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:



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


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,

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


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.

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

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.

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

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

• 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).

)
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.

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, 6Sinh 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
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