آبکاری فلزات و کاربرد آن
فصل اول: مقدمه
روش آبکاری فلزات برای اهداف تزئینی ومحافظتی از دیر باز موردتوجه بوده است. بدون شک این صنعت متحول شده و روشهای نوین جایگزین روشهای متداول گشته است. آنودایزینگ نیز یکی از روش های آبکاری می باشد که درنتیجه آن یک پوسته اکسیدی بر روی سطح مورد نظر بوجود آمده و مقاومت به خوردگی وسایش را افزایش می دهد. عملیات آنودایزینگ رنگی همچنین می تواند باعث ایجاد ظاهری زیبا بر روی سطح مورد نظر شود. خصوصیات ویژه فولاد گالوانیک به واسطه مقاومت به خوردگی خوب آن باعث ایجاد طیف وسیعی از کاربردهای آن همچون لوله های آب، ورقه های کابینت سازی و هرجائی که نیاز به مقاومت به خوردگی واستحکام بالا باشد شده است که داشتن ظاهری زیبا می تواند کاربرد بهتری را به آنها بدهد. با انجام پروسه آنودایزینگ رنگی برروی فولاد گالوانیک هم بواسطه ایجاد پوسته اکسیدی مقاومت به خوردگی وسایش افزاش یافته وهم اینکه این پوسته اکسیدی می تواند بصورت رنگی ظاهر شده ونیاز به رنگ کاری بعدی برروی فولاد را رفع کند. بنابراین آنودایزینگ رنگی فولاد گالوانیک می تواند اهمیت خاصی در صنعت امروزی داشته باشد. در این پروژه به بررسی پارامترهای موثر برآنودایزینگ رنگی فولاد گالوانیک پرداخته شده است به طوری که درابتدا این بررسی ها برای روی خالص صورت گرفته وسپس شرایط به سمت فولاد گالوانیک هدایت شده است. شرایط ایجاد این پوسته رنگی در مورد روی وفولاد گالوانیک طبق آنچه که در عمل صورت گرفته است بصورت مکتوب آورده شده است.
فصل دوم: مروری بر منابع
آنودایزینگ
آنودایزینگ شاخه ای ازآبکاری الکتریکی فلزات می باشد که در طی آن پوسته ای اکسیدی بر روی سطح فلز تشکیل می گرددکه می توان ظاهری رنگی رانیز در ضمن تشکیل این پوسته اکسیدی ایجاد نمود.
...
1- پلاریزاسیون
اختلاف پتانسیل یک الکترود را بین حالت مدار باز وحالتی که جریان می گذرد پلاریزاسیون گویند.پلاریزاسیون با عبور جریان مخالفت می کند و نقش کنترل کننده خوردگی را دارد. پتانسیل لازم برای نشست یک یون فلزی از محلول نمکی آن به شدت تحت تاثیر پلاریزاسیون قرار می گیرد. عوامل موثربر واکنشهایی که در الکتروها رخ می دهدموجب پلاریزاسیون می شوند. انواع مختلف پلاریزاسیون ناشی ازطبیعت این عوامل است این پدیده مهم ترین عامل در آبکاری است.بطور کلی سه نوع پلاریزاسیون فعال سازی، غلظتی ومقاومتی وجود دارد.
2- ولتاژ
ولتاژ رابین دوترمینال اندازه می گیرند که عبارتست ازنیروی لازم برای عبور جریان وشامل سه قسمت است:
الف- ولتاژ لازم برای عبور جریان از آند به الکترولیت، از الکترولیت به الکترولیت نزدیک کاتد وعبور ازالکترولیت به کاتد.
ب- خنثی کردن مقاومت خود الکترودها برای عبور جریان.
ج- ولتاژ لازم برای غلبه برمقاومت سل. ازآنجا که تغییرات مقاومت با ترکیب شیمیایی محلول ودما و چگالی جریان که از سل عبور می کند مربوط است، جریان را نمی توان از روی قانون اهم بدست آورد مگر آنکه شرایط سل را بطور دقیق بدانیم. افزایش ولتاژ الزاما منجر به افزایش جریان نمی شود اگر چه اکثرا چنین است. در اکثر روش ها ولتاژ را در سل ثابت نگه می دارند تا نتیجه رضایت بخش حاصل شود جریانی که از سل می گذرد به ابعاد الکترودها وکار انجام شده در سل نیز بستگی دارد.
3- چگالی جریان
افزایش چگالی جریان سل که به ازای آن مقدار جریان بر واحد سطح اضافه می شود ...
پروژه کارآفرینی راه اندازی کارگاه آبکاری قطعات پلاستیکی در 64 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست
١- معرفی محصول -------------------------------------------------------------------- 1
1-1- نام و کد محصول-------------------------------------------------------------- 4
2-1- شماره تعرفه گمرکی----------------------------------------------------------- 4
3-1- شرایط واردات----------------------------------------------------------------- 4
4-1- بررسی و ارائه استاندارد ملی------------------------------------------------------ 4
5-1- بررسی و ارائه اطلاعات لازم در زمینه قیمت داخلی و جهانی---------------------------- 5
6-1- توضیح موارد مصرف و کاربرد----------------------------------------------------- 6
7-1- بررسی کالاهای جایگزین و تجزیه و تحلیل اثرات آن بر محصول ------------------------- 8
8-1- اهمیت استراتژیکی کالا در دنیای امروز-------------------------------------------- 11
9-1- کشورهای عمده تولید کننده و مصرف کننده محصول-------------------------------- 12
10-1- شرایط صادرات------------------------------------------------------------- 12
2- وضعیت عرضه و تقاضا-------------------------------------------------------------- 12
1-2- بررسی ظرفیت بهره برداری و روند تولید-------------------------------------------12
2-2- بررسی وضعیت طرحهای جدید و طرحهای توسعه در دست اجرا------------------------13
3-2- بررسی روند واردات محصول از آغاز برنامه سوم--------------------------------------14
4-2- بررسی روند مصرف از آغاز برنامه-------------------------------------------------14
5-2- بررسی روند صادرات محصول از آغاز برنامه سوم-------------------------------------15
6-2- بررسی نیاز به محصول با اولویت صادرات تا پایان برنامه چهارم -------------------------15
3- بررسی اجمالی تکنولوژی و روشهای تولید و عرضه محصول در کشور -------------------------16
4- تعیین نقاط قوت و ضعف تکنولوژی های مرسوم ----------------------------------------- 39
5- بررسی و تعیین حداقل ظرفیت اقتصادی------------------------------------------------41
6- میزان مواد اولیه مورد نیاز و محل تامین آن--------------------------------------------- 46
7- پیشنهاد منطقه مناسب برای اجرای طرح -----------------------------------------------47
8- وضعیت تامین نیروی انسانی و اشتغال--------------------------------------------------47
9- بررسی و تعیین میزان تامین آب، برق، سوخت، امکانات مخابراتی و ارتباطی--------------------48
10- وضعیت حمایت های اقتصادی و بازرگانی ----------------------------------------------50
11- تجزیه و تحلیل و جمع بندی و پیشنهاد نهایی در مورد احداث واحدهای جدید--------------- 53
منابع ------------------------------------------------------------------------------53
خلاصه طرح
نام محصول | آبکاری قطعات پلاستیکی | ||
ظرفیت پیشنهادی طرح | 95000 متر مربع آبکاری در سال | ||
موارد کاربرد | صنایع لوازم خانگی ، صنایع مخابرات در ساخت تلفن، کابل های انتقال نیرو ، صنعت ساختمان ، صنعت کامپیوتر در ساخت مدار چاپی | ||
مواد اولیه مصرفی عمده | آند نیکل ، آند مس فسفره ، سولفات نیکل ، سولفات مس، اسید سولفوریک، کلرید پالادیوم، اسید کربنیک | ||
کمبود محصول (سال ١٣٩٠ ( | کمبود نداریم | ||
اشتغال زایی (نفر) | 24 | ||
زمین مورد نیاز )مترمربع( | 5000 | ||
زیربنا | اداری )مترمربع( | 400 | |
تولیدی (مترمربع) | 500 | ||
انبار )مترمربع( | 500 | ||
میزان مصرف سالانه مواد اولیه اصلی | آند نیکل ٥٢٣٣ کیلوگرم، آند مس فسفره ۷۸۴۱ کیلوگرم، سولفات نیکل ۴۱۶ کیلوگرم ، سولفات مس ۳۴۴ کیلوگرم، اسید سولفوریک ۲۹۰ لیتر | ||
میزان مصرف سالانه یوتیلیتی | آب (m3) | 5940 | |
برق (kw) | 788 | ||
گاز (m3) | 35550 | ||
سرمایه گذاری ثابت طرح | ارزی )دلار( | 9660 | |
ریالی )میلیون ریال( | 14628 | ||
مجموع (میلیون ریال) | 14718 | ||
محل پیشنهادی اجرای طرح | استانهای کردستان یا ایلام یا چهار محال و بختیاری یا کهکیلویه و بویر احمد یا تهران یا اصفهان | ||
1 معرفی محصول
مقدمه
مجموعه فرآیندهایی که تحت آن، سطح قطعات فلزی و یا غیر فلزی (اجسام رسانا، نیمه رسانا و نارسانا (با لایه هایی از فلز یا غیر فلز جهت دستیابی به سطوح مناسب برای کاربردهای صنعتی و یا تزئینی و کاهش هزینه تولید، پوشیده می شوند را آبکاری می گویند.
به طور کلی آبکاری قطعات پلاستیکی صنعتی نو محسوب می گردد چراکه اولین قطعات پلاستیکی آبکاری شده با جریان برق (Electroplating) در سال ۱۹۶۳ وارد بازار شدند . سبکی پلاستیکها در مقابل فلزات، روش تولید ساده و امکان قالب گیری سریعتر و راحت تر آنها ، عدم نیاز به پرداخت کاری بعد از قالب گیری ، استحکام فیزیکی قابل قبول و مناسب و مقاوم بودن آنها در برابر فرسودگی و قیمت تمام شده پایین تر در مقایسه با مشابه فلزی باعث شده است که این صنعت به سرعت رشد و توسعه یابد . به طوری که امروزه علاوه بر ABS (که اولین و تنها پلیمری بو د که تا سال ها قابل آبکاری بود ) با استفاده از حلالهای ویژه، بسیاری دیگر از پلاستیکها قابل آبکاری می باشند و استفاده از قطعات پلاستیکی آبکاری شده در صنایع مختلف از جمله اتومبیل سازی، لوازم خانگی (یخچال ، تلویزیون، رادیو، ضبط و پنکه ) ، اسباب بازی، موتور سیک لت و دوچرخه ، دکمه و زیور آلات روز به روز کاربرد بیشتری می یابد.
آشنایی با تاریخچه آبکاری
تاریخچه آبکاری در اروپا
صنعت آبکاری به شکل امروزی آن از اواخر قرن هجدهم و با اختراع پیل الکتریکی توسط ولتا فیزیکدان ایتالیایی و تحقیقات میشل فارادی دانشمند انگلیسی که حاصل آن کشف قوانین فارادی بود، آغاز گردید . در سال ١٨٣٧ موریتس جاکوبی با استفاده از نیروی برق توانست کپی های دقیق (نمونه سازی) از انواع قطعات و کالاها تولید و عرضه نماید . او با ساخت چنین قطعاتی با استفاده از روش نمونه سازی (Electroforming) که یکی از روشهای آبکاری است گامی بزرگ در توسعه صنعت آبکاری به وجود آورد . او همچنین پایه گذار نخستین نشریه های صنعت آبکاری است . در سال ١٨٤٢ فون زیمنس موفق به آبکاری طلا بر روی قطعات مختلف گردید و این اختراع را به نام خود ثبت کرد . در همان زمان ویلهم پفان هاورز که آلمان ها او را پدر گالوانوتکنیک می خوانند موجب تحولی شگرف در این صنعت گردید.
امروزه با توجه به اهمیت و کارآیی این صنعت در صنایع مختلف و نقش آن در اقتصاد ملی کشورها سرمایه های عظیمی از سوی دولتها و صاحبان صنایع برای پیشرفت این صنعت هزینه می گردد.
مرحله دوم: آبکاری کردن قطعه فوق با استفاده از روش آبکاری الکتریکی
البت ذکر این نکته ضروری است که ابعاد قطعه فلزی که مورد آبکاری قرار می گیرند بسیار متفاوت بوده و قطعات فوق العاده ریز تا قطعات بزرگ را در بر می گیرند.
لذا در طراحی واحد و انتخاب تجهیزات و به ویژه وانها بایستی ابعاد قطعاتی که قرار است آبکاری شوند در نظر گرفته شود . در مورد قطعات پلاستیکی غالبا با قطعات کوچک و سبک مواجه هستیم به طوری که اکثر قطعات سفارش شده را این گونه قطعات تشکیل می دهند ولی علیرغم این موضوع و به منظور توانایی اجرای بیشترین مقدار سفارشات بایستی ابعاد وانها مناسب انتخاب شوند.
رسانا کردن پلاستیکی عمدتا به دو روش صورت می گیرد ، قدیمی ترین روش هادی سازی استفاده از لاکهای هدایت کننده است . این لاکها از مخلوط رزینهای آلکید و اپوکسی با ذرات میکرونی گرافیت نقره ای یا پودر فلزی تشکیل می شوند. مناسبترین این ذرات در واقع ذرات میکرونی فلز نقره هستند که مخلوط آن با لاکها تولید واکنش شیمیایی تغییر شکل یا اکسید نمی کند و دارای هدایت الکتریکی مناسبی می باشد . استفاده از پودر اکسید مس یک ظرفیتی نیز به جای نقره متداول می باشد. به طوری که پس از مخلوط کردن پودر اکسید مس یک ظرفیتی با لاکهای احیا کننده در حین خشک شدن تبدیل به مس فلزی می شود و از این طریق می توان سطحی هادی تهیه کرد . اشکال عمده این روش بالا بودن هزینه آن در مقایسه با روش مورد نظر در این طرح می باشد.
این روش که در حال حاضر در سطح وسیع تری مورد استفاده قرار می گیرد روشی است که ابتدا در سال 1963 و با هادی ساز پلیمر ABS محقق گردید. گرچه امروزه پلیمرهای دیگری نظیر پلی پروپیلن ، پلی سولفون ، پلی اکریل اتر ، نایلون و آلیاژ PC/ABS با این روش قابل آبکاری هستند ولی عملا حدود 85% قطعات پلاستیکی که آبکاری می شوند را ABS تشکیل می دهد و این به علت چسبندگی بسیار خوب لایه فلزی ایجاد شده به این ماده پلاس تیکی می باشد. به طوریکه امروزه این پلاستیک مبنایی شده است که قابلیت آبکاری و دیگر مشخصات سایر ترکیبات غیر هادی را با آن مقایسه کنند.
٥ - بررسی و تعیین حداقل ظرفیت اقتصادی طرح
ظرفیت عملی یک واحد آبکاری پلاستیک به پارامترهای مختلفی نظیر نوع قطعاتی که آبکاری می شوند و ابعاد و شکل آنها و میزان ضخامت آبکاری بستگی دارد. بر اساس فرضیات زیر ظرفیت طرح تعیین می گردد.
١- سطح آبکاری شده در هر بار (سیکل بار ) : برای این واحد در هر سیکل با توجه به عوامل مختلف ، 5/1 متر مربع در نظر گرفته شده است .
٢- زمان هر سیکل و آماده سازی و آبکاری: با مشاهده زمانهای عملیات در هر یک از وانها ملاحظه میگردد که بیشترین زمان مربوط به وان زبر سازی و آبکاری مس و نیکل می باشد که در مقایسه با سایر زمانها به مراتب بیشتر است لذا به منظور تعدیل زمان مذکور بایستی در هر زمان دو قطعه تحت فرایند زبر سازی در وان قرار گرفته و در وان نیکل نیز از سه سری آند استفاده شود. به این ترتیب بیشترین زمان تعیین کننده ظرفیت واحد ٥ دقیقه خواهد بود.
پایان نامه بررسی چسبندگی پوشش الکترولس به زیر لایه پلاستیکی در فرآیند آبکاری پلاستیکها
چکیده :
در اواخر دهه 1970 استفاده از پلاستیکهای آبکاری شده به منظور کاهش وزن و ایجاد پوششهای تزئینی بر روی برخی از قطعات خودرو اهمیت یافتند. هم زمان با آن توسعه صنعت الکترونیک استفاده از پلاستیکهای آبکاری شده در ساخت صفحات مدارهای چاپی به منظور ایجاد خاصیت هدایت الکتریکی اهمیت یبشتری یافت، به طوری که با پیشرفت روز افزون این صنعت، بررسی خواص چسبندگی پوششهای فلزی به زیر لایه پلاستیکی مهم به نظر میرسند.
در این تحقیق ضمن معرفی فرآیند آبکاری پلاستیکها به بررسی برخی از عوامل موثر بر چسبندگی پوشش به زیر لایه پرداخته شده، به طوری که عواملی نظیر خواص فیزیکی و شیمیایی پوششهای فلزی، چگونگی آماده ساختن زیرلایه پلاستیکی و خواص فیزیکی و شیمیایی زیر لایه پلاستیکی به عنوان مهم ترین عوامل موثر بر چسبندگی پوششهای فلزی به زیر لایه پلاستیکی ارزیابی شده اند.
1- اهمیت آبکاری پلاستیکها
استفاده از قطعات پلاستیکی آبکاری شده در اواخر دهه 1970 در صنایع مختلف گسترش چشمگیری یافت، به طوری که به سرعت در صنایعی نظیر خودرو سازی، الکترونیک و مصارف تزئینی به ویژه تولید وسایل خانگی کاربرد وسیعی یافتند[1]. مثالهایی که از این کاربردها در ادامه آورده شده است.
الف – صنعت خودرو
پلاستیکهای آبکاری شده هم به منظور زیبایی و هم به منظور افزایش مقاومت به خوردگی در قسمتهای مختلف خودرو استفاده میشوند. به عنوان مثال برخی از پلاستیکهای آبکاری شده مقاوم به سایش نظیر پلی اورتان در قسمتهای داخلی اتومبیل استفاده شدهاند، ضمن این که از قطعات پلاستیکی آبکاری شده که دارای خاصیت مقاومت به ضربه باشند نیز میتوان در سپرهای خودرو استفاده کرد. در شکل (1) نمونه ای از این کاربرد نشان داده شده است.
ب – صنعت الکترونیک
در صنعت الکترونیک ، آبکاری پلاستیکها به منظور ایجاد خاصیت هدایت الکتریکی انجام می شود که نمونه بارز این کاربرد در ساخت صفحات مدارهای چاپی (P.C.B) Printed Circuit Board میباشد [2] .
شکل (2) نمونه ای از این کاربرد را در ساخت صفحات مدارهای چاپی نشان میدهد.
ج – جنبه های تزئینی
استفاده از پلاستیکهای آبکاری شده به دلیل خاصیت مقاومت به خراش و خواص زینتی پوششهای ایجاد شده به طور وسیع در تولید وسایل خانگی مورد توجه قرار گرفته اند.[1]
درشکل (3) نمونهای از این کاربرد نشان داده شده است.
2- معرفی پوشش الکترولس
آبکاری الکترولس عبارت است از احیاء شیمیایی با اتوکاتالیتیکی یونهای فلزی موجود در وان الکترولس بر روی سطح قطعات. در این فرایند پوششی یکنواخت از فلز مورد نظر به وسیله یک سری واکنشهای شیمیایی بر روی سطح قطعه ایجاد میشود.
پرمصرف ترین پوششهای فلزی که در آبکاری الکترولس مورد استفاده قرار میگیرند، مس و نیکل میباشند. که درادامه به مکانیزم اصلی عملیات آبکاری الکترولس نیکل اشاره میشود[3].
3- اجزاء حمام الکترولس
به طور کلی در حمام الکترولس هشت جزء وجود دارد:
3-1- منبع یونهای نیکل
متداولترین نمکهای به کار رفته در فرایند الکترولس نیکل، سولفات نیکل و کلرید نیکل میباشند، به طوری که غلظت یونهای نیکل در حمامهای اسیدی بین 4 تا 10 گرم در لیتر میباشند. [4و5]
3-2- هیپوفسفیت سدیم
این ماده یونهای نیکل را در محلول به شکل عنصر، احیاء می کند به طوری که در طی فرایند احیاء آنیونهای هیپوفسفیت به ارتوفسفیت تجزیه شده و گاز هیدروژن ایجاد میگردد. ضمن آن که درصد فسفر تا حدود 15 درصد نیز در رسوب نیکل ظاهر میشود. [3]
3-3- بافرها
وظیفه بافرها جلوگیری از تغییرات PH در حمام میباشد به طوری که از افزایش بیش از حد اسیدیته محلول در طی رسوب گذاری جلوگیری میکنند.[3]
3-4- کمپلکس کننده ها
این اجزاء تقریباً اسیدهای آلی بوده که معمولاً دی کربوکسیلاتها میباشند. این مواد تاثیر دو گانه ای دارند زیرا اولا باعث کاهش نرخ رسوب گذاری شده، ثانیاً همانند یک بافر عمل می کنند[3].
3-5- شتاب دهنده ها
شتاب دهندههایی نظیر ترکیبات فلوئوریدی و تیواوره در حد ppm2 تا 20 باعث افزایش نرخ رسوب گذاری میشوند [4].