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超声波清洗零件的注意事项和技巧

2021/1/22 10:45:02   关键字:   来源:
诸如车削、铣削、钻孔和磨削之类的机加工操作会在工件上留下痕量污染物。超声波清洗允许以快速、可靠和经济的方式去除冷却液、切屑、抛光膏和其他残留物。

在加工过程中,不可避免地会污染工件的表面。但是,诸如切削液残留物,切屑,摩擦和抛光膏之类的污物通常会在上游过程中引起问题,或者可能影响成品的功能,质量和使用寿命。因此,需要清洁加工过的零件。不幸的是,零件清洁经常成为生产过程中的瓶颈,尤其是对于切屑形成操作中生产的大量零件。通过超声波清洗,不仅可以可靠地清除颗粒状和薄膜状污垢,而且还可以非常快速有效地清除污垢,即使对于难以接近的零件,也可以清除盲孔,滚花和凹槽等空心空间。



声波的清洁效果

超声波在液体浴中发展了其清洁效果。该过程基于物理空化效应:当液体受到超声波作用时,在振荡周期的牵引阶段,高强度的交变声压会使液体破碎,从而克服了内聚力。该过程导致形成数百万个微观上的小气泡。在随后的推动阶段,这些气蚀气泡变得不稳定并崩溃(爆裂)。它们以很高的能量密度产生水力冲击,从而在液体中产生微电流。当这些微电流撞击表面时,它们会释放出已被适当的清洁剂部分溶解的污染物。“污垢”被冲洗掉。



声波由发生器产生,该发生器将50至60 Hz的正常电频率转换为高频振荡。然后,声波换能器将这种电磁振荡转换为相同频率的机械振荡。超声波频率对清洁效果有重要影响。通常,频率越低,空化气泡越大,因此,它们释放的能量越多。已建立标准频率范围,以最佳清洁不同类型的机械零件:

25至35 kHz-清除硬的,未抛光的表面(例如发动机)上的颗粒,油脂,油和其他污染物

40至80 kHz-最终清洁任务以及对多孔和抛光表面的清洁

120 kHz及以上-微清洁任务以及清洁微孔和高光泽抛光表面

多频或混频超声系统可用于某些组件,尤其是形状复杂的组件,以解决各种清洁需求。混合的较大和较小的空化气泡可为外表面和边界表面实现理想的清洁力。

符合清洁任务

除了频率之外,其他因素(例如,功率,换能器的数量和数量)将在超声清洗系统的性能中起关键作用。通常,以每升8至10瓦的额定功率可以获得良好的清洁效果。典型的100升清洁浴需要800至1,000瓦的功率。

因为声波是从声音发射表面纵向传播的,所以换能器的布置也对清洁效果有很大影响。如果换能器仅安装在工作室或清洁盆的地板上,则声波会垂直发射到浴池表面,然后向下反射回地板。这种流动对清洁具有空心空间和盲孔的零件产生了影响:如果在这些区域中形成气泡,则空气会对声波产生障碍,阻止清洁行为。因此,必须通过摆动或旋转镀液中的零件来在所有中空空间中充满清洁液。随着组件形状变得越来越复杂,超声清洗系统在多个位置都配备了振荡器,

适用于所有清洁剂

超声波清洗属于湿化学清洗技术范畴,可与水性清洗剂以及溶剂一起使用。为了选择合适的清洁剂,应采用格言“像溶解一样”(similia similibus solvuntur)。如果使用非极性切削液(例如矿物油或油脂)进行切片,则通常是正确的选择。属于极性污染物的切屑和颗粒会通过去除油或油脂而丧失其对工件表面的附着力,并且会因超声波清洁作用而带走。

极性物质,例如水性冷却剂,抛光膏,碎屑,摩擦和盐,会溶解在水性清洁剂(极性介质)中。这些介质可用作pH中性,碱性和酸性清洁剂。通常,通过在系统或清洁剂制造商的测试设施中进行的清洁测试来调整要清洁材料的兼容性和达到所需清洁效果的程度。为了提供稳定的清洁效果,水性清洁过程需要经常进行过程监控。应检查洗涤剂,温度,超声波功率,冲洗水质量和过滤器运行时间等工艺参数。

作为另一种选择,极性溶剂和改性醇结合了水性清洁剂和溶剂的优势。

通过结合使用超声波和与各种污染物匹配的清洁剂,清洁时间可减少多达90%。同时,清洁剂的消耗也可以减少。相反,错误的清洁剂会影响工艺的稳定性,并且清洁效果会受到负面影响。例如,如果用水性清洗工艺清洗油性很高的零件,则浴池寿命会大大缩短,通常将无法达到所需的清洁度,并且工艺成本也会增加。

超声波清洗主要用于单腔和多罐浸渍系统。单室清洁系统配备有一个封闭的工作室和一个或多个储液罐。待清洁的零件以散装货物的形式或在工件托架中的篮子中送入腔室。然后,将清洗液和冲洗液以及必要时的防腐剂或钝化剂依次注入工作室。可以在所有步骤中根据需要使用超声波。在理想情况下,在填充和排放期间以及整个清洁周期中,介质将在旁路管线中被过滤。干燥同样在腔室中进行。如果使用溶剂作为清洁剂,则超声波清洁过程将在完全封闭的条件下进行,具有集成蒸馏单元的单室清洁系统,用于溶剂的修复。这些系统允许所用溶剂的再循环。

多罐浸渍系统仅与水性清洁剂结合使用。这些开放式系统允许将任意数量的处理模块串联排列。因为这种布置提供了高稀释效果,所以精细清洁是典型的应用领域。鉴于可以在不同的浴中同时处理几批产品,另一个优势是生产能力高。使用手推车或垂直步进输送机将要清洗的零件输送到各种浸浴中。

最佳清洗槽

产品载体还对清洁结果和清洁时间有重大影响。无论是批量清洗还是分阶段清洗,建议使用不锈钢圆线制成的清洗篮进行超声波清洗。它们允许接触超声波和清洁介质的零件。

熔池(部件彼此紧紧叠放在一起)或过大体积的过大负荷载荷会阻止超声波到达要清洁的所有工件表面。根据经验,要暴露于超声波的表面不应大于发声表面。同时,一个或多个零件的质量不应超过镀液体积的50%。

超声波清洗如何才能最佳地适应清洗大量机加工零件的要求?哪些系统和清洁剂在批量生产环境中提供快速,可靠和高效清洁的优势?在parts2 clean 中提供了对这些以及其他涉及工业清洁各个方面的问题的解答。第十届领先的工业零件和表面清洁国际贸易展览会将于2012年10月23日至25日在德国斯图加特展览中心举行。展览的产品包括用于除油,清洁,去毛刺和预处理的系统,工艺和工艺介质零件和表面,特殊工艺,零件篮和工件架,处理和工艺自动化,无尘室技术,质量保证,测试方法和分析程序的信息。


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