电镀清洁生产电镀工艺模板.doc
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1、 电镀清洁生产 镍钴铁纳米合金代铬镀层 电镀工艺 烟台电镀技术研究所 .9目录一,代铬镀层综述11,代铬镀层介绍.12,Ni-Co-Fe合金代铬镀层优点及工业现实状况.193.替换镀硬铬纳米镍钴铁合金电镀技术项目介绍.20 4镀铬政府限制.25 5代铬镀层镍钴铁优缺点.27 二,Ni-Co-Fe合金代铬镀层工艺及影响原因.301 电流密度,PH値和温度对工艺影响.302 阴极电位对工艺影响.303 热处理对工艺影响.304稀土添加剂对工艺影响.32 5添加剂对镀层影响.32三,代铬镀层镍钴铁试验方法 1,代铬镀层镍钴铁试验方法.33.2,代铬镀层镍钴铁槽液配制.333,代铬电镀镍钴铁合金工艺故
2、障处理.354,代铬镀层镍钴铁电镀设备说明.435,Dw高硬度高耐磨镍钴铁代铬工艺.47 6,电镀镍钴铁溶液在线净化设备原理.50四, Ni-Co-Fe合金代铬镀层最新研究.53 1,环境保护代铬镀层镍钴铁性能描述.53 2 Ni-Co-Fe合金纳米线有序阵列模板合成和磁性.70 3电沉积纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层热稳定性.70 4,镍钴铁镀液分析仪.72五。镍钴铁代铬镀层经典应用1,液压缸活塞杆 镍铁钴代铬镀层.762,减振器杆电镀镍钴铁合金工艺.773,结晶器铜管电镀镍钴铁工艺研究.804,结晶器铜板电镀镍钴铁镀层.80 5,结晶器铜板电镀镍钴铁工艺6,结晶器铜管电镀镍钴铁优越性7,结
3、晶器铜管电镀镍钴铁工艺参数 8, 抽油泵杆电镀镍钴铁.909,导电辊用镍钴铁镀层电沉积制备和性能研究.9210摩托车发动机气缸体应用新型镍钴铁涂层技术探讨.9611,镍钴铁合金电镀工艺在销轴件中应用.9712,电镀镍钴铁合金螺杆钻具.10113,镍钴铁代铬镀层在油田设备中应用.10214,环境保护型抽油杆卧式电镀镍钴铁内壁生产线设计.10315,活塞杆电镀纳米镍钴铁全自动生产线.106六代铬镀层比较分析.1221,减震器杆六价铬镀铬及镍钴铁代铬工艺特点之比较.1222,三价铬电镀六价铬电镀镍钴铁电镀对比.1263,镍钴铁镀层 ( 代硬铬,装饰铬).127 4,, 镍钴铁纳米镀层应用范例.129
4、5,纳米合金dw镍钴铁电镀工艺.1316,三价铬电镀六价铬电镀镍钴铁电镀对比.1327,电镀镍钴铁合金代铬镀层 经济效益.134 8,中国外液压缸活塞杆镀层技术对比研究.136 总结1,代铬镀层替换技术法律依据HJ-BAT-11.1452,镀硬铬经济替换工艺研究-代铬镀层镍钴铁.145 3, 铬替换品镍钴铁纳米镀层研究汇报.154 4, 硬铬电镀替换品六个产品评定依据.158参考文件一,代铬镀层综述因为铬镀层含有光亮、防变色,在大气环境下稳定性和光泽持久性等独特优良性能,而取得了广泛应用。然而镀铬均镀性较差,电流密度高,电流效率低,能耗高,同时,铬雾和含铬废水排放严重污染环境和水源,危害人体健
5、康。三氧化铬毒性及替换工艺1镀硬铬及铬酸盐/钝化之间分化2六价铬接触可能性3在硬铬电镀车间生产过程中. 4空气浓度铬(VI)和肺癌相关5职业病6替换工艺6.1通常特征功效性硬铬电镀6.2概述6.3指定替换工艺技术和危险物质分析6.3.1热喷涂(TS)6.3.2镍和镍合金6.3.3钴合金和钴合金纳米晶6.3.4PVD / CVD真空过程6.3.5表面改性6.3.6三价铬沉积6.4结论替换进程1区分硬铬电镀及铬酸盐/钝化这份汇报,是指专门为硬铬电镀工艺,其最终产品形成铬金属层。金属铬是无铬(VI)物种,是不是致癌物质,已被国际癌症研究机构(IARC)列为31组归类。从金属铬及其合金(如铬铁)健康造
6、成障碍是unknown2相比之下铬酸盐涂层仍然含有铬(VI),造成再钝化反应后当涂层被损坏。含铬(VI)这种涂料严格限制,比如,在欧洲汽车今天,几乎在任何这类申请。本文不考虑全部涂料,含铬(VI)文章,和不考虑装饰铬层,最大厚度1.5微米沉积,其沉积层铬(VI)是完全无偿,在相同方法硬铬电镀。 。所以,硬铬电镀不组成任何最终消费者任何风险。相反,硬铬电镀一直在食品工业中使用了几十年。镀硬铬影响,这正是在相同方法作为装饰性镀铬分类,因为铬沉积,因为它是从含铬(VI)电解质,而不是最终消费者组成任何威胁。2硬铬电镀车间生产过程中接触六价铬可能性在硬铬电镀车间工作时,有接触铬(VI)多种可能性:一)
7、皮肤接触,B)吸入和c)摄入。案例C)将不会在这里深入讨论,因为铬(VI)化合物所造成危害是众所周知全部职员,使她们不轻易不慎吞下这种物质。皮肤接触可能作为一个标准问题,在全部类型拆卸工作,工作时,浴池和补充氧化铬时。然而,工作指示,和个人防护装备已颁布全部这些工作领域,在观察和使用能预防皮肤接触。在皮肤接触不可能事件(事故),需要采取紧急行动,以快速消除皮肤铬和降低铬(VI)仍然存在,以降低吸收进入人体危害和降低由此产生任何有毒或致癌作用。关键危害是吸入生产环境中铬(VI)。假如铬(VI)浓度低,呼吸路径分泌物降低,铬(III)从而解毒。然而,高暴露浓度能够超出职业接触铬(VI)和肺癌风险。
8、铬(VI),细胞损伤,其中除其它能够增加患癌症风险,造成肺部减灾能力浴场经营产生气体,这些气体气泡表面铬电解液。当气泡破裂,气溶胶发展,空气污染和铬(VI)。这气溶胶被删除,洗净后立即发生,通常在在洗澡水库边吸单位。不一样数量气溶胶排放系统设计而定,比如,在浴缸表面覆盖,大大降低了空气污染。铬气溶胶和不足,吸力能够释放到铬浴场周围空气,然后就能够在生产车间工人吸入。铬(VI)污染关键毒性作用,在表面处理厂职员,所以从吸入到肺部造成肺癌。比如,镀硬铬,镀硬铬硫酸浴,即使数字抵触这个。数据质量是不可再生。比如,平均值和标准偏差为指定曝光值,这表明,正态分布值。在几乎全部类别标准偏差间隔延长到负范围
9、内。指定百分还表明,测量值分布不正常。下面图表显示多种工艺类别指定百分分布。比较近正态分布变量百分位分布以下。能够清楚地看到在百分位值曲线差异。这意味着,正态分布是不是现在所使用数据,所以它是要问什么样数据被用在这里和分布为何如此不一样平常。只有当这种被称为实测值正确解释是可能。但要得出这么结论,很高水平,铬(VI)风险存在,既不是许可,也不是科学上站得住脚。深入评定显示,实测值assumedly 65,低于5微克/立方米限制,即使正确测定是从给定信息可能。也不是明确,定量限在具体测量数据。在一些类别多种测量值限制,甚至合并在一类。4空气浓度铬(VI)和肺癌相关文件中包含大量多种调查和研究对铬
10、(VI)化合物所组成危害。全部这些研究证实,铬(VI)毒性和致癌性,但具体暴露珠平所带来风险并没有被量化可靠。多种组织,如美国环境保护局,环境保护局,或对职业接触限值科学委员会价值观和其它人来高度不一样,在不一样研究评定。附件XV铬trioxide5汇报列出了这种价值品种。概述在下面图表,它指定了一个在肺癌1微克/立方米空气中浓度为1:100和1:10,000之间风险增加。4职业暴露限值(SCOEL)科学委员会成立了由委员会决议任务,在工作场所化学物质,欧盟委员会就职业接触限值(95/320/EC)。作为一个标准问题,暴露铬(VI)需要一时曝光值之间差异,比如在空气中,暴露剂量。曝光值能够依据
11、工作场所或其它原因改变,并作为一项规则,每班或每工作周雇员平均价值。曝光剂量是有一定曝光值乘以时间,这个值是有效。在这里,职业医学,通常讲X X年微克/立方米。所以,将在空气中浓度为50微克/立方米,20年后达成1000微克/立方米X年剂量。几乎全部流行病学研究基础上测得曝光值和职员死亡率在两个铬盐生产厂在美国(不硬铬种植植物)。这些雇员团体被称为在佩恩斯维尔队列和巴尔摩cohort1文件。尤其是巴尔摩队列和研究相关2357名工人,在巴尔摩铬酸盐厂曾在1950年和1974年之间死亡原因进行一个很大数目,铬(VI)空气测量。 1992年年底数据搜集。在这组平均人口工人肺癌死亡率比较,显示1.80
12、风险增加。一个工人死于肺癌风险比正常人群高出80。然而,在几乎全部肺癌病例科目也抽烟,因为吸烟者百分比也是在这组高出80以上。另外,案件数量太小,使额外风险程度统计确定性,现在还不清楚。另外,只有很高铬(VI)曝光值进行了测量。6替换工艺6.1功效性镀硬铬通常特征功效性硬铬电镀区分以下特点:镀层厚度3 - 5000微米高硬度高达700-1200HV高耐磨性低摩擦和tribologically优势结协力高可加工耐化学品耐温度可回收和毒性无害6.2指定替换工艺概述文件提到了大量系统,可作为可能替换进程。然而,在这些过程中,只有极少数是作为替换品是可行。 下面列出过程,其中有作为最具潜力替换硬铬电镀
13、依据附件XV因为涂层特征复杂相互作用,这些封面只有一小部分硬铬电镀频谱 - 甚至当全部替换品总被认为是。1。和超音速热喷涂(高速氧燃料)2。镍及镍合金涂层,和镍镀层系统,尤其是镍钴铁纳米合金电镀3。钴和钴合金涂层4。真空工艺和PVD / CVD(物理/化学气相沉积)5。表面改性6。沉积铬()不包含在这一点上替换工艺,锌基础上,溶胶 - 凝胶工艺和混合聚合物过程中,因为它们在附件XV指定为可能替换铬酸盐和硬铬电镀工艺。镀硬铬,镀铬装饰和铬酸盐或钝化之间差异是在第1条所述。无有害物质分析进行任何指定附件第十五汇报中替换品。这个过程提供了这么分析只能在授权过程。 156.3技术和有害物质指定替换工艺
14、分析,这应该被视为在一个较早时间,因为已知危险潜力部分如指定替换品,比如,发展精细,在热喷涂硬金属粉尘。以下分析目标是确定这一进程在何种程度上代表了镀硬铬替换从技术角度来看,和揭示替换过程中所带来健康风险。6.3.1热喷涂(TS)TS描述最常见于文学,说是关键选择。超音速火焰喷涂层部分特点,尤其是相吻合和那些硬铬plating12。粉状物料在超音速过程中,加紧高速度和温度,并喷洒在塑性状态组件。涂料发展液滴液滴。尤其是WC-Co或Cr3C2复合镍铬粉被用来替换硬盘chromium12不过,也有从技术角度来看,显着不足:技术分析点下面提到说明为何热喷涂能够作为替换硬铬电镀在有限范围内仅用于:12
15、,13,14超音速关键缺点之一是,有显著内表面涂层限制。这是不可能外套直径小于200 mm.16喷上涂层和基体之间纽带,是纯粹机械;相比之下,铬电镀坚持基板依据更换硬铬电镀,热喷涂 - 问题,处理方案,和未来可能方法。固态物理学法律。机械债券TS涂层,涂层附着力较差可能是受通常应用于涂料是多孔,假如过低,不渗水,然后能够造成增加腐蚀(最小厚度是80微米)涂层厚度。在粗糙涂层表面TS应用过程结果。依据不一样应用,这可能需要后续加工,坚硬陶瓷涂层,如WC-Co使用时,它能够是很昂贵。大量硬金属粉尘在研磨过程中,在相同方法时,金属粉末喷涂涂层应用时,开发。所以,TS不能被接收作为替补,当涂层厚度低于
16、最低要求,以满足尺寸要求。小型或复杂减弱组件是很困难大衣,假如她们能够涂在全部。超音速火焰喷涂涂层含有断裂时伸长很低原因是brittle.14有害物质分析热喷涂对多种灾难潜力,这使得使用它作为替换硬铬电镀出现,尤其是在保障雇员禁忌生产力:当组件被喷粉末,以很高速度在塑性状态,仅作为涂料喷涂材料存款一部分。可高达60过喷expected19大量材料,这是没有存入,在坚硬金属粉尘形式,其中还包含一个分数和E-分数dusts.20当使用粉含有超出5铬,它是能够测量排气中铬(VI)。 (A级分数是肺泡分数E-分数灰尘吸入分数。)喷涂硬金属粉末,也带来了风险,尤其是当WC-Co使用。 lasfargue
17、s认为关键事实WC提升合作效果6.3.2镍和镍合金和被指定为替换镀硬铬,镍和镍合金涂层,尤其是Ni-P和沉积Ni-W合金。电沉积镍钴铁纳米涂层 沉积完成电子化学或无电流。技术分析使用镍和镍合金作为替换品是受部分技术限制:硬化镍和镍合金镀层含有比功效性镀铬硬度较低(500-750高压)。 13这个值是不足够很多应用。但电沉积镍钴铁 硬度高大700以上,能够替换六价铬电镀。济南泰格化工 电话:需要一个热处理合金无电流沉积Ni-P合金硬度增加。这里温度大约。 400C是用于13日,从而造成翘曲和违反组件公差。 2513热变形元件后续诊疗是可行,只是在简单情况下。另外,进入元件进行温度可能会造成在基板
18、上改变,尤其是对高强度钢和回火钢,降低归根到底组件实力。熔点低材料也硬化过程除外。在硬铬电镀,镍或镍合金涂层是受较高胶粘剂wear.26尤其是当使用小规模(纳米级)颗粒分散沉积手段,以加强涂料,它是极难取得颗粒均匀分布在涂层。出于这个原因,它通常是均匀涂层性能,在大多数情况下不可能实现。多层镍,铜及其合金,不能作为竞争考虑,因为没有取得涂料所需硬度属性组成系统,即使考虑到最新事态发展27有害物质分析越来越多文件提到修改涂层性能 - 利用纳米粒子也更近靠近镀硬铬特点。 使用纳米粒子组成了重大风险。6.3.3钴合金和钴合金纳米晶纳米晶-P合金沉积被认为是可能替换镀硬铬。 可硬化合金涂层,并列入涂层
19、中粒子是可能。多种研究认为,作为涂料内径补充到TS NCO - P。使用脉冲电流电镀工艺或化学沉积涂层。 技术分析以下几点显着限制使用NCO-P镀层替换硬铬电镀: 在淬硬状态NCO-P合金太软(530-600HV)直接竞争和功效铬plating.31高硬度(680HV)31只可能和热处理,使这个值仍然大大高于技术镀铬( 900 HV)实现值低。耐磨性也较低。 热处理能够造成失真元件和基板,其中不包含在很多材料上使用属性改变。有害物质分析是在考虑纳米晶-P镀层关键有以下几点:很多钴化合物在REACH进程在候选名单。这些还包含二氯化钴和硫酸钴这些化合物中NCO-P合金沉积所需电解质中。NCO-P镀
20、层替换硬铬电镀。从技术,所以也代表了潜在物质列入电纳米钴磷作为硬铬替换涂层。是不可能实现硬铬电镀决定性性能,尤其是硬度和优异耐磨损特征。为了达成较高硬度,热处理是必需,这可能会造成负面改变中组件,然后依次排除技术产品使用。定位排除REACH候选名单上所使用钴化合物作为替换硬铬电镀认真考虑这些。济南泰格化工超微晶钴合金完全能够达成镀铬性能要求。6.3.4PVD / CVD真空工艺PVD和CVD工艺在真空技术领域,尤其是提到作为硬铬替换品。这里,碳化钨(WC),氮化锆(ZRN)氮化钛(TiN)涂层材料是可能。 技术分析因为下面列出技术问题,使用真空过程中,只能被视为是一个利基更换硬铬电镀技术:PV
21、D和CVD工艺通常许可涂层厚度只有几微米耐磨性。 13出于这个原因PVD / CVD系统关键用于薄膜技术相结合。氮化物或碳化物涂层耐磨性常见部分脆,比几微米时,沉积层在更大。 因为工艺技术,组件几何是很有限,在零件大小是coated.36因为实现层厚度低,修补涂料是不可能,因为这些全部需要更大数量物质沉积。有害物质分析涂层过程中不暴露职员到任何有毒物质,因为涂层工艺是在真空状态下完成。然而,清洁涂料商会从细微粉尘造成危害时,镀膜室墙壁上沉积涂层材料,机械拆除。 多种物质,如一氧化碳,硫酸和多种氯化合物组成CVD过程中对工人高潜在危险。 真空过程中不能被认为是替换镀硬铬,关键从技术角度。应用是能
22、够想象,在那里将有可能改变这种替换技术。然而,这些仅是利基领域。使用替换硬铬电镀PVD / CVD工艺是不可行,大表面上使用。6.3.5表面改性附件XV中提到表面改性进程关键是硝化(氮化)工艺。氮化能够使用等离子过程或tenifer诊疗完成,使组件在浸入熔盐。技术分析以下技术上限制,存在表面改性过程:在硝化过程中温度为520C至580C间发生后,浸入熔盐,而温度为450C至约。 550C血浆硝化常见。 高温作用,对元件容差危险。25后续处理几乎是不可能,除非极其简单元件几何尺寸,即使如此,它并不总是能够恢复公差。氮化对热敏感材料,如高强度钢使用,比如,是不可能,因为大量热,调成组件。另外,依据
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