电镀加工成本核算与设计

一、加工成本核算

1um厚度镀层的质量

表1 1um厚度镀层的质量

2、计算方法

电镀成本包括以下方面：

金属成本、化工消耗、抛光、水、电、人工、设备折旧、税收、管理费

以江门长盛为例计算成本如下

金属成本（/dm^－2）＝镀层厚度×1um厚度镀层的质量×金属单价＝15×0.089×0.3/0.90＝0.45元dm^－2

化工消耗根据不同镀种有不同的变化一般镀镍取 0.10元dm^－2

抛光（根据不同基材有很大不同，铝轮毂0.5）取 0.10元dm^－2

   水成本＝用水量×（水价＋废水处理价）/生产量＝648×（3＋3）/80000＝0.05元dm^－2

（日用水648T，日生产8万dm²，自来水3元/T，废水处理3元/T）

电（使用电加热取装机容量50％，不使用电加热取30％）＝生产时间×装机容量×50％×电价/生产量＝20×1000×0.50×1/80000＝0.125元dm^－2

人工费＝月平均工资×员工数/生产量＝1500×60/2000000＝0.045元dm^－2

设备折旧（生产线按5年，厂房废水设备按10年）＝（生产线价格/5 ＋ 厂房废水设备/10）/年产量＝（300/5 ＋ 700/10）/（8×300）＝0.05元dm^－2

税收（以产值6%计算）＝产值×6％＝1.6×0.06＝0.10元dm^－2

管理费（以产值5％计算）＝1.6×0.05＝0.08元dm^－2

其他费用 0.1元dm^－2

合计1.2元dm^－2

二、电镀槽设计

1．通常所说的电镀槽尺寸

电解槽内腔盛装电解液的体积（L）

内腔长度×宽度×溶液深度

2、基本条件

（1）满足加工零件的需要，如能够完全浸没加工工件

（2）防止电解液发生过热现象

（3）保持生产周期内电解液成分含量一定的稳定性

此外还有生产线上整体的协调性，电镀车间布局的合理性等

3、基本概念

Dk 阴极电流密度 Da阳极电流密度

d平均装载量 Dv体积电流密度/电流密度

Dk＝I总/S阴 A/dm² Da＝I总/S阳 A/dm²

d＝V/S加工（L/dm²）

Dv＝I总/V （A/L）

4、经验数据

表3各镀种Dk和平均装载量的相关数据

注：镀铬选用电源时，应考虑到工艺中的冲击电流，总电流约比规范电流大50％

5、举例

某厂1000A直流电源，欲硫酸盐镀铜，电镀槽要多大合适？

查表 Dk＝1～3A/dm²

d＝7～9L/dm²

（1）以最大电流计算 1000/3＝333dm² 可以镀零件总面积

（2）平均装载量取最小值 7L/dm²时 333×7＝2331L

平均装载量取最大值 9L/dm²时 333×9＝2997L

（3）根据生产计划选配槽

6、电镀槽的制备

常用的有聚氯乙烯，聚丙烯硬（软）板材，钛板、铅板、陶瓷等

电镀槽一般为长方形，宽度为600～1000mm;深度为800～1200mm

特殊要求另行制作

2000L以下使用10mmPP，超过2000L使用15mmPP

槽子的价格与使用的PP板面积（而非槽体积）成正比，一般为材料费用的2倍

如江门长盛镀槽为L3200×W1100×H1800mm

使用PP板面积＝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

槽子总重量＝19×0.015×900＝256.5kg

槽子总价格＝槽子重量（T）×PP价格（万/T）×2＝0.2565×1.6×2＝0.8208万元

其它不锈钢槽等计算方法类似

表4电镀常用单位

三、生产设备及辅助设备的换算

包括，主机、整流器、蒸汽量、制冷量、溶液搅拌、局部排风、纯水机、过滤机、冷却塔（镀铬用）

1、主机（略，设备厂提供）

2、整流器

计算原则：整流器功率＝挂镀面积×常用电流密度×1.05（然后就近选择整数，如1000，1200，1500，2000等）

例如江门某厂电镀面积350dm²

挂具退铬选择 300A/12V

阴极除油： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（选1500A/12V）

阳极除油： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（选1500A/12V）

阴极活化： 350dm²×2.0A/dm²×1.05＝735A （选1000A/12V）

冲击镍： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（选1500A/12V）

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

复合镍： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（选1500A/12V）

酸电解活化：350dm²×3.0A/dm²×1.05＝1100 A（选1200A/12V）

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

镍封： 350dm²×3.5A/dm²×1.05＝1286 A（选1500A/12V）

镀铬： 350dm²×15A/dm²×1.05＝5510 A（选6000A/12V）

3、蒸汽量

工艺槽和热水槽起始温度20℃计算，经4个小时加热到工作温度

保温以最大蒸汽量的60%计算

计算原则＝（操作温度－起始温度）×槽液体积÷加温时间×槽个数

（注释：这是个近似公式，槽液都以水计算，Cp（1Kcal/℃•Kg）×Δt×m（V×1Kg／Ｌ）＝Δt×V（注意单位））

比如超声波工作温度70℃，槽子体积4600L

需要热量＝（70－20）×4600÷4×1＝57500Kcal/h

保温时57500×60％＝34500 Kcal/h

蒸汽含热量517Kcal（0.3MPa）

因此

加热需要蒸汽57500÷517＝111.2kg/h

保温需要蒸汽34500÷517＝66.7kg/h

以此类推累加即可

4、制冷量计算

一般在铝合金电镀时比较明显，还有就是需要低温操作的电镀工艺，镀锡，硬质阳极氧化

Q＝0.86UI U—平均工作电压，I－工作电流 Q－电镀过程产生的热量（Kcal/h）

工作时的计算冷量按下式计算

Q^，＝（1.1～1.3）Q

Q^，－工作时的制冷量

Q－电镀槽产生的热量

1.1～1.3－未计入的冷量附加系数，中小型槽取大值，大型槽取小值，工作温度高于室温的槽，此系数取1

（注释：对于断续生产的槽子，如果需要核算预冷时的耗冷量，可按照下式进行核算

Q^，，＝Vr_cΔt₀×（1.05～1.1）÷t₀

Q^，，－预冷时的耗冷量

V－槽液体积

r_c－取1

Δt₀－自室温或溶液的实际温度降到能工作温度的温度差（℃）

t₀－预冷时的降温时间（h）；一般取2h～3h或根据情况做一定调整

如果Q^，，的数值远大于Q^，的数值，而降温时间又不能再延长时，冷却惯应按照Q^，，设计。）

例子：汽车轮毂酸性镀铜槽制冷量计算

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

冷却管面积

F＝Q^，÷（KΔt₂）

K－常数

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

t₁－工艺低温

t₂－工艺高温

t₁^，－冷冻水进口温度

t₂^，－冷冻水出口温度

F＝29975÷（324×7.5）＝12.3m²

冷冻水循环量

G＝Q^，÷（r_c×Δt₃）＝29975÷（1×3）＝9991.7kg

r_c－常数

Δt₃－冷却水进出口温差

立式冷凝器－2～4℃

卧式冷凝器－4～8℃

淋激式冷宁器－2～3℃

5、溶液搅拌用空气量计算

计算原则：所需风量：Q＝F×K（m³/min）

式中：F－槽液表面积（m²）

K－搅拌系数，取0.2～0.4（m³/min.m²）（水槽取0.25，镀槽取0.4）

所需风压：P＝0.1×HD＋0.05（kgf/cm²）

式中：H－溶液深度（m）

D－溶液比重

0.05－补偿系数

比如镀镍槽（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）

全部累加后选取罗茨气泵

6、局部排风

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

式中：V_x—槽面排风计算风速（取0.3～0.4m/s）（此工艺取.0.3）

A— 槽子长度（m）

B— 槽子宽度（m）

比如镀镍槽（3.2×1.1×1.8）

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

全部酸碱槽，含铬雾抽风全部累加后选取风机！

7、纯水机

纯水槽，按每槽0.2次/h计算：全部累加后选取纯水机

8、过滤机

选取原则：过滤机型号（T/h）＝槽液体积（T）×过滤次数（次/h）÷过滤机效率

每小时过滤4～5次，过滤机效率60％，比如5000L槽

5×4.5÷60％＝37.5T/h 选取两台20T/h过滤机

9、冷却塔

主要是镀铬槽的降温

四、生产用水和废水排放量

计算原则：自来水每槽0.3次/h，纯水和热水每槽0.2次/h

自来水和纯水及热水累加后为废水排放量