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      如何做好緊固件清洗過程

      時間:2015-08-27來源:admin

        清洗是指清除緊固件表面的液體和固體污染物,使緊固件表面達到一定的潔凈度,清洗是緊固件生產過程中不可忽視的中間工序。緊固件表面的污染物直接進入熱處理爐內或在車間流轉、揮發或燃燒,容易造成環境污染。清洗屬于清潔生產范疇。清洗過程是清洗介質、污染物及緊固件表面三者之間的相互作用,是一種復雜的物理與化學作用的過程。

        1、清洗方式和方法

        1.1 清洗種類

        緊固件行業的清洗環節主要有兩個:一個是熱處理前的清洗,主要是清洗前道工序殘留的冷卻油、冷卻液及防銹液等附著物;二是熱處理后清洗,主要是清洗淬火后的殘留淬火油。按照清洗方法和原理可分為:物理清洗、化學清洗等。

        ①物理清洗 物理清洗是指借助各種機械外力和能量使污垢粉碎、分解并剝離物體表面,從而達到清洗效果。常用的方法有噴淋、高壓水射流、攪動、超聲波清洗等。

        ②化學清洗 化學清洗是指采用一種或幾種化學藥劑或其它水溶液,借助清洗劑對物體表面污染物進行化學轉化、溶解、剝離并達到清洗效果。常用清洗方法有堿水清洗、溶劑清洗等。

        1.2 常用的清洗方式

        ①浸漬清洗。在清洗槽內加入清洗液,將被清洗的緊固件浸漬其中的清洗方式。由于僅靠清洗液的化學作用清洗,所以洗滌能力弱,需要長時間。

        ②噴氣清洗。在清洗槽中安裝噴氣噴管,用氣體將清洗液噴射到被清洗的緊固件表面上的清洗方式,壓力大于2MPa。

        ③噴流清洗。從槽的側面將清洗液在液相中噴出,靠清洗液的攪拌力(物理作用)促進洗滌。洗滌能力比浸漬清洗強。

        ④噴淋清洗。在清洗槽內安裝噴淋裝置,將清洗液噴射到被清洗的緊固件表面,清洗壓力小于0.2MPa。

        ⑤減壓清洗。在清洗槽內產生負壓,由于減壓,洗滌劑能較好地滲透到被清洗的緊固件的縫隙之間。若和超聲波配合,清洗效果大大增強。

        ⑥噴霧清洗。在清洗槽內安裝噴霧管,在氣相中將洗滌劑噴附到被清洗緊固件表面上的清洗方式。壓力一般為0.2~2MPa。

        1.3 殘油的清洗方法

        殘油的清洗主要是針對冷鐓加工或切削加工時緊固件表面附著的冷卻油、熱處理油中淬火后緊固件表面殘油的清洗。

        ①堿水清洗法

         簡單的堿水清洗是直接加熱或間接加熱式的清洗槽,清洗液是3%~10%的N2CO3或NaOH水溶液。

        對滲碳或碳氮共滲的自攻螺釘,回火前的中間清洗多用加熱到50~70℃的5%~10%的碳酸鈉溶液。連接式網帶爐即屬于此類。緊固件清洗一般采用噴淋和浸入雙重方式,若用熱水沖洗效果更好, 后利用高壓氣流進行干燥。

        堿水清洗方法 主要缺點是清洗效果不太好,尤其是緊固件的盲孔和凹槽部易有污斑和殘留物。對于堿水清洗產生的廢水必須進行中和處理,并回收廢油,達到相關環保要求方可排放。

        ②金屬清洗劑清洗方法

        為克服堿水清洗方法的缺點,提高清洗效果,目前可采用專用金屬清洗劑,將清洗劑在40~70℃的水中稀釋成1%~3%溶液,將緊固件在溶液中浸泡15~20min,然后用熱水漂洗, 后用脫水機進行脫水處理。可加 入清洗機內使用。

        金屬清洗劑清洗方法缺點是價格貴,并有難聞的氣味,對緊固件有一定的腐蝕作用,廢水污染環境,因此,必須對廢水進行處理,并回收廢油。

        ③有機溶劑清洗方法

        采用三氯乙烷、三氯乙烯等有機溶劑清洗,清洗效果佳。在常壓下以浸泡或噴淋方式清洗淬火緊固件時,有機溶劑的揮發和飛濺污染環境。為此,應用密閉減壓溶劑真空清洗法的全套裝置,利用真空泵把空氣排出,緊固件在沒有空氣情況下和高密度的溶劑蒸汽接觸,進一步提高清洗效果,并靠真空蒸溜回收溶劑和油。回收后的油中溶劑含量由20%降至4%以下,低于三氯乙烯環境衛生規定的50ppm。

        ④燃燒脫脂法

        冷鐓或機加工的緊固件在進入熱處理工序之前,需要清洗掉表面的油類。為此,可把緊固件在脫脂爐內加熱至350℃~400℃使油份汽化或燃燒,以達到緊固件去油的目的或表面除磷的效果。

        燃燒脫脂法僅適用于熱處理前的清洗,也能清洗冷卻油、防銹液等輕質、低粘度及低沸點油類。高粘度、高沸點的重質淬火油燃燒后會有大量殘留物和碳黑附著在緊固件表面,達不到清洗目的。

        2、清洗技術簡述

        對于要求表面高度清潔的緊固件如航空螺栓、汽車發動機連桿螺栓等,目前采用真空或超聲波等 清洗技術,以代替常用的對大氣臭氧層具有破壞作用的含氯烴類物質作為溶劑的清洗方法,可以實現高效環保清洗。

        2.1 真空溶劑清洗技術

        真空溶劑清洗由于采用碳氫化合物溶劑作為清洗劑,對淬火油、冷卻油及防銹液等具有很強的溶解能力,采用真空溶劑清洗機,在真空狀態下,對緊固件進行預洗噴淋、蒸汽噴淋、循環噴淋及真空干燥等清洗流程,具有高效、穩定的清洗能力和 的清洗效果、節能環保。

        2.1.1 真空水基清洗技術

        水系真空清洗是利用淬火油、冷卻油等揮發性液體減壓后沸點下降,和油、水、水蒸汽等一起加熱,其沸點也下降的原理進行清洗。由于是(真空)減壓清洗,對杯狀或盲孔狀異型緊固件清洗效果好,并能夠實施真空干燥(脫脂),且清洗溫度較高,對滲碳淬火后需進行低溫、中溫回火的螺釘可實現清洗、、回火一并完成。省略了回火工序,節省了能源,達到了節能和環保的要求。工藝流程及效果:

        ①清洗工藝流程 裝入緊固件(約1min)→抽真空(約3min)→預洗噴淋(約1min)→快速蒸汽清洗(約8min)→循環噴淋(約5min)→真空干燥(約7min)→取出緊固件(約2min),整個過程約35min。 ②清洗效果 通過在真空狀態下使用碳氫化合物溶劑和溶劑蒸汽對緊固件進行有效清洗,然后真空負壓干燥緊固件。同時再生裝置在真空負壓狀態下對溶劑進行蒸餾,并冷凝回收純凈溶劑。分離出的廢液收集后單獨排放,不但可以獲得優質的清洗效果,且環保。

        2.1.2 真空水基清洗過程

        ①前清洗 緊固件被送入真空清洗機前室后,采用微噴射和空氣泡洗凈技術。首先用不含清洗液的溫水進行噴淋粗清洗。然后,用將緊固件入槽浸泡。此時,從底部噴出的空氣泡與從側面出來的噴流相結合,即使不加清洗劑,大部分的油污被清洗干凈,與單一浸泡清洗方式相比也能獲得滿意效果。

        ②真空清洗 在前室清洗后,把緊固件送往真空室,通過真空減壓將殘存的油和水蒸發。運用真空水蒸汽餾和真空共沸蒸餾原理,解決水類清洗洗凈能力差的缺點/

        ③真空干燥 真空清洗后,緊固件上僅有殘存的水,已經沒有殘油。為防止水對緊固件的銹蝕,應進行快速干燥。而真空干燥是快速干燥 有效手段。

        2.2 超聲波清洗技術

        超聲波清洗技術是利用超聲波的空化效應、加速度效應、聲流效應,能增強液體和緊固件表面的各種物理作用和化學反應,可降低溶液中化學介質的相對量,或以污染小的弱介質代替污染大的介質,因而超聲波技術是一種有應用價值的高效環保表面清洗技術。

        2.2.1 超聲波清洗技術

        超聲波清洗是把每分鐘高達幾十(20~33)KHz的超聲波交變信號,通過換能器(超聲波發生器,將電能轉換成機械能)轉化成上下運動的振動波,并通過清洗機槽底部或側面,甚至上面作用于清洗液中。在清洗液中產生數以萬個微電子小氣泡,這些氣泡在超聲波不停的作用下,會不斷產生,又不斷地閉合。在閉合時,會在液體間相互碰撞而產生上千個大氣壓力的沖擊波(這就是超聲“空化”效應),從而破壞不溶性污物,使它們分散于清洗液中。當團體粒子被油污裹著而粘附在清洗緊固件上時。污油被乳化,固體粒子脫離,從而達到表面凈化的目的。

        2.2.2 超聲波清洗工藝參數

        ①清洗介質:超聲波清洗介質一般采用化學溶劑和水基清洗劑,液體清洗劑一般由表面活化劑、贅合劑及其他助劑等組成。清洗介質的化學作用可加速超聲波清洗效果,超聲波清洗是物理作用,兩種作用相結合,可達到充分、徹底的清洗。②功率密度:超聲波的功率密度越高,空化效果越強,速度越快,清洗效果越好。③超聲波頻率:超聲波頻率越低,在液體中的空化越容易,適合于精密的緊固件清洗。④清洗溫度:一般來說,超聲波在30~40℃時的空化效果 好,溫度越高,清洗劑作用越顯著。通常超聲波清洗時,采用40~60℃的工作溫度。⑤超聲波清洗工藝流程:超聲波清洗→超聲波漂洗→噴淋漂洗→烘干等工序。

        2.2.3 超聲波清洗技術的應用

        超聲波清洗技術是一種高效、環保表面清洗技術。目前應用已相當成熟、廣泛,國外已超過80%的相關企業采用此技術。同其它清洗方式相比,超聲波清洗顯示了巨大的優越性,用超聲波清洗逐漸取代傳統的清洗工藝,很容易將復雜外形的緊固件清洗干凈。對一般除油、防銹等工藝過程,在超聲波作用下只需二三分鐘即可完成,速度比傳統方法提高幾倍,甚至幾十倍。對航空緊固件、汽車發動機連桿螺栓及摩托車發動機螺栓等,采用超聲波清洗清潔度完全達到標準,可獲得良好效果且節省溶劑、熱能、工作場地和人工等。

        3、清洗劑的種類

        可根據緊固件污物的種類及采用的清洗工藝(如噴射、浸洗、超聲波等)選擇合適的清洗劑。常用清洗劑有水溶性清洗劑、有機溶劑清洗劑及碳氫類清洗劑等。

        3.1 水溶性清洗劑

        ①堿性清洗劑 這是一種 廣泛的清洗劑。由增潔劑和表面活性劑的堿土金屬鹽混合配置而成。能夠除去可溶性油脂、切削冷卻液及帶腐蝕性污物,其價格相對低廉。

        ②合成清洗劑 合成清洗劑是一種含胺基物質的有機堿性清洗劑。可用于清除緊固件表面的淬火油和聚合物溶液。

        3.2 高效環保清洗劑

        ①水基清洗劑點 采用水基清洗劑,具有較強的去油污能力,洗滌性能好,能夠代替汽油、丙酮、四氯乙烯等有機溶劑。該系列清洗劑無毒,且即有一定的防銹能力。如常溫除油水基清洗劑。

        ②真空油基清洗劑 利用輕質溶劑油對淬火油、切削冷卻油等重質油污染的溶解能力,進行洗凈。利用負壓(6.6×102pa)和150℃以下低溫進行干燥。該方法完全可以達到三氯乙烷等有機溶劑的清洗效果。其清洗介質經回收后,反復使用,沒有廢水廢液排放。因清洗、干燥的全部過程是在負壓下進行,沒有空氣接觸,因此,運行安全可靠。

        ③碳氫化合物溶劑 碳氫化合物溶劑清洗劑具有良好的洗凈能力及環保性能,克服了常規清洗的缺點。碳氫化合物溶劑的溶劑類型為第四類第3石油類碳氫化合物。它與油污的滲透性能力強,洗滌效果好,無毒性,無氣味,可再生利用。對環境沒有影響,是一種高效環保的清洗劑。

        如強力型碳氫清洗劑,適用于熱處理前、后的清洗,對冷卻油、淬火油、回火油具有強勁的清洗力,保證清洗質量。強力型碳氫清洗劑的安全性能高,回收性能好,能反復使用,能實現零排放,對環境無污染,無廢水處理之憂。主要用于滲碳淬火的多用爐、網帶爐或真空超聲波清洗機。

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