一种超声波清洗工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种超声波清洗工艺，工艺步骤如下：1）预清洗，采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解；2）粗洗，在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落；3）精洗，采用超声波漂洗，用纯水洗去工件表面所残留的清洗介质；4）高压冲淋，采用全方位从上至下的方式进行高压纯水喷射，以冲洗小盲孔及缝隙中的污染介质，采用热风烘干。工艺实现了机加工件及装配零件的在线清洗，提高了工件清洗的自动化水平，提高了清洗效率，降低了工人的劳动强度，改善了工作环境。
【专利说明】一种超声波清洗工艺
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属元件制造加工业【技术领域】，具体涉及一种超声波清洗工艺。
【背景技术】
[0002] 清洗是指清除工件表面的液体和固体污染物，使工件表面达到一定的洁净度。清 洗也是热处理生产过程中一道不可忽视的中间辅助工序。所有经机加、热处理前的工件都 应进行。否则，热处理前、后工件表面上的油污等直接进入炉内加热挥发和燃烧，容易造成 车间空气污染，工件表面状态也不好，甚至影响热处理质量，特别是对化学热处理以及真空 热处理。清洗可以提高热处理生产效率及热处理质量，与热处理有关的环保，清洗属于清洁 热处理范畴。
[0003] 超声波清洗主要用于清洗要求较高的工件，尤其是经过精密加工、几何形状复杂 的工件，如工件上的小孔、深孔、盲孔和凹槽等，能获得很好的清洗效果。配套的水基清洗剂 应在较低浓度下，温度不超过60°c，仍具有较强清洗能力，不腐蚀金属，低泡易漂洗。
[0004] 选择超声波的清洗液时，必须考虑到溶剂的清洗效率、安全性、一定量的溶剂可清 洗多少工件利用率最高等因素。水为最普通的清洗液，故使用水基溶液的系统操作简便，使 用成本低，应用广泛。
[0005] CN91109760. 0,名称为"水溶性金属清洗液"的发明专利申请，该清洗液以水为溶 齐U，加入乳化剂十二烷基磺酸钠、〇P- 1 〇 ;防锈剂五氯酚钠、苯甲酸钠、亚硝酸钠；清洗 剂三乙醇胺、聚乙二醇、乙醇、磷酸配制而成的，它可用于各种钢材、铸铁制件的清洗。但缺 点是泡沫多，导电率低，一般需要加热使用，不适用于超声波清洗。
【发明内容】
[0006] 针对上述技术问题，本发明提供了一种超声波清洗工艺。实现了机加工件及装配 零件的在线清洗，提高了工件清洗的自动化水平，提高了清洗效率，降低了工人的劳动强 度，改善了工作环境。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 一种超声波清洗工艺，其特征在于：工艺步骤如下： 1)预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解，并减轻下道清洗工序的 负荷。
[0008] 2)粗洗 在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落，同时还可将油脂性 的污物分解、乳化。
[0009] 优选地，冷漂洗：利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净。
[0010] 3)精洗 采用超声波漂洗，用纯水洗去工件表面所残留的清洗介质； 4)高压冲淋 采用全方位从上至下的方式进行高压纯水喷射，以冲洗小盲孔及缝隙中的污染介质， 米用热风烘干。
[0011] 本发明所述超声波清洗振动频率范围在60?120 kHz，功率密度设定在0. 5-1W/ C。频率不能高于120 kHz，否则波长减短，空化作用反而减弱，从而降低了清洗效率。
[0012] 本发明所述的清洗温度为45-60°C。
[0013] 本发明所述的热风烘干，是指在90-1HTC下，烘干3-10min。
[0014] 本发明所述的水基清洗剂，其组成配比如下： 表面活性剂KE-1 0. 8-1. 2 g/1 表面活性剂0P-10 1. 5-2. 5 g/1 助洗剂 0.4-0. 6 g/1 复合缓蚀剂 0.5-1 g/1 溶剂为水。
[0015] 表面活性剂的筛选与应用是超声波金属水基清洗剂的关键。本发明选用表面活性 剂KE-1和0P-10能降低体系的表面张力，可有效促进金属表面油污的润湿、渗透、乳化和分 散，将金属表面油污清洗干净。借助超声波的"空化"作用，将清洗剂工作液组分迅速渗透 到油污与金属之间，使油污迅速剥离金属表面，剥离后表面活性剂将油脂乳化，在超声波的 作用下将油脂打散并均匀分布于体系中，极高地提高了水基清洗剂的除油性能。
[0016] 另一主面，由于表面活性剂KE-1和0P-10的官能团中带有多分支支链结构，相对 于直链结构的表面活性剂而言，其在液体膜表面的阻碍排液和"修复"作用大大降低，泡沫 稳定性减弱，因此起泡后泡沫消失得比较快。将二者复配，能达到很好的消泡和清洗效果， 符合超声波清洗的要求。
[0017] 优选地，所述的助洗剂为三聚磷酸钠、4A沸石和乙二胺四乙酸钠盐中的一种或者 两种以上的组合。
[0018] 优选地，所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0019] 进一步优选地，所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1 :1。
[0020] 缓蚀剂聚醚和咪唑啉经化学吸附过程被吸附在金属表面，本身形成一层紧密的 膜，或与金属离子反应后形成一层紧密的膜，故缓蚀效果好。当其添加量为0.6 g/1时，最 低腐蚀率可达〇. 3%。
[0021] 优选地，所述清洗剂的质量分数在2%_3%时清洗效果最好。
[0022] 本发明的有益效果在于： 1、本工艺的去污能力强，渣油脱脂率可达99. 5%以上，防锈性能良好。
[0023] 2、实现了机加工件及装配零件的在线清洗，提高了工件清洗的自动化水平，提高 了清洗效率，降低了工人的劳动强度，改善了工作环境。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合【具体实施方式】对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
[0025] 实施例1 一种超声波清洗工艺，工艺步骤如下： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解； 2) 粗洗 在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落； 3) 精洗 采用超声波漂洗，用纯水洗去工件表面所残留的清洗介质； 4) 高压冲淋 采用全方位从上至下的方式进行高压纯水喷射，以冲洗小盲孔及缝隙中的污染介质， 米用热风烘干。
[0026] 实施例2 本实施例与实施例1基本相同，在此基础上： 在所述的粗洗步骤后，再进行冷漂洗，利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上 污物冲洗干净。
[0027] 实施例3 本实施例与实施例1基本相同，在此基础上： 所述超声波清洗振动频率范围在60kHz，功率密度设定在0. 5W/C。
[0028] 实施例4 本实施例与实施例1基本相同，在此基础上： 所述超声波清洗振动频率范围在120 kHz，功率密度设定在1W/C。
[0029] 所述的清洗温度为45°C。
[0030] 实施例5 本实施例与实施例1基本相同，在此基础上： 所述超声波清洗振动频率范围在70 kHz，功率密度设定在0. 6W/C。
[0031] 所述的清洗温度为60°C。
[0032] 所述的热风烘干，是指在110°C下，烘干3min。
[0033] 实施例6 本实施例与实施例1基本相同，在此基础上： 在所述的粗洗步骤后，再进行冷漂洗，利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上 污物冲洗干净。
[0034] 所述超声波清洗振动频率范围在80kHz，功率密度设定在0. 7W/C。
[0035] 所述的清洗温度为50°C。
[0036] 所述的热风烘干，是指在90°C下，烘干lOmin。
[0037] 实施例7 本实施例与实施例1基本相同，在此基础上： 在所述的粗洗步骤后，再进行冷漂洗，利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上 污物冲洗干净。
[0038] 所述超声波清洗振动频率范围在100kHz，功率密度设定在0. 8W/C。
[0039] 所述的清洗温度为55°C。
[0040] 所述的热风烘干，是指在l〇〇°C下，烘干5min。
[0041] 实施例8 本实施例与实施例1基本相同，在此基础上： 所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下： 表面活性剂KE-1 0. 8g/l 表面活性剂0P-10 1. 5g/l 三聚磷酸钠 〇. 4g/l 复合缓蚀剂 〇. 5g/l 溶剂为水。
[0042] 实施例9 本实施例与实施例2基本相同，在此基础上： 所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下： 表面活性剂KE-1 1. 2 g/1 表面活性剂0P-10 2. 5 g/1 4A 沸石 0? 6 g/1 复合缓蚀剂 1 g/1 溶剂为水。
[0043] 实施例10 本实施例与实施例5基本相同，在此基础上： 所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下： 表面活性剂KE-1 1. Og/1 表面活性剂0P-10 1. 6g/l 乙二胺四乙酸钠盐 〇.5g/l 复合缓蚀剂 〇. 6g/l 溶剂为水。
[0044] 所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0045] 所述清洗剂在清洗时的质量分数为2%_3%。
[0046] 实施例11 本实施例与实施例6基本相同，在此基础上： 所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下： 表面活性剂KE-1 〇. 9 g/1 表面活性剂0P-10 2. lg/1 三聚磷酸钠和乙二胺四乙酸钠盐 〇.45g/l 复合缓蚀剂 〇. 7 g/1 溶剂为水。
[0047] 所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0048] 所述清洗剂在清洗时的质量分数为2%_3%。
[0049] 实施例12 本实施例与实施例7基本相同，在此基础上： 所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下： 表面活性剂KE-1 1. 0 g/1 表面活性剂OP-10 1. 8 g/1 4A沸石和三聚磷酸钠0. 55 g/1 复合缓蚀剂 0.8 g/1 溶剂为水。
[0050] 所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0051] 所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1 :1。
[0052] 所述清洗剂在清洗时的质量分数为2%_3%。
[0053] 实施例13 本实施例与实施例7基本相同，在此基础上： 所述超声波用水基清洗剂，其组成配比如下： 表面活性剂KE-1 0. 8 g/1 表面活性剂0P-10 2. 0 g/1 三聚磷酸钠 〇. 5 g/1 复合缓蚀剂 0.6 g/1 溶剂为水。
[0054] 所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0055] 所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1 :1。
[0056] 所述清洗剂在清洗时的质量分数为2%_3%。
[0057] 实施例14 含尘量试验 本发明的超声波清洗工艺清洗后含尘量结果见表1。
[0058] 表 1
【权利要求】
1. 一种超声波清洗工艺，其特征在于：工艺步骤如下： 1) 预清洗 采用热浸洗或喷洗的方法将工件上的污染物软化、分离、溶解； 2) 粗洗 在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落； 3) 精洗 采用超声波漂洗，用纯水洗去工件表面所残留的清洗介质； 4) 高压冲淋 采用全方位从上至下的方式进行高压纯水喷射，以冲洗小盲孔及缝隙中的污染介质， 米用热风烘干。
2. 根据权利要求1所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：在所述的粗洗步骤后，再 进行冷漂洗，利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净。
3. 根据权利要求1所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述超声波清洗振动频 率范围在60?120 kHz，功率密度设定在0. 5-1W/C。
4. 根据权利要求1所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述的清洗温度为 45-60。。。
5. 根据权利要求1所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述的热风烘干，是指在 90-1KTC 下，烘干 3-10min。
6. 根据权利要求1所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述的水基清洗剂，其组 成配比如下： 表面活性剂KE-1 0. 8-1. 2 g/1 表面活性剂OP-10 1. 5-2. 5 g/1 助洗剂 0.4-0. 6 g/1 复合缓蚀剂 0.5-1 g/1 溶剂为水。
7. 根据权利要求6所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述的助洗剂为三聚磷 酸钠、4A沸石和乙二胺四乙酸钠盐中的一种或者两种以上的组合。
8. 根据权利要求6所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述的复合缓蚀剂为聚 醚和咪唑啉复配。
9. 根据权利要求8所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述聚醚和咪唑啉的复 配质量比例为1 :1。
10. 根据权利要求6所述的一种超声波清洗工艺，其特征在于：所述清洗剂在清洗时的 质量分数为2%-3%。
【文档编号】B08B3/08GK104399693SQ201410688688
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】周保华 申请人:成都川硬合金材料有限责任公司