CN104399693A - 一种超声波清洗工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超声波清洗工艺，工艺步骤如下：1）预清洗，采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解；2）粗洗，在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落；3）精洗，采用超声波漂洗，用纯水洗去工件表面所残留的清洗介质；4）高压冲淋，采用全方位从上至下的方式进行高压纯水喷射，以冲洗小盲孔及缝隙中的污染介质，采用热风烘干。工艺实现了机加工件及装配零件的在线清洗，提高了工件清洗的自动化水平，提高了清洗效率，降低了工人的劳动强度，改善了工作环境。

Description

一种超声波清洗工艺
技术领域
本发明属于金属元件制造加工业技术领域，具体涉及一种超声波清洗工艺。
背景技术
 清洗是指清除工件表面的液体和固体污染物，使工件表面达到一定的洁净度。清洗也是热处理生产过程中一道不可忽视的中间辅助工序。所有经机加、热处理前的工件都应进行。否则，热处理前、后工件表面上的油污等直接进入炉内加热挥发和燃烧，容易造成车间空气污染，工件表面状态也不好，甚至影响热处理质量，特别是对化学热处理以及真空热处理。清洗可以提高热处理生产效率及热处理质量，与热处理有关的环保，清洗属于清洁热处理范畴。
超声波清洗主要用于清洗要求较高的工件，尤其是经过精密加工、几何形状复杂的工件，如工件上的小孔、深孔、盲孔和凹槽等，能获得很好的清洗效果。配套的水基清洗剂应在较低浓度下，温度不超过60℃，仍具有较强清洗能力，不腐蚀金属，低泡易漂洗。
选择超声波的清洗液时，必须考虑到溶剂的清洗效率、安全性、一定量的溶剂可清洗多少工件利用率最高等因素。水为最普通的清洗液，故使用水基溶液的***操作简便，使用成本低，应用广泛。
CN91109760.0，名称为“水溶性金属清洗液”的发明专利申请，该清洗液以水为溶剂，加入乳化剂十二烷基磺酸钠、ＯＰ—１０；防锈剂五氯酚钠、苯甲酸钠、亚硝酸钠；清洗剂三乙醇胺、聚乙二醇、乙醇、磷酸配制而成的，它可用于各种钢材、铸铁制件的清洗。但缺点是泡沫多，导电率低，一般需要加热使用，不适用于超声波清洗。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种超声波清洗工艺。实现了机加工件及装配零件的在线清洗，提高了工件清洗的自动化水平，提高了清洗效率，降低了工人的劳动强度，改善了工作环境。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种超声波清洗工艺，其特征在于：工艺步骤如下：
1）预清洗
采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解，并减轻下道清洗工序的负荷。
2）粗洗
在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落，同时还可将油脂性的污物分解、乳化。
优选地，冷漂洗: 利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净。
3）精洗
采用超声波漂洗，用纯水洗去工件表面所残留的清洗介质；
4）高压冲淋
采用全方位从上至下的方式进行高压纯水喷射，以冲洗小盲孔及缝隙中的污染介质，采用热风烘干。
本发明所述超声波清洗振动频率范围在60～120 kHz，功率密度设定在0.5-1W/C。频率不能高于120 kHz，否则波长减短，空化作用反而减弱，从而降低了清洗效率。
本发明所述的清洗温度为45-60℃。
本发明所述的热风烘干，是指在90-110℃下，烘干3-10min。
本发明所述的水基清洗剂，其组成配比如下：
表面活性剂KE-1     0.8-1.2 g/l
表面活性剂OP-10    1.5-2.5 g/l
助洗剂              0.4-0.6 g/l
复合缓蚀剂          0.5-1 g/l
溶剂为水。
表面活性剂的筛选与应用是超声波金属水基清洗剂的关键。本发明选用表面活性剂KE-1和OP-10能降低体系的表面张力，可有效促进金属表面油污的润湿、渗透、乳化和分散，将金属表面油污清洗干净。借助超声波的“空化”作用，将清洗剂工作液组分迅速渗透到油污与金属之间，使油污迅速剥离金属表面，剥离后表面活性剂将油脂乳化，在超声波的作用下将油脂打散并均匀分布于体系中，极高地提高了水基清洗剂的除油性能。
另一主面，由于表面活性剂KE-1和OP-10的官能团中带有多分支支链结构，相对于直链结构的表面活性剂而言，其在液体膜表面的阻碍排液和“修复”作用大大降低，泡沫稳定性减弱，因此起泡后泡沫消失得比较快。将二者复配，能达到很好的消泡和清洗效果，符合超声波清洗的要求。
优选地，所述的助洗剂为三聚磷酸钠、4A沸石和乙二胺四乙酸钠盐中的一种或者两种以上的组合。
优选地，所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
进一步优选地，所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。
缓蚀剂聚醚和咪唑啉经化学吸附过程被吸附在金属表面，本身形成一层紧密的膜，或与金属离子反应后形成一层紧密的膜，故缓蚀效果好。当其添加量为 0.6 g/l时，最低腐蚀率可达0.3%。
优选地，所述清洗剂的质量分数在2%-3%时清洗效果最好。
本发明的有益效果在于：
1、本工艺的去污能力强，渣油脱脂率可达99.5%以上，防锈性能良好。
2、实现了机加工件及装配零件的在线清洗，提高了工件清洗的自动化水平，提高了清洗效率，降低了工人的劳动强度，改善了工作环境。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
实施例1
一种超声波清洗工艺，工艺步骤如下：
1）预清洗
采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解；
2）粗洗
在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落；
3）精洗
采用超声波漂洗，用纯水洗去工件表面所残留的清洗介质；
4）高压冲淋
采用全方位从上至下的方式进行高压纯水喷射，以冲洗小盲孔及缝隙中的污染介质，采用热风烘干。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，在此基础上：
在所述的粗洗步骤后，再进行冷漂洗，利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，在此基础上：
所述超声波清洗振动频率范围在60kHz，功率密度设定在0.5W/C。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同，在此基础上：
所述超声波清洗振动频率范围在120 kHz，功率密度设定在1W/C。
所述的清洗温度为45℃。
实施例5
本实施例与实施例1基本相同，在此基础上：
所述超声波清洗振动频率范围在70 kHz，功率密度设定在0.6W/C。
所述的清洗温度为60℃。
所述的热风烘干，是指在110℃下，烘干3min。
实施例6
本实施例与实施例1基本相同，在此基础上：
在所述的粗洗步骤后，再进行冷漂洗，利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净。
所述超声波清洗振动频率范围在80kHz，功率密度设定在0.7W/C。
所述的清洗温度为50℃。
所述的热风烘干，是指在90℃下，烘干10min。
实施例7
本实施例与实施例1基本相同，在此基础上：
在所述的粗洗步骤后，再进行冷漂洗，利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净。
所述超声波清洗振动频率范围在100kHz，功率密度设定在0.8W/C。
所述的清洗温度为55℃。
所述的热风烘干，是指在100℃下，烘干5min。
实施例8
本实施例与实施例1基本相同，在此基础上：
所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下：
表面活性剂KE-1     0.8g/l
表面活性剂OP-10    1.5g/l
三聚磷酸钠              0.4g/l
复合缓蚀剂          0.5g/l
溶剂为水。
实施例9
本实施例与实施例2基本相同，在此基础上：
所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下：
表面活性剂KE-1     1.2 g/l
表面活性剂OP-10    2.5 g/l
4A沸石              0.6 g/l
复合缓蚀剂          1 g/l
溶剂为水。
实施例10
本实施例与实施例5基本相同，在此基础上：
所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下：
表面活性剂KE-1     1.0g/l
表面活性剂OP-10    1.6g/l
乙二胺四乙酸钠盐              0.5g/l
复合缓蚀剂          0.6g/l
溶剂为水。
所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
所述清洗剂在清洗时的质量分数为2%-3%。
实施例11
本实施例与实施例6基本相同，在此基础上：
所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下：
表面活性剂KE-1     0.9 g/l
表面活性剂OP-10    2.1g/l
三聚磷酸钠和乙二胺四乙酸钠盐              0.45g/l
复合缓蚀剂          0.7 g/l
溶剂为水。
所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
所述清洗剂在清洗时的质量分数为2%-3%。
实施例12
本实施例与实施例7基本相同，在此基础上：
所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下：
表面活性剂KE-1     1.0 g/l
表面活性剂OP-10    1.8 g/l
4A沸石和三聚磷酸钠              0.55 g/l
复合缓蚀剂          0.8 g/l
溶剂为水。
所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。
所述清洗剂在清洗时的质量分数为2%-3%。
实施例13
本实施例与实施例7基本相同，在此基础上：
所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下：
表面活性剂KE-1     0.8 g/l
表面活性剂OP-10    2.0 g/l
三聚磷酸钠              0.5 g/l
复合缓蚀剂          0.6 g/l
溶剂为水。
所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。
所述清洗剂在清洗时的质量分数为2%-3%。
实施例14
含尘量试验
本发明的超声波清洗工艺清洗后含尘量结果见表1。
 
表1    
由上表可见，本发明超声波清洗工艺的清洗效果优异，对操作工人无毒害，经简单中和、过滤处理即可排放，符合环境保护要求。可以广泛应用于汽车、机械、制冷、计算机等行业。

Claims (10)

1.一种超声波清洗工艺，其特征在于：工艺步骤如下：
1）预清洗
采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解；
2）粗洗
在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落；
3）精洗
采用超声波漂洗，用纯水洗去工件表面所残留的清洗介质；
4）高压冲淋
采用全方位从上至下的方式进行高压纯水喷射，以冲洗小盲孔及缝隙中的污染介质，采用热风烘干。
2.根据权利要求1所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：在所述的粗洗步骤后，再进行冷漂洗，利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净。
3.根据权利要求1所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述超声波清洗振动频率范围在60～120 kHz，功率密度设定在0.5-1W/C。
4.根据权利要求1所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述的清洗温度为45-60℃。
5.根据权利要求1所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述的热风烘干，是指在90-110℃下，烘干3-10min。
6.根据权利要求1所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述的水基清洗剂，其组成配比如下：
表面活性剂KE-1     0.8-1.2 g/l
表面活性剂OP-10    1.5-2.5 g/l
助洗剂              0.4-0.6 g/l
复合缓蚀剂          0.5-1 g/l
溶剂为水。
7.根据权利要求6所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述的助洗剂为三聚磷酸钠、4A沸石和乙二胺四乙酸钠盐中的一种或者两种以上的组合。
8.根据权利要求6所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
9.根据权利要求8所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。
10.根据权利要求6所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述清洗剂在清洗时的质量分数为2%-3%。
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