專利名稱：一種機加部件的清洗方法
技術領域：
本發明屬于機加部件清洗技術領域，具體涉及一種機加部件的清洗方法，機械加工后， 機加部件的表面殘留有冷卻液等污物需要進行清洗。
技術背景清洗是機加部件機械加工后必不可少的環節。傳統的清洗方法使用有機溶劑或大量表面 活性劑，清洗產生大量廢液容易對環境造成較嚴重的污染。在20世紀八十年代，美國將超臨 界二氧化碳流體用于機加部件的清洗。由于超臨界二氧化碳清洗不僅可將溫室效應氣體二氧 化碳循環使用，還可避免環境危害較大的有機試劑和表面活性劑的使用，因此美國政府計劃 將超臨界二氧化碳作為新一代的綠色清洗介質在各工業行業進行推廣。目前由于超臨界二氧 化碳清洗設備和運行成本較高，在精細清洗效果上與傳統的化學清洗存在一定差距，推廣工 作進展緩慢。超臨界二氧化碳雖然對機油等有機物和水等無機物具有較好的溶解能力，僅憑 浸泡和流動的方式很難將復雜形狀零部件表面污物清洗干凈，往往還需要用攪拌來強化。為 了降低超臨界二氧化碳清洗成本、提高清洗效率和效果，20世紀末美國聯合多家公司和研究 機構開展了通過磁力攪拌強化超臨界二氧化碳清洗的技術，他們發現在磁力驅動渦輪的攪拌 作用下，在較低壓力下超臨界二氧化碳的清洗效果和效率就能得到不同程度的提高，但效果 有限。超聲波清洗是目前最先進的清洗技術之一，將超聲波引入超臨界二氧化碳，使超臨界 二氧化碳清洗效果和效率大大提高，增加了超臨界二氧化碳清洗技術在工程上的實際應用價 值。發明內容本發明要解決的技術問題是提供一種機加部件的清洗方法。本發明的機加部件的清洗方法，采用超臨界二氧化碳流體作清洗介質，并在清洗過程中 利用超聲波對清洗介質進行攪拌；清洗所用超臨界二氧化碳流體的壓力范圍為8MPa 30MPa， 溫度范圍為40°C 150°C，清洗時間為30min 90min;通過聚能式超聲波換能器引入攪拌用 超聲波。所述的聚能式超聲波換能器為三組，三組換能器之間的空間夾角為120° 。 本發明主要針對機加部件表面殘留的機油、水和冷卻液添加劑等進行清洗。在使用單一的超臨界二氧化碳對部件表面殘留物進行清洗時，效果并不是很理想，在有超聲波輔助時，清洗效果得到了非常顯著地提高。本發明采用超聲波強化的超臨界二氧化碳可以實現機加部件表面冷卻液等殘留物的清 洗，清洗不會產生對環境造成污染的有機清洗廢液，克服了現有普通超臨界二氧化碳清洗效 果不足、清洗效率不高和清洗成本太高不易推廣使用的缺點，通過向超臨界二氧化碳流體清 洗介質中引入超聲波，在超聲波強力攪拌作用下，清洗時間縮短，清洗成本降低，清洗效率 顯著提高，具有較好的市場應用前景。
圖1為被機油污染的機加部件采用本發明的清洗方法清洗和采用常規清洗方法清洗的效 果對比示意2采用本發明和采用常規方法進行潮濕濾紙干燥脫水和機加部件表面殘留的冷卻液添 加劑三乙醇胺清洗的效果對比示意圖具體實施方式
下面通過實例對本發明作進一步的說明。本發明利用超聲波來提高超臨界二氧化碳對機加部件的清洗效果，攪拌用超聲波通過三 組聚能式超聲波換能器引入，三組換能器之間的空間夾角為120° ，每組換能器功率為200 瓦，通過超聲波電源連續可調。 實施例1圖1為被機油污染的機加部件采用本發明的清洗方法清洗和采用常規清洗方法清洗的效 果對比示意圖。圖中清洗的反應條件分別為A IOO'C， 10MPa; B 60°C、 10 MPa; C 25 °C、 10 MPa; D 25°C、 7 MPa。圖中可以看出，在A、 B、 C、 D四種清洗狀態條件下，引入超聲波攪拌后，超臨界二氧化 碳流體對部件表面殘留機油的清洗能力得到了非常顯著的提高，清洗前后樣品重量變化的數 據顯示，超聲波作用下超臨界二氧化碳對樣品表面機油的清洗都很徹底，由稱重數據換算得 到的效率都約為100%。復雜部件帶內螺紋的盲孔中的機油在清洗過程中也能得到了有效地清 除。特別是C、 D兩種條件下，普通的液態二氧化碳(溫度低于二氧化碳的臨界溫度，31. 2'C)， 在靜態浸泡方式下機油的清除率都不足百分之二十，而引入超聲波后，達到了接近100%的清 洗效果。 實施例2圖2為采用本發明和采用常規方法進行潮濕濾紙干燥脫水和機加部件表面殘留的冷卻液添加劑三乙醇胺清洗的效果對比示意圖。圖中清洗的反應條件分別為A 10MPa、 60°C; C lOMPa、 60°C; B 15MPa、 60°C; D 10MPa、 100°C。圖中可以看出，超聲波攪拌使超臨界二 氧化碳對潮濕濾紙吸附水分的脫除干燥能力得到顯著提高，在15MPa、 6(TC條件下，超聲波使 超臨界二氧化碳對水分的清除能力能達到了100%左右。60°C、 10MPa的靜態超臨界二氧化碳對 常用機械加工冷卻液添加劑三乙醇胺基本不具有清洗效果，當引入超聲波對清洗進行攪拌后， 三乙醇胺有57%被二氧化碳從清洗樣品表面清除掉。提高清洗溫度到10(TC，超聲波攪拌使超 臨界二氧化碳對部件表面的三乙醇胺清洗效率達到了100%左右。從上述實施例可以看出，采用本發明的清洗方法對機加部件進行清洗相對于普通超臨界 二氧化碳清洗，超聲波強化可以顯著提高清洗的效果和清洗的效率。此外，通過引入超聲波 后，在確保良好的清洗效果條件下，超臨界二氧化碳流體的工作壓力可以明顯降低。超臨界 流體介質壓力降低可以降低高壓清洗容器的制造成本，有利于在機加工領域推廣應用。
權利要求
1.一種機加部件的清洗方法，其特征是，采用超臨界二氧化碳流體作清洗介質，并在清洗過程中利用超聲波對清洗介質進行攪拌；清洗所用超臨界二氧化碳流體的壓力范圍為8～30MPa，溫度范圍為40～150℃，清洗時間為30～90min；通過聚能式超聲波換能器引入攪拌用超聲波。
2. 根據權利要求1所述的機加部件的清洗方法，其特征是，所述的聚能式超聲波換能器為三 組，三組換能器之間的空間夾角為120°
全文摘要
本發明提供了一種機加部件的清洗方法，它采用超臨界二氧化碳流體介質來代替傳統有機溶劑清洗介質，并在清洗過程應用超聲波對清洗介質進行攪拌以強化清洗效果。本發明所用超臨界二氧化碳流體的壓力范圍為8～30MPa，溫度范圍為40～150℃，清洗時間為30～90min。攪拌用超聲波通過三組聚能式超聲波換能器引入，三組換能器之間的空間夾角為120°，每組換能器功率為200瓦。采用本發明可以實現機加部件表面冷卻液等殘留物的清洗，清洗不會產生對環境造成污染的有機清洗廢液，清洗效率顯著提高。
文檔編號B08B7/00GK101239354SQ200710050629
公開日2008年8月13日 申請日期2007年11月23日 優先權日2007年11月23日
發明者張廣豐, 楊維才, 羅文華 申請人:四川材料與工藝研究所