超声波清洗技术在制造业中的应用

　近半个世纪以来, 氟氯烃(ODS -Ozone DepletingSubstance 臭氧层消耗物质)类清洗技术, 它以化学性能稳定、去污力强、毒性低、与金属和非金属材料有*相溶性及安全速干等*的优点, 在机械制造、电子等行业的清洗领域占据主导地位。但它既是破坏地球表面臭氧层的元凶, 又是造成环境污染的源头。出于对保护臭氧层这一人类面临的性环境问题的急迫感,决定在2005 年全面禁止使用ODS 类清洗技术。随之, 寻求各种替代ODS 清洗工艺的研究和开发成为世界各国关注的热点, 而超声波清洗技术采用非ODS 水基溶剂, 可有效地降低污染, 减少有毒溶剂对人类的损害, 是绿色环保的清洗技术。超声波清洗机理超声波是指频率高于20 kHz 的声波, 与普通声波相比, 它波长很短, 频率很高。

超声波具有如下特征:

1)可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播;

2)可传递很强的能量;

3)会发生反射、干涉、叠加和共振现象;

4)在液体介质中传播时, 可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。

超声波清洗技术在机械制造业中应用；

在机械制造过程中, 工件在油漆、电镀、热处理、防锈、装配前, 以及装配过程中都需要清洗, 清洗是多种工艺过程中反复进行的一项工序, 清洗质量直接关系到机械产品的加工性能以及产品的整体性能。传统的清洗方法有人工刷洗、在含有ODS 的溶剂浸洗、电解清洗、喷淋清洗、高压喷洗、气相清洗等, 存在工人劳动强度大、清洗质量不稳定、效率较低等缺点。超声波清洗作为一种先进、、绿色非ODS 的现代清洗技术, 在机械行业正越来越得到广泛的应用。

1)除油脂　包括乳化油、润滑油、防锈油等各种油脂。工件在防锈封存前、电镀前和涂装前都必须进行除油清洗, 超声波清洗的关键是选用含针对性的表面活性剂和乳化剂的清洗液。

2)除锈及氧化皮　钢铁零件在轧制或热处理后, 表面会生成一层5 ～ 10 μm 的氧化铁, 超声波清洗可以用弱酸代替强酸、强碱, 减少了公害, 避免了氢脆。作为镀膜前处理工艺, 提高了镀膜质量。

3)除污垢　除污垢清洗主要有:

(1)除积碳:积碳是燃油和机油在高温缺氧条件下燃烧生成的硬质碳化物, 与金属表面吸附, 分子间结合强度极大, 用一般方法很难去除, 还可能损坏了活塞表面的光洁度。改用超声波清洗, 清除*, 不损坏工件表面质量, 而且效率高。

(2)油腻和油泥:工件被机油污染, 再落入尘土,形成油腻附着力很强;油泥是机油、焦油、含氧酸、碳化物、灰及水的混合物, 结合强度可达10 ～ 15 kPa ,用超声波清洗非常*。

(3)涂镀前的清洗:电镀和喷漆前的清洗效果直接影响涂镀质量的好坏。除蜡和抛光膏清洗一直是困扰电镀业的难题, 用超声波清洗则会解决这一难题。作为镀膜前处理工艺, 提高了镀膜质量 。

超声波清洗技术已广泛应用于机械零部件的清洗(特别是精密零部件)、工件表面处理(如除锈、除油、磷化、钝化等)、镀前处理等领域, 是清洗轴承、油泵、油嘴、液压元件、钟表零件、五金工具、汽车部件等的良好方法。随着技术的进步, 超声波清洗应用正日益扩大, 除机械及相关行业外, 目前, 已应用于电子、医疗卫生、工艺美术、医药及家庭等领域。超声波清洗的发展趋势是清洗装置的大型化, 主要因为清洗物件在增大, 超声电源功率在提高, 一方面从原先的数百瓦到目前的数十千瓦, 甚至更高;另一方面, 由多台中小功率的超声电源组合使用代替大功率超声电源。此外, 超声波清洗的另一发展趋势是超声清洗装置的自动化, 超声波清洗多为多步清洗,从清洗到烘干, 采用现代控制技术, 实现超声波清洗生产线的自动化。