金屬的表面清洗技術(shù)

1、金屬的表面清洗技術(shù),主要內(nèi)容,前言,污染物類型及清洗方式,總結(jié),前言,表面清洗是零件制造或維修過程中的重要工序，是零件表面尺寸精度、幾何形狀精度，表面理化性能、力學(xué)性能檢測，表面腐蝕、磨損、疲勞、劃傷情況檢測的前提，也是零件表面處理的前提。 零件表面清洗的質(zhì)量，直接影響零件表面分析、表面檢測、表面加工、表面處理及整機(jī)或部件的裝配質(zhì)量進(jìn)而影響零件與整機(jī)的可靠性和壽命。,表面清洗不干凈的零件，在進(jìn)行表面處理時，很難使涂層與基體結(jié)合牢

2、固；在進(jìn)行裝配時，很容易把灰塵、油污雜質(zhì)帶進(jìn)摩擦副造成“咬合”、“劃傷”等突發(fā)事故或造成機(jī)械的早期過度磨損，影響生產(chǎn)力的發(fā)揮。因此，零件表面清洗質(zhì)量、效率已成為提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵之一。,例如在金屬表面施加涂渡層：,表面缺陷會嚴(yán)重影響涂鍍層的致密性以及與基體的結(jié)合強(qiáng)度，以至于會造成表面處理的失敗。因此進(jìn)行表面處理之前一定要清潔表面。,污染物的類型和屬性,1 塵土：屬于附著強(qiáng)度不大，用壓力水便可沖洗掉的一種普遍

3、的污染物； 2 油垢：屬于粘稠性的老化潤滑油、油渣與其他雜物(如泥沙、鐵屑等)混雜在一塊的一種常見的污染物； 3 腐蝕產(chǎn)物：受氧化作用產(chǎn)生的各種氧化物，如鋼、鐵件表面的銹蝕等； 4 水垢：在貯水容器、輸水管道和散熱器中，由于水中含鈣、鎂等礦物鹽和其他雜質(zhì)，使水接觸表面逐步產(chǎn)生了一種堅硬的沉積物。它也是屬于較難清除的污染物。,表面油垢清洗技術(shù),油脂分為皂化性油脂和非皂化性油脂。前者能與堿發(fā)生皂化反應(yīng)生成可溶于水的肥

4、皂，如 動植物油；后者則不能發(fā)生皂化反應(yīng)，如 礦物油。常用除油的方法有：1、有機(jī)溶劑除油；2、電化學(xué)除油；3、紫外線-臭氧清洗,有機(jī)溶劑除油,基本原理是利用有機(jī)溶劑能溶解皂化性油和非皂性油的特點，將油污除去。 常用的有機(jī)溶劑有煤油、汽油、苯類、酮類等。,電化學(xué)除油,原理：把工件放入電解溶液中，溶液與工件表面油污發(fā)生作用，使其表面張力減小，油膜產(chǎn)生裂紋。在通電的情況下，工件表面由于電解析出的氧氣或氫氣氣泡對油膜起著強(qiáng)烈的機(jī)

5、械撕裂和攪拌作用，使金屬表面的溶液不斷地得到更換，從而加速了電解溶液對油污的皂化作用和乳化作用，使金屬上的油污得到清除。,陰極除油時，陰極表面上進(jìn)行還原反應(yīng)，析出氫氣：,特點：由于氫氣氣泡小，數(shù)量多，乳化作用大，除油速度快，并且不腐蝕零件。但易對工件產(chǎn)生滲氫，造成氫脆。故陰極除油適宜于對強(qiáng)度沒有高要求的鋼鐵工件，或不易產(chǎn)生滲氫的銅、鋁等工件的除油。,陽極除油時，陽極表面上進(jìn)行氧化反應(yīng)，析出氧氣：,特點：由于氧氣泡大而稀，其乳化能力差

6、，除油速度低，掌握不好還容易造成零件腐蝕。但它能除去某些金屬雜質(zhì)、無氫脆。故陽極除油多用于對表面粗糙度要求不高而強(qiáng)度要求較高的金屬工件。,紫外線-臭氧清洗,清洗設(shè)備的核心是低壓石英汞燈，產(chǎn)生254和185nm范圍的紫外線。臭氧和等離子氧氣產(chǎn)生，有機(jī)污染物分子在吸收254nm波長紫外線后被激發(fā)或分解。激發(fā)的有機(jī)污染物可以和氧原子反應(yīng)形成氣體，比如CO2、H2O等。整個過程在室溫發(fā)生，并且很少的時間就能完成。 對象：有機(jī)硅油

7、和油脂，助焊劑等。,表面銹蝕清洗方法,常用的除銹方法有機(jī)械除銹、化學(xué)除銹、電化學(xué)除銹等。 機(jī)械除銹包括手工器具和機(jī)械化工具除銹、噴丸除銹、滾光除銹； 化學(xué)除銹是利用化學(xué)反應(yīng)從工件表面溶解掉一般銹跡、氧化皮及各種腐蝕產(chǎn)物而不影響基體金屬的方法。常用無機(jī)酸和有機(jī)酸作為除銹材料，因而通常又稱為酸洗。 電化學(xué)除銹具有侵蝕能力強(qiáng)，能有效去除金屬表面厚而致密的氧化皮及不良的表層組織，侵蝕速度快等優(yōu)點。,手工器具和機(jī)械化工具除

8、銹,以手持或機(jī)動工具（如砂輪、鋼絲刷、砂布等）對金屬表面進(jìn)行機(jī)械切削作用使銹層除掉。這種方法生產(chǎn)效率低、勞動強(qiáng)度高，但具有工具簡單、操作方法容易的優(yōu)點。,噴丸除銹,它是以高壓流體為動力將石英砂、礦砂、鋼砂及鋼丸等磨料直接噴射到零件表面，利用噴射磨料的沖擊沖刷作用來清除零件表面的氧化皮及污垢等。,滾光除銹,滾光除銹是將零件、磨料、除銹液一起放在滾筒中，隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行磨削，從而使金屬表面銹層除掉的方法。滾光除銹的生產(chǎn)效率較高，除

9、銹質(zhì)量好，常用于大批量的小型兩件除銹。,電化學(xué)除銹,陽極除銹：利用陽極的電化學(xué)溶解和化學(xué)溶解以及氧氣泡析出時對氧化皮的機(jī)械剝離作用進(jìn)行除銹。陰極除銹：利用氫氣的還原作用和氫氣泡析出的機(jī)械剝離作用而除去的氧化皮。,表面水垢清洗技術(shù),發(fā)動機(jī)的冷卻水中還有許多礦物鹽，它們在發(fā)動機(jī)工作過程中逐漸沉積在冷卻系統(tǒng)的孔道及管壁上形成水垢。水垢的導(dǎo)熱系數(shù)為鋼鐵的1/500-1/20，致使發(fā)動機(jī)工作過熱。沉積在水套隔層和管道內(nèi)表面上的水垢難于

10、用機(jī)械方法清除，一般采用化學(xué)方法清除，即利用酸或堿類物質(zhì)與水垢的化學(xué)反應(yīng)，生成新的可溶于水的物質(zhì)，將水垢清除。,用可行鈉溶液或鹽酸溶液可清除碳酸鹽水垢：,對于鹽酸不能溶解硅酸鹽水垢，可以先加入適量的氟化鈉或氟化銨，使硅酸鹽先轉(zhuǎn)化為能溶于鹽酸的硅膠，然后循環(huán)酸洗除去全部水垢。值得注意的是，鹽酸對金屬有很強(qiáng)的腐蝕性，必須在酸溶液中加入一定量的緩蝕劑，以減輕對金屬的腐蝕作用。,激光清洗技術(shù),機(jī)械清洗法、化學(xué)清洗法等傳統(tǒng)的清洗技術(shù)都存在著

11、一些缺點：無法滿足高清潔度清洗要求容易產(chǎn)生環(huán)境污染對亞微米級的污粒清洗無能為力,基于此可以使用較為先進(jìn)的激光清洗技術(shù)！,激光清洗原理,激光束作用：1）在固體表面產(chǎn)生力學(xué)共振現(xiàn)象，使表面污垢層或凝結(jié)物碎裂脫落；2）使表面污垢層受熱膨脹，從而克服基體物質(zhì)對污垢粒子的吸附力而脫離物體表面；3）瞬間使污垢分子蒸發(fā)、氣化或分解。,激光清洗方法,干洗法,采用脈沖直接輻射去污，激光被基體或離子吸收后產(chǎn)生振動，從而使基體和污染物分離