 100 0, 05 0, 4 0, 00625 0, 1 600 -0, 8 0, 5 3, 96 4, 4
Bể mạ
Cr
25 20 0,1 0, 6 0, 016 0, 02 1200 -0, 8 0, 5 22. 3 24
Bể mạ
Zn
25 60 0, 04 0, 1 0, 04 0, 1 108 -0, 78 -0, 6 5. 1 5, 6


Sinh viên Nguyễn Duy Hanh - Lớp Điện Hóa K43
Đồ án
tốt nghiệp
K- Hệ số là tỷ lệ giữa thời gian chiếu sáng trong năm và T
S=16. 45 = 720 (m
2
)
(12, 48m là chiều dài, rộng nhà).
Đồ án
tốt nghiệp
Số bể tẩy rỉ là1 Mỗi bể ta sử dụng mét công nhân thì số công nhân sử dụng
cho 3 ca sản xuất là sẽ là 19. 3=57 công nhân.

Sè máy cơ khí bao gồm:

Đồ án
tốt nghiệp
- 3 người trực bể Ni bóng nhiệm vụ vừa phải xử lý sự cố , thao tác , rửa sản
phẩm mạ trước khi đem mạ (rửa nhẹ), vừa vớt sản phẩm mạ ra và rửa thu hồi dung
dịch,rửa sạh Ni trước khi đem mạ Cr.
- 2 người trực bể Cr nhiệm vụ vừa phải xử lý sự cố , thao tác mắc khung,
vừa vớt sản phẩm mạ ra và rửa thu hồi dung dịch, trung hoà Cr, rửa sạch và dêm
sấy khô, lấy sản phẩm từ máy sấy ra.
Đồ án
tốt nghiệp
Đố với chất thảinh axit và kiềm ta cho chóng tù trung hoà lẫn nhau và thử
bằng giấy pH cho tới khi pH = 7 nếu pH> 7 ta thêm axit tới khi pH=7, nếu pH<7 ta
thêm kiềm tói khi pH = 7 trước khi thải ra môi trường.

Đối với nước rửa của bể tẩy rỉ , bể rửa Ni thì có một lượng lớn ion kim loại
như Ni
2+
, Ni
3+
,Fe
2+
, Fe
3+
… ta sử lý bằng cách kết tử hoá học bằng cách
Đồ án
tốt nghiệp

Đồ án
tốt nghiệp
Trước khi thải ra ngoài môi trường thì từ máy Ðp 11 nước thỉ qua trạm khử
12 để khử mùi.
………….…………o0o……………………

PHẦN VI: KỸ THUẬT AN TOÀN
Đồ án
tốt nghiệp
• Các máy mài, đánh bóng cần phải có hệ thống hút bụi ngay tai chỗ , chụp
bảo vệ.
• Hệ thống thông gió yêu càu đặt gần bể độc hại,hút khí ở bÓ này trước khi
hút ở bể khác.
• Chỗ nấu keo phải đặt riêng để xa khu có khi H
2
, O
2
… những chỗ có chất
dễ cháy.
Đồ án
tốt nghiệp
0, 05 0, 05 0, 05 0, 005 0, 01 0, 02 0, 005 0, 005 0, 00001 0, 3

………….…………o0o…………………… PHẦNVII
Đồ án
tốt nghiệp

Về vấn đề sử lý nước thải và vệ sinh môi trường ta sử lý theo phương pháp
hóa học là chủ yếu. Phương pháp này có ưu điểm là thiết bị, công nghệ đơn giản lại

chi phí thấp. Tuy nhiên công nghệ sử lý nước thải này có độ sạch không cao, thiết
bị lại khá cồng kềnh. Trong phân xưởng chúng ta sử dụng sử công nghệ mạ Kẽm
axit thay vì mạ Kẽm Xyanua vì kẽm axit Ýt độc hại hơn.
Đồ án
tốt nghiệp
4. Tác giả: Nguyễn Văn Lộc, Tài liệu: Công nghệ mạ điệnNăm xuất
bản2000
………….…………o0o……………………




Đồ án
tốt nghiệp
III. Chọn chiều dày lớp mạ 25
IV. Chọn khung treo 26
Chương II Kế hoạch sản xuất 29
I.Chọn thời gian làm việc của phân xưởng 29
II.Chọn quy trình sản xuất 29
III. Thuyết trình về quy trình mạ 31
Đồ án
tốt nghiệp
X.3.Tiêu hao điện cho máy sấy 61
X.4. Tiêu điện cho quạt 62
X.5.Tiêu điện cho chiấu sáng 62
XI.Tính hao hóa chất và anot 63
XI.1. Tiêuhao chất 63
XI. 2. Tiêu hao anot 65