零件和表面清洁工艺知识与指南.docx

1、零件和表面清洁工艺知识与指南1清洗工艺与实际需求相符合的现代清洁溶液对于经济的、重复的、生态的零部件清洗有重要的作用。 选择清洁溶液需要考虑的因素包括工件的几何形状、材料、污染物的类型、污染程度、工艺状态以及所需清洁度。湿化学清洁的类型湿化学清洁的效率完全取决于所用的清洁剂的溶解性能。常用清洁剂包括水溶清洁剂、溶剂。后者大致可以再细分为：非卤化烃、氯化烃和极性溶剂。各种各样的处理工艺决定着清洁剂的使用效率。喷淋清洗喷淋清洗最初适用于大型的平台工作板，污染物被清洁剂(通常是水溶液) 部分通过溶解或者乳化的方式出去，也会因喷淋的动能被冲洗去除。喷淋清洗的一个好处是它可以取得均匀的清洗效果。浸泡清洗

2、浸泡清洗过程倾向应用于复杂几何结构的零件，例如盲孔和底部切割。当工作板淹没在清洗池中，粘着在表面的污染物被清洁剂的化学功效去除。超声波清洁超声波的效果由气穴现象决定：清洗池液通过超声波发生器被声波辐射，以满足振动系统。以这种方式产生的震荡在流体中造成微小空腔，空腔会突然坍塌。强的水流和湍流帮助污染物更好的从被清洗物上冲走。注洪清洗注洪清洗是用泵将清洗池的液体压出，随后经过高压力填充喷嘴，紧接着注入回清洗池中。这让强的水流在工件的边缘造成湍流现象，以此来去除污渍。当流体流过盲孔时，吸引力作用会污染物带出来。压力流体循环清洗压力流体循环清洗是用泵将清洗池的液体先吸出来，然后再用泵将液体通过喷嘴系统

3、压到一个高压力水平。这让强的水流在工件的边缘造成湍流现象，以此来去除污渍。当液体蒸汽通过盲孔和凹陷时，也会产生拉力，将污渍从盲孔和凹陷中吸出来。生态清洁有很多自然产生的微生物将复杂的有机物分子转换相对简单的有机物、二氧化碳和水。我们可以特别培养这种用于生态清洁的微生物。在水溶液清洁中，油和润滑脂在表面活性剂和乳化剂的帮助下，从组分的表面分解。乳化剂是生态的反应剂，是与清洗池隔离开来的，以乳化剂作为培养液，微生物源源不断注入清洗池。喷射清洗喷射清洗工艺也可以达到高的表面清洁度等级。 当工件表面特征和清洁度都有要求时，这种机械加工工艺会经常用到。例如无毛刺的表面，平滑表面，对粗糙度有要求或者消光表

4、面。喷射工艺包括，压缩空气喷射，离心喷射清洁，水喷射清洁，CO2(干冰) 喷射和小球喷射。二氧化碳雪花喷射运用液态二氧化碳作为喷射的介质，或者一些刨冰。通过力学和热学的作用，干冰喷射使污渍或者膜状的污染物从表面被去除，它会击打物体表面使其干燥，无残留而且无化学药品残留。在组件中特定的区域，例如密封和连接表面可以通过这种针对性的方式处理而不是对整个组件进行清洁。这个工艺可以轻松的自动化完成，应用范围伴随着新工具的开发也在不断的扩大。乾冰喷射运用二氧化碳(乾冰)固态小球作为喷射介质而不是液态二氧化碳，大约有大米那么大。乾冰喷射运用于清洁工具、模具、机器和设备。激光喷射运用高能量，有针对性的激光射线

5、作为清洁介质。它被引导经过需清洁的表面，激光束的光能直接转化为热能，使污染层迅速蒸发。等离子体冲击波也会由此产生，它可以去除不能被蒸发去除的颗粒。等离子体清洁等离子体技术运用各种活泼的气体，在不锈钢，有色金属，塑料、玻璃和陶瓷的零部件或者较大物体的应用范围很广。 当需要去除的有机污染物层非常薄的时候，这些工艺尤其有效。清洗目标/需求：1）满足工件的清洁和生产能力需求。2）满足适用的法规(水的生态行为、排放控制、辐射最大限制、联邦法规、ATEX 等等)3）环境的相容性(尤其针对节约资源)4）低维护成本和高性价比(投资和操作花费)清洗工艺过程：喷淋清洁- 连续的或者在箱体内 (一些高压情况下);在

6、敞开的清洗池或者箱内浸泡清洁( 有时使用超声波);使用注洪清洗、刷洗-连续的或者在箱体内。清洗工艺的影响因素：被清洗的工件( 材料，污染物的量和类型，几何形状，数量，清洁时间) 清洁剂 清洗池维护( 介质修复) 所需要工件表面清洁度和表面处理工艺的质量质量保证监测清洗系统的过程工艺参数( 压力、温度、清洁剂情况)通过检查工件清洁结果，间接的进行质量评价表面清洁度仪备注：已经有清洗线上 的 可以采用在线监系统，例如检测清洁剂 的 数量 (例如通过监测水溶液清洗池中表面活性剂含量、工件 的 清洁度、在线颗粒计数器等 )2清洁剂选择湿化学清洁的效力完全取决于所用的清洁剂的溶解性能。下面的规律解释了在

7、这方面的应用： 极性污染物(水性的冷却液、润滑油，抛光浆，添加剂和盐，加工碎片，磨损和其他污渍)会溶解在极性介质中(水) 而不是非极性介质中。然而，非极性物质，像脂肪和油更容易溶解在非极性溶剂中而不是极性溶剂。清洁剂在传统的湿清洁工艺中运用的十分频繁：包括水性清洁剂，氯化烃(CHC)，非卤化烃(HC)，极性溶剂和基于植物油 的清洗剂。可用的水性介质，例如碱、中性和酸性的清洁剂，倾向于清洁大体积的物体，或者需要满足较高的清洗需求。非卤化烃对动物油、植物油、矿物油和油膏都有良好的溶解性能，也表现出了出色的材料相容性。这些清洁剂的使用是可靠的，可以去除用于现代生产工艺中的大多数油脂。尽管碎片这些颗粒

8、不能溶解于溶剂中，但因为他们不能再粘着在工件表面上，所以它可以伴随着油而去除。卤化烃对形状复杂的金属组件的去油和干燥也是十分有效的。他们更容易清洗工件中含氯的油类污染物。极性溶剂极性溶剂结合了水性清洁剂的优点和溶剂的运用。通过运用匀称的润滑脂的优点和水溶解特性，这些清洁剂可以同时去除非极性的污染物例如油脂，和极性污染物。基于植物油的清洁剂，例如大豆油，菜籽油和椰油都用于组成脂肪酸酯，是烃类清洁剂中的物质。他们对很多工艺来说都是适用的，例如浸泡、喷雾和擦拭清洁。固体、分散液、液体，粒化和超临界的而言，还有等离子体和激光能，运用的相对少一些，经常与特殊清洁工艺相结合使用。为了尽可能达到清洁工艺中可

9、以达到的清洁度等级，清洁剂与要被去除的污染物相匹配(极性或者非极性 )。新的产品不断地加入，清洁剂种类的范围也因此扩大，这样的发展我们可以面对前所未有的更严格的要求。任务：去除或者处理污染物溶解、稀释、乳化、替代或者清洗掉表面( 金属)上的物理吸附物目的/要求：满足表面清洁的要求，例如没有油脂、锈、氧化膜、可溶性盐、其他颗粒等等类型的污染物材料相容性与污染物不发生副反应 环境相容性，毒性最小化(工作安全)符合法律法规：VOC、有害物质租用、表面活性剂指向性等等工艺过程：水溶液中的清洁 利用溶剂清洁：HC 、CHC、等等 特殊程序影响因素：污染物的类型：油、脂膏、蜡、乳化剂、灰尘、喷射介质和其他

10、因素 被清洁材料：不锈钢、铸铁、有色金属、玻璃、塑料等等 组件的几何形状：钻孔、螺纹、根切、车削表面等等 温度和处理时间、浓度、体系和过程技术 清洗池维护措施的范围和质量质量保证： 清洁度分析( 根据 VDA19 和 VDA19.2) 可视的检查 分析仪器的使用，例如 SEM-EDX水性清洗剂水性清洁剂的清洁效果由两种成分决定：促净剂和表面活性剂。表面活性剂是表面活性物质，他可以改变各个表面边界的特性。作为表面活性组分，表面活性剂可以把污染物包裹，然后与被清洁表面分离，随即分散到冲洗液中。促净剂是提高水的 pH 值的无机盐，用于除去固体颗粒和通过与表面活性剂的协同提高清洁效率。除此之外，水性清

11、洁剂的成分还有螯合剂、防腐剂和锈蚀抑制剂。它们调节水的硬度，来阻止固体金属皂化，确保被清洗部件的不被锈蚀和维护清洗体系。水性清洁剂用于零部件的清洁，例如中性、碱性、和酸性的清洁剂：中性清洁剂的 pH 值在 6-9 之间，用于不锈钢、铸铁、轻型合金、有色金属、玻璃、陶瓷和大多数塑料的中间过程以及最后清洗。极性污染物，例如盐或者颜料可以被这些清洁剂去除。非极性污染物(例如油脂)先通过分散和乳化作用去除。因此脱脂效果明显弱于碱性清洁剂。pH 值大于 7 的 水性介质被定义为碱性。工业零部件清洁区分为弱碱性清洁剂(pH9-12)和强碱性介质(pH 值12).清洁剂根据添加不同的碱性液来满足不同的应用需

12、求，例如碱性氢氧化物，碱性碳酸盐，磷酸盐和硅酸盐。碱性清洁剂在金属处理领域是最常用的水性介质，它可以去除极性以及非极性的污染物。并且，强碱性的水溶液也可以溶解表面氧化物。但需要先测试被清洁材料与碱性清洗剂的相容性。酸性清洁剂通常包含由无机或者有机盐、酸性盐、水溶性有机溶剂(乙醇、酯类) 组成的酸性成分还有表面活性物质。对去除类似于金属擦痕、灰尘和颜料都十分有效。锈或水垢的去除也属于这类典型应用。而且油脂在特定情况下只能用酸性清洁剂去除。任务：表面清洁步骤一：将表面活性剂从水相分散到水油相边界层，利用扩散压力或多或少地使油层均匀的聚集，直到表面活性剂包裹液滴形成，并疏松地附着在工件表面，这时会被

13、容易被溶液洗掉。在油中溶解和分散的污染物，也会随着油滴而被去除。步骤二：在这一步中，依然存在的薄油层通过与表面活性剂和促净剂的置换反应去除。工艺过程通过吸附和解析机理控制。这过程进行得很缓慢直到达到吸附平衡，通过加入无机促净剂物质( 促净剂-表面活性剂配合 )可以很好的加速这一过程。此时产生了亲水的金属表面，可通过在清洁剂中添加额外的成分来使金属表面被活化或者钝化。要求： 效率长的清洗池寿命可以通过修复水性清洁剂达成。(过滤、油分离、微滤和超滤、吸附过滤)，这可以缩减成本，节约资料-水(漂洗水柱，蒸发技术 )，清洁剂(回收)和能量。生态性完全符合需氧的，生物可降解的洗涤剂规范 648/2004/EC。代替材料与金属离子在清洗池中形成配合物，因此避免污渍和污泥中的重金属再活化。 材料相容性清洁剂符合被清洁的材料-，理想 的清洁结果对材料只有微创作用。工艺进行前必须对材料相容性进行检查。影响因素： 材料：水溶介质必须与被清洁材料相容(碱性，抑制添加剂、填充盐类 )。尤其介质要适用于各类材料。水性介质被广泛应用于清洁符合的材料，和清洁不同材料的过程中(例如铝和黄铜)使用一种清洁体系( 材料混合 ) 污染物：颜料和碎片、乳化剂和润滑油，油和蜡 零件几何形状：