6.13. Ультразвуковая мойка и очистка
В электронике, приборостроении, радиотехнике, оптике, точном машиностроении, медицине и фармакологии большой удельный вес занимает производство мелких и средних деталей, работа с лабораторными посудой и инструментом, в технологию изготовления и обработки которых включены операции очистки.
Основные преимущества ультразвуковой мойки и очистки перед всеми известными методами удаления загрязнений следующие: быстрота и высокое качество очистки, механизация трудоёмких ручных операций, исключение дорогостоящих токсичных и взрывоопасных растворителей и замена их более приемлемыми щелочными растворами, обработка изделий сложной конфигурации, возможность в ряде случаев удалять загрязнения, не поддающиеся удалению другими методами.
Оптимальная интенсивность ультразвуковых колебаний, используемых при очистке, составляет 3....5 Вт/см2 для водных растворов и 1....3 Вт/см2 для органических растворителей [69].
Действие ультразвука в основном сказывается на ускорении процесса растворения загрязнений в растворителях, доставке свежих порций растворителя к загрязнённым поверхностям и удалении отделившихся частиц загрязнений из зоны очистки.
В таблице 6. 9. даны составы водных моющих растворов и режимы ультразвуковой очистки в зависимости от видов загрязнений и материала очищаемых изделий.
Таблица 6.9
Состав водных моющих растворов и режимы ультразвуковой
очистки в зависимости от материала изделий.
|
Компонент |
Содержание, г/см3 |
Температура, град. С |
Материал очищаемых деталей |
Загрязнения |
|
Едкий натр Сода кальционарованная Жидкое стекло Нитрит натрия Неионогенное ПАВ |
20-30 10-20
20 5-10 0,5-1,5 |
60-80 |
Сталь |
Жир, консервирующие смазки |
|
Тринатрийфосфат Неионогенное ПАВ Сульфанол |
20-35 3
0,5-1,5 |
55-80 |
Сталь, медные сплавы, никель |
Полировочные пасты, консервирующие и волочильные смазки, минеральные масла |
|
Кальцинированная сода Жидкое стекло Неионогенное ПАВ |
15-20 8-10
3 |
55-80 |
То же |
То же |
|
Жидкое стекло Тринатрийфосфат Неионогенное ПАВ Сульфанол |
5-10 10-30 3 0,5-1,5 |
55-80 |
Сталь, медные сплавы, алюминий |
Масла, жиры, густые смазки и полировочные пасты |
|
Дистиллированная вода |
45-55 |
Полимерные пленки |
Механические загрязнения, пыль |
|
|
Тринатрийфосфат Неионогенное ПАВ Сульфанол |
30 3 1 |
60-70 |
Сталь |
Прокатные смазки, закаты, плены, конгломерированные загрязнения |
|
Жидкое стекло НеионогенноеПАВ |
5 |
55-80 |
Алюминий, латунь |
Полировочные пасты, сульфафрезол, эмульсол, стружка, масла, эмульсии олеиновой кислоты, флюсы. |
|
Тринатрийфосфат или кальционированная сода |
3-5 5-10 |
85-95 |
Кремний, германий |
Пицеиновый клей |
|
Деионизированная вода |
60-80 |
Кремний |
Удаление абразив- ной суспензии |
|
|
Тринатрийфосфат Неионогенное ПАВ Сульфанол 25% -ный раствор аммиака в воде
|
10 3 1 5 |
60-70 |
Пластмассы Золото, драгоценные камни |
Пемза с веретенным маслом, полировочные пасты |
В таблице 6.10. приводится классификация органических растворителей, применяемых при ультразвуковой очистке.
При выборе конкретных технологических режимов и приемов очистки и вспомогательных операций следует учитывать особенности конструкции, материала очищаемых поверхностей, виды загрязнений.
Из вспомогательных операций, как предшествующих ультразвуковой очистке, так и последующих за ней, следует отметить следующие:
- предварительное замачивание, которое приводит к ослаблению связей между отдельными частицами загрязнений. Однако, замечено [69], что изделия, выдержанные после замачивания на воздухе более 30 минут, очищаются значительно хуже изделий, вообще не подвергавшихся замачиванию.
- предварительный разогрев, который способствует размягчению загрязнений и их текучести. Особенно эффективен при очистке изделий большой массы.
- дополнительные операции очистки, применяемые как до, так и после ультразвуковой очистки, но обычно для удаления остатков моющих веществ и растворителей.
Таблица 6.10.
Органические растворители, применяемые
при ультразвуковой очистке
|
Растворитель |
Взрывамость смесей |
Предельная концентрация, г/м3 |
Температура, град. С |
Материал очищаемых деталей |
Удаляемые загрязнения |
Недостатки растворителя |
|
Трихлорэтилен |
Не взрывается |
0,01 |
5-70 |
Все металлы, кроме алюминия |
Мин. масла, парафинсмлы, каучук, пасты |
Разлагается в воде и при перегреве, токсичен |
|
Четыреххлористый углерод |
Не взрывается |
0,02 |
5-70 |
Сталь |
Мин. масла, парафинсмлы, пасты |
Разлагается, токсичен |
|
Фреон-113 |
Не взрывается |
0,8 |
5-70 |
Все металлы |
То же |
Высокая стоимость |
В ряде случаев, особенно при очистке массивных изделий или изделий сложной формы, целесообразно производить перемещение рабочего инструмента колебательной системы относительно изделия, либо вводить рабочий инструмент непосредственно в полости изделия.
Распространённым приёмом, снижающим энергоёмкость ультразвуковой очистки, является облучение отраженной волной. Для этого используется полуволновой слой моющей жидкости в стакане миксера при его использовании или полуволновой слой над очищаемым объектом.
При очистке изделий с полостями, сообщающимися с атмосферой узкими каналами, целесообразно в процессе очистки периодически извлекать изделия из ванны для вытекания из полостей технологической жидкости.
После проведения ультразвуковой очистки следует провести операции промывки и, если необходимо, пассивирования и сушки.
