超聲波清洗技術在制造業中的應用

　近半個世紀以來, 氟氯烴(ODS -Ozone DepletingSubstance 臭氧層消耗物質)類清洗技術, 它以化學性能穩定、去污力強、毒性低、與金屬和非金屬材料有*相溶性及安全速干等*的優點, 在機械制造、電子等行業的清洗領域占據主導地位。但它既是破壞地球表面臭氧層的元兇, 又是造成環境污染的源頭。出于對保護臭氧層這一人類面臨的性環境問題的急迫感,決定在2005 年全面禁止使用ODS 類清洗技術。隨之, 尋求各種替代ODS 清洗工藝的研究和開發成為世界各國關注的熱點, 而超聲波清洗技術采用非ODS 水基溶劑, 可有效地降低污染, 減少有毒溶劑對人類的損害, 是綠色環保的清洗技術。超聲波清洗機理超聲波是指頻率高于20 kHz 的聲波, 與普通聲波相比, 它波長很短, 頻率很高。

超聲波具有如下特征:

1)可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播;

2)可傳遞很強的能量;

3)會發生反射、干涉、疊加和共振現象;

4)在液體介質中傳播時, 可在界面上產生強烈的沖擊和空化現象。

超聲波清洗技術在機械制造業中應用；

在機械制造過程中, 工件在油漆、電鍍、熱處理、防銹、裝配前, 以及裝配過程中都需要清洗, 清洗是多種工藝過程中反復進行的一項工序, 清洗質量直接關系到機械產品的加工性能以及產品的整體性能。傳統的清洗方法有人工刷洗、在含有ODS 的溶劑浸洗、電解清洗、噴淋清洗、高壓噴洗、氣相清洗等, 存在工人勞動強度大、清洗質量不穩定、效率較低等缺點。超聲波清洗作為一種先進、、綠色非ODS 的現代清洗技術, 在機械行業正越來越得到廣泛的應用。

1)除油脂　包括乳化油、潤滑油、防銹油等各種油脂。工件在防銹封存前、電鍍前和涂裝前都必須進行除油清洗, 超聲波清洗的關鍵是選用含針對性的表面活性劑和乳化劑的清洗液。

2)除銹及氧化皮　鋼鐵零件在軋制或熱處理后, 表面會生成一層5 ～ 10 μm 的氧化鐵, 超聲波清洗可以用弱酸代替強酸、強堿, 減少了公害, 避免了氫脆。作為鍍膜前處理工藝, 提高了鍍膜質量。

3)除污垢　除污垢清洗主要有:

(1)除積碳:積碳是燃油和機油在高溫缺氧條件下燃燒生成的硬質碳化物, 與金屬表面吸附, 分子間結合強度極大, 用一般方法很難去除, 還可能損壞了活塞表面的光潔度。改用超聲波清洗, 清除*, 不損壞工件表面質量, 而且效率高。

(2)油膩和油泥:工件被機油污染, 再落入塵土,形成油膩附著力很強;油泥是機油、焦油、含氧酸、碳化物、灰及水的混合物, 結合強度可達10 ～ 15 kPa ,用超聲波清洗非常*。

(3)涂鍍前的清洗:電鍍和噴漆前的清洗效果直接影響涂鍍質量的好壞。除蠟和拋光膏清洗一直是困擾電鍍業的難題, 用超聲波清洗則會解決這一難題。作為鍍膜前處理工藝, 提高了鍍膜質量 。

超聲波清洗技術已廣泛應用于機械零部件的清洗(特別是精密零部件)、工件表面處理(如除銹、除油、磷化、鈍化等)、鍍前處理等領域, 是清洗軸承、油泵、油嘴、液壓元件、鐘表零件、五金工具、汽車部件等的良好方法。隨著技術的進步, 超聲波清洗應用正日益擴大, 除機械及相關行業外, 目前, 已應用于電子、醫療衛生、工藝美術、醫藥及家庭等領域。超聲波清洗的發展趨勢是清洗裝置的大型化, 主要因為清洗物件在增大, 超聲電源功率在提高, 一方面從原先的數百瓦到目前的數十千瓦, 甚至更高;另一方面, 由多臺中小功率的超聲電源組合使用代替大功率超聲電源。此外, 超聲波清洗的另一發展趨勢是超聲清洗裝置的自動化, 超聲波清洗多為多步清洗,從清洗到烘干, 采用現代控制技術, 實現超聲波清洗生產線的自動化。