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電鍍加工成本核算與設(shè)計

一、加工成本核算

1um厚度鍍層的質(zhì)量

表1 1um厚度鍍層的質(zhì)量

2、計算方法

電鍍成本包括以下方面：

金屬成本、化工消耗、拋光、水、電、人工、設(shè)備折舊、稅收、管理費

以江門長盛為例計算成本如下

金屬成本（/dm^－2）＝鍍層厚度×1um厚度鍍層的質(zhì)量×金屬單價＝15×0.089×0.3/0.90＝0.45元dm^－2

化工消耗根據(jù)不同鍍種有不同的變化一般鍍鎳取 0.10元dm^－2

拋光（根據(jù)不同基材有很大不同，鋁輪轂0.5）取 0.10元dm^－2

   水成本＝用水量×（水價＋廢水處理價）/生產(chǎn)量＝648×（3＋3）/80000＝0.05元dm^－2

（日用水648T，日生產(chǎn)8萬dm²，自來水3元/T，廢水處理3元/T）

電（使用電加熱取裝機容量50％，不使用電加熱取30％）＝生產(chǎn)時間×裝機容量×50％×電價/生產(chǎn)量＝20×1000×0.50×1/80000＝0.125元dm^－2

人工費＝月平均工資×員工數(shù)/生產(chǎn)量＝1500×60/2000000＝0.045元dm^－2

設(shè)備折舊（生產(chǎn)線按5年，廠房廢水設(shè)備按10年）＝（生產(chǎn)線價格/5 ＋ 廠房廢水設(shè)備/10）/年產(chǎn)量＝（300/5 ＋ 700/10）/（8×300）＝0.05元dm^－2

稅收（以產(chǎn)值6%計算）＝產(chǎn)值×6％＝1.6×0.06＝0.10元dm^－2

管理費（以產(chǎn)值5％計算）＝1.6×0.05＝0.08元dm^－2

其他費用 0.1元dm^－2

合計1.2元dm^－2

二、電鍍槽設(shè)計

1．通常所說的電鍍槽尺寸

電解槽內(nèi)腔盛裝電解液的體積（L）

內(nèi)腔長度×寬度×溶液深度

2、基本條件

（1）滿足加工零件的需要，如能夠完全浸沒加工工件

（2）防止電解液發(fā)生過熱現(xiàn)象

（3）保持生產(chǎn)周期內(nèi)電解液成分含量一定的穩(wěn)定性

此外還有生產(chǎn)線上整體的協(xié)調(diào)性，電鍍車間布局的合理性等

3、基本概念

Dk 陰極電流密度 Da陽極電流密度

d平均裝載量 Dv體積電流密度/電流密度

Dk＝I總/S陰 A/dm² Da＝I總/S陽 A/dm²

d＝V/S加工（L/dm²）

Dv＝I總/V （A/L）

4、經(jīng)驗數(shù)據(jù)

表3各鍍種Dk和平均裝載量的相關(guān)數(shù)據(jù)

注：鍍鉻選用電源時，應(yīng)考慮到工藝中的沖擊電流，總電流約比規(guī)范電流大50％

5、舉例

某廠1000A直流電源，欲硫酸鹽鍍銅，電鍍槽要多大合適？

查表 Dk＝1～3A/dm²

d＝7～9L/dm²

（1）以最大電流計算 1000/3＝333dm² 可以鍍零件總面積

（2）平均裝載量取最小值 7L/dm²時 333×7＝2331L

平均裝載量取最大值 9L/dm²時 333×9＝2997L

（3）根據(jù)生產(chǎn)計劃選配槽

6、電鍍槽的制備

常用的有聚氯乙烯，聚丙烯硬（軟）板材，鈦板、鉛板、陶瓷等

電鍍槽一般為長方形，寬度為600～1000mm;深度為800～1200mm

特殊要求另行制作

2000L以下使用10mmPP，超過2000L使用15mmPP

槽子的價格與使用的PP板面積（而非槽體積）成正比，一般為材料費用的2倍

如江門長盛鍍槽為L3200×W1100×H1800mm

使用PP板面積＝3.2×1.1＋3.2×1.8×2＋1.8×1.1×2＝3.52＋11.52＋3.96＝19m²

PP板厚15mm，PP板密度900Kg/m³

槽子總重量＝19×0.015×900＝256.5kg

槽子總價格＝槽子重量（T）×PP價格（萬/T）×2＝0.2565×1.6×2＝0.8208萬元

其它不銹鋼槽等計算方法類似

表4電鍍常用單位

三、生產(chǎn)設(shè)備及輔助設(shè)備的換算

包括，主機、整流器、蒸汽量、制冷量、溶液攪拌、局部排風(fēng)、純水機、過濾機、冷卻塔（鍍鉻用）

1、主機（略，設(shè)備廠提供）

2、整流器

計算原則：整流器功率＝掛鍍面積×常用電流密度×1.05（然后就近選擇整數(shù)，如1000，1200，1500，2000等）

例如江門某廠電鍍面積350dm²

掛具退鉻選擇 300A/12V

陰極除油： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（選1500A/12V）

陽極除油： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（選1500A/12V）

陰極活化： 350dm²×2.0A/dm²×1.05＝735A （選1000A/12V）

沖擊鎳： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（選1500A/12V）

半光亮鎳： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（選1500A/12V）

復(fù)合鎳： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（選1500A/12V）

酸電解活化：350dm²×3.0A/dm²×1.05＝1100 A（選1200A/12V）

光亮鎳： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（選1500A/12V）

鎳封： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（選1500A/12V）

鍍鉻： 350dm²×15A/dm²×1.05＝5510 A（選6000A/12V）

3、蒸汽量

工藝槽和熱水槽起始溫度20℃計算，經(jīng)4個小時加熱到工作溫度

保溫以最大蒸汽量的60%計算

計算原則＝（操作溫度－起始溫度）×槽液體積÷加溫時間×槽個數(shù)

（注釋：這是個近似公式，槽液都以水計算，Cp（1Kcal/℃?Kg）×Δt×m（V×1Kg／Ｌ）＝Δt×V（注意單位））

比如超聲波工作溫度70℃，槽子體積4600L

需要熱量＝（70－20）×4600÷4×1＝57500Kcal/h

保溫時57500×60％＝34500 Kcal/h

蒸汽含熱量517Kcal（0.3MPa）

因此

加熱需要蒸汽57500÷517＝111.2kg/h

保溫需要蒸汽34500÷517＝66.7kg/h

以此類推累加即可

4、制冷量計算

一般在鋁合金電鍍時比較明顯，還有就是需要低溫操作的電鍍工藝，鍍錫，硬質(zhì)陽極氧化

Q＝0.86UI U—平均工作電壓，I－工作電流 Q－電鍍過程產(chǎn)生的熱量（Kcal/h）

工作時的計算冷量按下式計算

Q^，＝（1.1～1.3）Q

Q^，－工作時的制冷量

Q－電鍍槽產(chǎn)生的熱量

1.1～1.3－未計入的冷量附加系數(shù)，中小型槽取大值，大型槽取小值，工作溫度高于室溫的槽，此系數(shù)取1

（注釋：對于斷續(xù)生產(chǎn)的槽子，如果需要核算預(yù)冷時的耗冷量，可按照下式進行核算

Q^{，，}＝Vr_cΔt₀×（1.05～1.1）÷t₀

Q^，，－預(yù)冷時的耗冷量

V－槽液體積

r_c－取1

Δt₀－自室溫或溶液的實際溫度降到能工作溫度的溫度差（℃）

t₀－預(yù)冷時的降溫時間（h）；一般取2h～3h或根據(jù)情況做一定調(diào)整

如果Q^，，的數(shù)值遠大于Q^，的數(shù)值，而降溫時間又不能再延長時，冷卻慣應(yīng)按照Q^，，設(shè)計。）

例子：汽車輪轂酸性鍍銅槽制冷量計算

Q＝0.86UI U取8V I取4000A

Q＝0.86×8×4000＝27520Kcal/h

Q^，＝（1.1～1.3）Q，大槽取小值

Q^，＝1.1×27520＝29975 Kcal/h

冷卻管面積

F＝Q^，÷（KΔt₂）

K－常數(shù)

Δt₂＝1/2（t₁＋t₂）－1/2（t₁^，＋t₂^，）＝1/2（15＋25）－1/2（11＋14）＝7.5

t₁－工藝低溫

t₂－工藝高溫

t₁^，－冷凍水進口溫度

t₂^，－冷凍水出口溫度

F＝29975÷（324×7.5）＝12.3m²

冷凍水循環(huán)量

G＝Q^，÷（r_c×Δt₃）＝29975÷（1×3）＝9991.7kg

r_c－常數(shù)

Δt₃－冷卻水進出口溫差

立式冷凝器－2～4℃

臥式冷凝器－4～8℃

淋激式冷寧器－2～3℃

5、溶液攪拌用空氣量計算

計算原則：所需風(fēng)量：Q＝F×K（m³/min）

式中：F－槽液表面積（m²）

K－攪拌系數(shù)，取0.2～0.4（m³/min.m²）（水槽取0.25，鍍槽取0.4）

所需風(fēng)壓：P＝0.1×HD＋0.05（kgf/cm²）

式中：H－溶液深度（m）

D－溶液比重

0.05－補償系數(shù)

比如鍍鎳槽（3.2×1.1×1.8）

Q＝3.2×1.1×0.4＝1.408m³/min（×60＝84.48m³/h）

P＝0.1×1.6×1.3＋0.05＝0.258（kgf/cm²＝MPa）

全部累加后選取羅茨氣泵

6、局部排風(fēng)

計算原則：L＝（3～3.5）×V_x×A×B×（B/2A）^0.2×3600（m³/h）

式中：V_x—槽面排風(fēng)計算風(fēng)速（取0.3～0.4m/s）（此工藝取.0.3）

A— 槽子長度（m）

B— 槽子寬度（m）

比如鍍鎳槽（3.2×1.1×1.8）

L＝3×0.3×3.2×1.1×（1.1/2*3.2）^0.2×3600＝8019m³/h

全部酸堿槽，含鉻霧抽風(fēng)全部累加后選取風(fēng)機！

7、純水機

純水槽，按每槽0.2次/h計算：全部累加后選取純水機

8、過濾機

選取原則：過濾機型號（T/h）＝槽液體積（T）×過濾次數(shù)（次/h）÷過濾機效率

每小時過濾4～5次，過濾機效率60％，比如5000L槽

5×4.5÷60％＝37.5T/h 選取兩臺20T/h過濾機

9、冷卻塔

主要是鍍鉻槽的降溫

四、生產(chǎn)用水和廢水排放量

計算原則：自來水每槽0.3次/h，純水和熱水每槽0.2次/h

自來水和純水及熱水累加后為廢水排放量