Снижение стоимости химического никелирования в однокомпонентном растворе

Август 2023 года

Упрощение процессов может существенно улучшить эффективность и сэкономить затраты. Для участков гальваники внедрение однокомпонентного раствора химического никелирования может стать решением для уменьшения стоимости и сокращения времени.

Обычно производственные участки полагались на определение стоимости на квадратный фут при принятии решения об использовании какого-либо раствора химического никелирования. Это стоимость покрытия химникелем на толщину 25.4 мкм (мил) площади 9.3 дм2. Реальная стоимость химникеля находится в пределах стоимости химикатов в мкм на квадратный фут (ft2).

На рисунке 1 приведены основные слагаемые реальной стоимости однокомпонентного раствора химникеля со средним содержанием фосфора в мил на квадратный фут. Эти затраты могут варьироваться от участка к участку и даже в пределах его. Но модель — это основа сокращения затрат. Расчёт в 3.0 доллара на мил-ft2 использован как разумное усреднение стоимости химникеля, базируясь на стоимости никеля и гипофосфита. Все другие составляющие затрат участка в пересчёте на 1 мил-ft2 составили 10.92 дол. США, суммарно 13.92 доллара США, как реальная стоимость.

Рис. 1 Стоимость химникеля в пересчёте на мил-ft2

Стоимость приготовления ванны однокомпонентного раствора обычно составляет 20−30% от стоимости приготовления ванны трёхкомпонентного раствора.

Другим аспектом уменьшения стоимости при однокомпонентном растворе является возможность самостоятельного поддержания рН, с небольшой добавкой аммиака. Экономия на аммиаке достигает 0.13 дол. США на толщину квадрата фута. Устранение необходимости регулировки рН также сокращает время и энергию.

Стоимость химикатов для корректировки ванны на мил-ft2 обычно одинакова для любого раствора химического никелирования. Причина этого проста: количество сульфата никеля и гипофосфита натрия, необходимое для осаждения одного мил- ft2, определяется уравнением:

Н2РО2- + Н2О --→ Н2РО3- + 2Н= + 2е-

Ni2+ + 2e- --→ Ni

Таким образом, снижение стоимости нанесения никелевого покрытия заключается в уменьшении затрат на рабочую силу, энергию и все другие накладные расходы.

Рис. 2 Результат опроса 25 участков никелирования о преимуществах использования однокомпонентного раствора

(более удовлетворённые заказчики, постоянство качества, простота заказа и лёгкое обновление склада)

Преимущества применения однокомпонентного раствора, отмеченные участниками опроса:

• затраты на персонал 406 дол. США/день, включая время никелирования, помощь и лабораторную поддержку;

• энергопотребление 209 дол. США/день на никелирование или 0.32 дол./мин.;
• ежедневное никелирование составило 504 мил-ft2 для трёхкомпонентного раствора и до 672 мил-ft2 для однокомпонентного, благодаря производительности.

Быстрее скорость осажденияzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

В анализе участков прямые затраты на персонал 406 долларов на 9-часовые смены (не включены затраты на разогрев, охлаждение, маскировку, монтаж на подвески, контроль качества и т. д.), составляя 0.75 дол. /мин. На участке экономится в среднем 5 минут на загрузку, благодаря более высокой скорости осаждения однокомпонентной ванны. Тиражируя на девять загрузок, экономия — 45 минут в день. При 0.75 дол/мин. Участок экономит 33.75 дол/день, сохраняя 0.07 дол при 504 мил-ft2.

Дополнительно, экономия 45 минут означает сохранение 14.40 дол/день или 0.03 дол. на мил-ft2 за счёт экономии энергии.

Уменьшение времени между загрузкамиzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

1. Облегчение корректировки по одному компоненту вместо двух.
2. Самоподдержание рН в однокомпонентной ванне.
3. Возможность использования при корректировке дозирующего насоса вместо ручной.

Благодаря такой эффективности экономится от 6 до 11 минут по сравнению с базовым временем между загрузками в 21 минуту при использовании старой трехкомпонентной системы. Время между загрузками — 15 минут для однокомпонентного раствора с саморегулировкой рН и 10 минут — в случае дозирующего насоса.

Экономия от 6 до 11 минут сохраняет от 0.8 до 0.23 дол. мил-ft2 затрат на персонал. Другие 0.06 дол. — энергетические затраты, сэкономленные уменьшением времени загрузки до 11 минут 8 раз в день между каждыми девятью загрузками.

Сокращение загрузочного времени — экономит средства, а также от простоя нагретой или незагруженной ванны, что плохо сказывается на стабильности раствора никелирования.

Эффективность оборудованияzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Анализ затрат позволяет оценить даже использование насосов в гальванической линии. Чем эффективнее ванна никелирования, тем меньше требуется работа насоса. Меньше работа — продолжительнее срок службы.

В рассматриваемом случае на гальваническом участке сэкономлено 0.01 дол. на мил-ft2 благодаря однокомпонентному составу раствора, сохраняя по году 1270 дол. на насос и его ремонт. Более того, чем дольше служат насосы (и всё оборудование), тем меньше оплата персонала на заказ, ремонт и замену насосов, не упоминая простой.

Высокое качествоzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

На всех обследованных участках отмечено повышение и стабильность качества при использовании однокомпонентного никелирования. Химизм ванны всегда стабилен и сбалансирован. Однокомпонентный раствор более лёгок при корректировке, поскольку никель более разбавлен, чем в трёхкомпонентном. При этом, однокомпонентный раствор уже закомплексован перед заливкой ванны, имеет тот же рН по сравнению со щелочным составом с рН 9−11.

Даже, если участок сэкономит 1% всех затрат, повышая качество, это сопоставимо с 0.10 дол. на мил-ft2 для всех покрываемых деталей, сокращая переделки.

Экономия на доставкеzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Стоимость доставки может включаться в цену на галлон раствора или отдельной строкой в расценке на линию. Стоимость доставки однокомпонентного никелирования значительно меньше, чем трёхкомпонентного из-за менее высокого рН и меньшей концентрации сульфата никеля. С уменьшением стоимости доставки экономится около 0.04 дол. на мил-ft2 для однокомпонентного раствора.

Иные неожиданные преимуществаzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Более высокая производительность однокомпонентного раствора сократила время выполнения заказов. Ранее, при девяти загрузках, затраты 504 мил-ft2 за 9.6 часов. Теперь — никелируют 12 загрузок за аналогичное время с затратами 672 мил-ft2.

Однокомпонентный состав упрощает заказ, снижает частоту инвентаризации и занимаемое пространство хранения. Упрощается логистика:

• Нет опасности заказа дополнительного, ненужного материала;
• Состав ванны всегда сбалансирован, приводя к постоянству качества и увеличивая срок службы;
• Однокомпонентный состав на складе может использоваться и для приготовления ванны и для её корректировки;
• Нет дополнительных химикатов, используемых с различной скоростью при других составах никелирования.

***********************

Компания «БалтМедиа Партнёр» в коммерческом партнёрстве с коллегами помогает внедрению и освоению эффективной техники и технологий на отечественном рынке производителей электроники, обеспечивая информационную поддержку, поставку оборудования и материалов, рациональную организацию производства.

По вопросам, связанным с производством электронной продукции, просьба использовать контакт:

Санкт-Петербург, Таллинское шоссе, 206

Тел. +7 (921) 895−1422, (921) 994−9502

Электронная почта: office@bmptek.ru

Управляющий проекта — Алексей Леонов