超声波清洗

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超声波清洗

2024-05-07 21:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

超声波清洗 - 完整指南

普遍使用超音波配合水基洗剂清洗大部分精密部件。它温和具有侵入性,适用于清洗手表,阀门,医疗器械和植入物,电路板等复杂零件

超声波配和水及洗剂适用于清洗大多数材料,例如:纯铝或非常薄的较软金属。超声波的空化作用会使这些材料产生凹陷或腐蚀。如有疑问, 可要求清洗试验。对于被厚油脂等污染的部件,建议进行预清洗后在进行超声波清洗。

比如: 气缸盖,注塑/塑料挤出模具上有碳烧残痕残留物 , 在某些情况下若使用超声波和配合正确的洗涤剂可快捷清洗去除。

基于超声波清洗的3个参数:

机械效应:

超声波如何帮助清洗零件?

化学效应:

为什么使用洗涤剂很重要? 为什么我们不能只用水清洗?

水的质量:

如何选择好的水质量?

如何控制这些参数?

制程控制:

检查所有参数并取的完善的清洗

提高清洁效率的提示:

你可以改变什么?

机械效应 - 超声波清洗 超声波是如何产生的?

当高频声波通过合适的洗涤剂添加剂通过诸如水的清洁液时,会形成数百万个微小气泡并坍塌。这些气泡是流体内声波的拉伸和压缩短语的结果,整个过程称为空化。微波泡在超声波的机械作用下会发生内爆,释放出大量的能量,局部温度会升高。气泡被迫进入裂缝,液体可以渗透到污染物和工件之间,使其完全清洁,没有污垢隐藏。

不同的超声波频率

25 KHz - 消除强烈污染的最强频率。请勿使用在镜面抛光表面和玻璃,铝等敏感材料。

40 KHz - 标准频率,可与各种材料兼容,并可消除大量污染。

80 kHz - 此频率适用于清洗具有复杂几何形状的零件。空化气泡可以进入小孔以清除污染。

120 kHz 和 Megasonic兆声 - 主要应用于精密光学元件,用于清洗晶圆等非常敏感的部件。 汽蚀功率很低,所以此频率适用于最后清洗去除部件灰尘的制程。

(80 kHz 及以上仅适用于特殊要求订制)

可能影响气穴空化现象的重要参数 外部压力 温度 -加热清洗液可减少清洗时间,并可更快清除污垢 超声波频率 超声功率 用于清洗的化学品性质,浓度,密度… 将零件定位在清洗工作室中

水基清洗过程的效率与清洗化学物质及表面杂质紧密接触有关。重要的工件 定位时常会被低估, 尤其是与复杂几何形状的零件有关。

在超声波清洗机中正确零件定位的特性;

通过喷涂浸渍或压力喷射的超声波效率 自然防护,防止表面机械损伤 基片与化学特性之间接触的效率 冲洗操作的效率 干燥步骤的效率 化学效应 - 水分子的性质 水的极性

水分子由氧气和氢气组成。 由于其固有的性质,水分子是极性的,这意味着水具有溶解盐的能力。但水不能与油,脂肪等非极性碳氢化合物混溶。

液体的表面张力

回形针漂浮在水面上,这是一种力量,在该力作用下,表面补偿其重量,由于水分子的极性而导致分子内吸引力(范德华力)。 在液体内部,范德华力相互补偿。 在液体表面,合力会朝向液体内部。 这倾向于收缩液体,其表面像拉伸膜一样表现。

莲花效应

由于其高表面张力,天然水保持其球形。

腐蚀作用 - 铁氧化

当金属铁通过电子转移溶解在水中时会发生这种情况。 溶解氧与水分子和电子反应形成氢氧根离子。 氢氧化物和铁离子反应形成氢氧化铁。 作为氧化物或羟基化合物盐的各种化学组合。

钢丝绒在水中30分钟

自来水350 microS / cm DI离子水1μS/ cm 为什么我们需要使用清洗剂来清洁零件? 降低水的表面张力(润湿/湿润效应) 使油和脂肪化合物溶解在水溶液中(乳化效果) 防止腐蚀(添加防腐剂) 化学作用 - 洗涤剂如何工作? 脱脂 - 油脂的性质

植物和动物的脂肪在苛性碱溶液中皂化

甘油三酯不溶于水 羧酸根离子和甘油是水溶性 注意基底材料对强碱性溶液的敏感性(铜合金失去光泽)

矿物来源皂化的脂肪在化学上是不可能用的。需求表面活性剂效果

什么是表面活性剂?

表面活性剂是由疏水性尾部和亲水性头部组成。疏水尾部的长度和头部的性质将诱导产生胶束的能力和适当的去污力作用。

表面活性剂如何工作?

临界胶束浓度(CMC):表面活性剂分子开始形成胶束的最小浓度。没有胶束,洗涤剂不能实现清洗性能。在CMC下方,分子是自由的并形成单分子层(以吸附)。在CMC上方,它们形成单分子层。当所有表面都被表面活性剂覆盖时,它们形成胶束。添加更多表面活性剂,形成更多的胶束。表面张力不随表面活性剂的增加而降低。

降低水的表面张力:表面活性剂定位于水分子之间并干扰其“手持”。 然后力量降低。 对于某些表面活性剂,表面张力可降至〜30 mN / m甚至更低。

乳化油:当油添加到含有表面活性剂的水中时,油被表面活性剂包围。 表面活性剂头与水分子结合,而尾部捕获油滴。

将油分散到液体中:表面活性剂吸附到土壤/油滴上

亲水基团与水相接触 与油或土壤接触的疏水基团

液滴的稳定有助于防止其与其他液滴聚合(通过排斥力)。 头部组之间的排斥力避免了液滴的聚结。

表面活性剂影响:全球机制

具体效果 - 腐蚀抑制:固体表面上的单分子膜疏水效果防止氧化

表面活性剂有四种家族

阴离子:用于润湿性 阳离子:用于抗静电性和抗菌活性 两性表面活性剂:阴离子或阳离子表面活性剂与溶液的pH值有关 非离子型:用于乳化效果

表面活性剂的影响; 降低水的表面张力,乳化污染物,分散污染物并防止腐蚀。

典型的洗涤剂组成:

表面活性剂 螯合剂:用于抑制负钙和镁盐效应的组分(与表面活性剂和低溶解性盐沉积反应) 溶剂 pH调节添加剂 防腐添加剂 特殊添加剂:防腐剂,杀菌剂,抗静电剂,增稠剂...... 填料

三个会诱导洗涤剂性质的参数:

基底材质- 产品必须与基底材质兼容。其pH值和成分必须适应。

污染 - >产品必须对特定污染有效

基底材质-的表面处理 -零件时清洗后进行哪些表面处理?

金属基底材质 金属 特性 关察 碱性介质 酸性介质 不锈钢

抗性存在氯化物时除外

耐氯酸和氯化物除外 硝酸和磷酸会在材料上形成钝化层。 氯化物会腌制保护层。 铸铁 耐 对腐蚀敏感 磷酸将形成钝化层。 铜黄铜青铜 着色改变引起的腐蚀 对腐蚀敏感 用硝酸强力蚀刻。 对铵盐或多或少敏感 铝锌和合金 对腐蚀敏感 耐 可能会出现白色腐蚀和褪色效果 镍 耐     铬 耐     钛合金 污渍可能会出现 酸性介质被用作钝化剂   金 耐 耐   非金属基底材质

陶瓷 - 敏感是材料的成分和表面陈述的函数

眼科光学中的矿物玻璃 - 耐化学化合物

蓝宝石 - 耐化学化合物

精密光学中的矿物玻璃 - 对碱性,酸性产品和磷酸盐敏感。

眼科镜片中的有机镜片(CR39,PA,高指数) - 低敏感度

眼科光学用有机镜片(聚碳酸酯) - 对碱性产品和特定溶剂敏感

重要提示:考虑敏感度:考虑由于pH值和水的电导率引起的腐蚀效应。 隔离剂可以溶解一些材料元素并产生孔洞。

一个具体的例子:与钴结合的碳化钨的敏感度。 碳化钴颗粒包含在钴基质中。 钴可以通过水溶液清洗液快速浸出。 钴浸出将对材料的机械性能产生强烈的负面影响。

污染

抛光化合物 - 研磨和抛光矿物质的动物和植物脂肪

油和乳液 - 矿物油和植物油; 水基乳液

保护漆 - 制造过程中用于机械保护的有机层

氧化残留物 - 在制造过程或储存过程中对铜合金或敏感钢(20 AP)

翻滚残留物 - 用滚筒研磨石进行机械化学抛光后的表面处理

指纹 - 在制造过程最后一步和控制之前

基底材质的表面处理

根据清洗后的下一步骤,基底材质的表面必须是亲水的或疏水的。

润湿性可以通过测量接触角来评估。 液滴将与基底形成一个角度:

如果θ> 90°,表面不润湿 如果θ


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