CN111174809A - 一种激光陀螺腔体内孔清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，所述方法包括以下步骤：1)内孔打磨：用配备有微型电磨机的软性磨头蘸取氧化铁抛光液，将磨头伸入腔体各内孔中打磨；2)水洗：用去离子水冲洗打磨后的腔体各内孔；3)酸洗：将腔体转移至酸液中，进行酸洗；4)水洗：先用去离子水冲洗腔体，再在去离子水中超声清洗腔体；5)干燥：利用氮气或压缩空气吹干腔体。本发明采用机械打磨和化学清洗相结合的方法清洗腔体内孔，去污速度快，去污效果好，且不磨损腔体内孔表面。

Description

一种激光陀螺腔体内孔清洗方法
技术领域
本发明涉及一种光学元件的清洗技术领域，特别涉及一种激光陀螺腔体内孔的清洗方法。
背景技术
激光陀螺作为一种精密的导航器件，在导弹、航天航空等方面都有广泛的应用，其核心部件是一个具有多个内孔，结构复杂的玻璃光学元件——腔体。腔体表面及内孔的清洁程度与激光陀螺的可靠性和稳定性密切相关。由于腔体的加工过程复杂，周期长，加工过程中内孔不可避免地残留有抛光粉、水印子等污染物，这些污染物长时间通过物理吸附甚至化学吸附干结在内壁上，使腔体内孔清洗难度大。传统清洗工艺中，超声清洗因腔体结构复杂，作用在内孔的空化效果大为减弱，清洗效果不佳；化学清洗方法中，因污染物成分复杂，且以氧化铈为主的抛光粉难以溶解于一般的清洗剂，需采用多种清洗液，包括有机溶剂清洗液反复清洗，工艺复杂，耗时长；采用普通擦拭的办法虽然较为有效，但效率较低，需要较高的人力成本，也易残留部分污染物。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供了一种高效、简便、清洁效果好的激光陀螺腔体内孔清洗方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：提供了一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，所述方法包括以下步骤：
1)内孔打磨：用配备有微型电磨机的软性磨头蘸取氧化铁抛光液，将磨头伸入腔体各内孔中打磨；
2)水洗：用去离子水冲洗打磨后的腔体各内孔；
3)酸洗：将腔体转移至酸液中进行酸洗；
4)水洗：先用去离子水冲洗腔体内孔，再在去离子水中超声清洗腔体；
5)干燥：利用氮气或压缩空气吹干腔体。
进一步，步骤1)中所述软性磨头可以是羊毛磨头或布磨头或尼龙磨头中的一种，优选羊毛磨头，所述羊毛磨头直径比待清洗的内孔小0.2～1mm。
进一步，步骤1)中所述氧化铁抛光粉为500～3000目。
进一步，所述氧化铁抛光液由氧化铁抛光粉和去离子水组成。
进一步，所述氧化铁抛光液中氧化铁质量分数为5％～50％。
进一步，步骤1)中所述微型电磨机转速为500～1000rpm，每个内孔打磨时间为1～5min。
进一步，步骤3)中所述的酸液，需要同时满足两个条件：一是能和氧化铁反应生成水溶性铁盐，二是不能和腔体材料微晶玻璃反应。鉴于这两个条件，可采用除HF外的强酸。
进一步，所述酸优选盐酸或硫酸或稀硝酸中的一种。
进一步，所述盐酸溶液或硫酸溶液或稀硝酸溶液中酸的体积百分比为10％～50％。
进一步，所述酸洗温度为80～90℃，酸洗时间为5～15min。
进一步，步骤4)中所述的超声清洗工艺为在去离子水中超声清洗腔体1～3次，每次3～15min，超声频率为40-60kHz。
采用上述技术方案的有益效果是：采用机械打磨和化学清洗相结合的方法清洗腔体内孔，去污速度快，去污效果好。
本发明采用氧化铁抛光液打磨的方法，无论腔体内孔污染物的溶解性能和吸附机理是否相同，都可以一次性去除内孔表面的多种污染物，去污速度快，去污效果好。而且氧化铁抛光粉的硬度略小于腔体的微晶玻璃，通过控制氧化铁抛光粉的粒径，抛光液的浓度和磨头转速，不会对腔体内孔表面造成损伤。
附图说明
图1、3、5为本发明实施例1-3清洗前的腔体内孔的显微镜照片；
图2、4、6为本发明实施例1-3所述方法清洗后的腔体内孔显微镜照片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例中所用氧化铁抛光粉为市售商品，成分为三氧化二铁。
实施例1
1)内孔打磨：将50g粒径为500目的氧化铁抛光粉加入到950g去离子水中，搅拌均匀，配制成所需的抛光液；用配备有微型电磨机的羊毛磨头上蘸取抛光液，所用磨头比内孔直径小0.2mm。羊毛磨头上蘸上述抛光液后依次伸入腔体各内孔中，设置微型电磨机转速为1000rpm，每个内孔打磨5min；
2)水洗：用去离子水冲洗打磨后腔体各个内孔；
3)酸洗：配制体积浓度为10％的盐酸溶液800ml，加热至80℃；将待清洗腔体转移至稀盐酸酸中，煮洗15min；
4)水洗：用去离子水冲洗酸洗后腔体，然后将腔体置于在去离子水中超声清洗3次，每次3min,超声频率为60kHz；
5)干燥：用氮气对腔体进行吹扫，直至腔体表面和内孔彻底风干。
实施例2
1)内孔打磨：将50g粒径为3000目的氧化铁抛光粉加入到50g去离子水中，搅拌均匀，配制成所需的抛光液；用配备有微型电磨机的羊毛磨头上蘸取抛光液，所用磨头比内孔直径小1mm。羊毛磨头上蘸上述抛光液后依次伸入腔体各内孔中，设置微型电磨机转速为500rpm，每个内孔打磨1min；
2)水洗：用去离子水冲洗打磨后腔体各个内孔；
3)酸洗：配制体积浓度为50％的硝酸溶液800ml，加热至90℃；将待清洗腔体转移至稀盐酸酸中，煮洗5min；
4)水洗：用去离子水冲洗酸洗后腔体，然后将腔体置于在去离子水中超声清洗1次，超声时间15min,超声频率为40kHz；
5)干燥：用氮气对腔体进行吹扫，直至腔体表面和内孔彻底风干。
实施例3
1)内孔打磨：将50g粒径为2000目的氧化铁抛光粉加入到110g去离子水中，搅拌均匀，配制成所需的抛光液；用配备有微型电磨机的羊毛磨头上蘸取抛光液，所用磨头比内孔直径小0.5mm。羊毛磨头上蘸上述抛光液后依次伸入腔体各内孔中，设置微型电磨机转速为700rpm，每个内孔打磨3min；
2)水洗：用去离子水冲洗打磨后腔体各个内孔；
3)酸洗：配制体积浓度为30％的硫酸溶液800ml，加热至85℃；将待清洗腔体转移至稀盐酸酸中，煮洗10min；
4)水洗：用去离子水冲洗酸洗后腔体，然后将腔体置于在去离子水中超声清洗2次，每次10min,超声频率为50kHz；
5)干燥：用压缩空气对腔体进行吹扫，直至腔体表面和内孔彻底风干。
实验例1
用桂林光学仪器公司生产的XPZ-830B型显微镜观察经实施例1-3的清洗方法清洗前后的腔体毛细孔，放大倍数为60倍。从图1、3、5可以看出，清洗前，毛细孔内附着了大量的颗粒，还有水印。清洗后的腔体内孔无抛光粉、水印子等污染物残留，可以满足激光陀螺腔体洁净度要求。
实验例2
用ZEISS的CONTURA三坐标测量仪测量经实施例1-3的清洗方法清洗前后的腔体各内孔，测量结果见表1。从表1可以看出，清洗前后，腔体的各毛细孔和储气孔尺寸几乎没有变化，说明本发明的清洗方法对腔体内孔表面未造成磨损。需要说明的是：个别清洗后的孔径数据反而比清洗前的孔径大，如实施例1的储气孔M4清洗前直径为12.029mm，清洗后反而是12.028mm，这是由于最后一位有效数字是估读的，测量不同对象时，估读可能存在微小差异。
表1用实施例1-3的清洗方法清洗前后腔体各内孔直径对比
Figure BDA0002343185210000051
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)内孔打磨：用配备有微型电磨机的软性磨头蘸取氧化铁抛光液，将磨头伸入腔体各内孔中打磨；
2)水洗：用去离子水冲洗打磨后的腔体各内孔；
3)酸洗：将腔体转移至酸液中进行酸洗；
4)水洗：先用去离子水冲洗腔体各内孔，再用去离子水超声清洗腔体；
5)干燥：利用氮气或压缩空气吹干腔体。
2.根据权利要求1所述的一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，所述柔性磨头为羊毛磨头或布磨头或尼龙磨头中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，其特征在于，所述软性磨头为羊毛磨头，所述羊毛磨头直径比腔体内孔孔径小0.2～1mm。
4.根据权利要求1所述的一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，其特征在于，所述氧化铁抛光粉粒径为500-3000目。
5.根据权利要求4所述的一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，其特征在于，所述氧化铁抛光液由氧化铁抛光粉和去离子水组成。
6.根据权利要求5所述的一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，其特征在于，所述氧化铁抛光液中氧化铁抛光粉质量百分比为5％～50％。
7.根据权利要求1所述的一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，其特征在于，所述微型电磨机转速为500～1000rpm，每个内孔打磨时间为1～5min。
8.根据权利要求1所述的一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，其特征在于所述酸液为盐酸溶液或硫酸溶液或稀硝酸溶液中的一种，所述酸的体积百分比为10％～50％。
9.根据权利要求8所述的一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，其特征在于，所述酸洗温度为80～90℃，酸洗时间为5～15min。
10.根据权利要求1所述的一种激光陀螺腔体内孔清洗方法，其特征在于，所述超声清洗工艺为在去离子水中超声清洗腔体1～3次，每次3～15min，超声频率为40～60kHz。
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