考虑因素

选择最佳的清洗过程就象拼凑七巧板, 各人的组合方法是不同的. 在寻求最佳的清洗过程中, 必须考虑几个基本因素, 但依据什麽是你生产最重要的, 可给予各因素以不同的重视.

本技术短文将探讨这些因素, 而在选择清洗过程之前, 应对它们进行评估.在某些情况下, 是采用含水还是采用溶剂清洗设备是已经决定了的. 然后大约只是使化学溶液最适合满足生产要求.

   所有的精细清洗, 不是用含水就是用溶剂基化学溶液完成的. 尽管可以对清洗过程作些调整, 但二种清洗类型没有必要进行互换. 只有当化学溶液与特定的污垢具有亲和力, 清洗工作才能最高效完成. 如果不是这样, 那么即使施加超声, (在减少化学溶液的浓度, 温度和清洗时间的情况下, 超声通常能增加清洗效果), 也不能达到充分清洗.

最佳清洗过程应平衡技术, 经济和环境保护各因素.

选择清洗处理方法:

   含水，半含水或溶剂清洗处理的选择主要受被清洗污垢和金属的类型, 所要求的洁净度, 制造过程和价格方面的影响. 清洗件的尺寸和形状很少影响所用清洗化学溶液的类型, 但会决定清洗方法(例如超声清洗), 和所采用的处理技术.

化学溶液---- 含水, 半含水或溶剂的正确选择, 对获得干净的部件是至关重要的. 尽管化学溶液的基本性能对确定合适的清洗液提供乐指导, 然而却存在着难解的很多问题. 不存在可用于选择正确化学溶液的绝对规则. 但凭通常经验, 含水清洗液最适合清洗氧化物, 盐类和车间灰尘这类无机物污垢;溶液最适合清洗润滑脂、蜡和油这类有机物污垢;半含水清洗液则最适合清洗同时存在上述二种类型的污垢.

被清洗污垢的类型显然会影响化学溶液的选择.污垢类型主要可分为: (a) 金属拉丝润滑剂; (b)油和润滑脂; (c)碎屑和切削冷却液; (d)抛光和膜光剂; (e) 氧化物和锈皮; (f) 焊剂; (g)空气中的灰尘和机械检查的残留物之类的其他各种表面污染物. 当化学溶液与污垢具有特殊亲和力时, 就能完成所要求的清洗.

    还必需考虑金属因素, 例如, 因为铝和镁之类的金属易受某些化学物侵蚀. 还有称之为不锈钢的一些抗腐蚀钢, 对各种酸和碱具有高抗腐蚀能力, 但其抗腐蚀的程度取决于合金元素的成份.

    在整个生产过程中还必需考虑清洗过程的选择. 在清洗之前之后的相应步骤, 如果放入到清洗工位的部件是湿的, 也许必需使用溶液. 碱性溶液或溶剂都能清除磨光剂, 可能适用于清洗金属件. 然而, 如果清洗后接着电镀, 就不应使用溶剂, 原因在于电镀过程中溶剂要排气. 对清洗后要包装的部件, 显然必须先干燥.

在清洗会生锈的钢制件时必须小心. 因为超声的除气作用会排出氧气, 所以在超声槽内这些钢制件有可能不会生锈, 但在连续清水漂洗和干燥的情况下, 就可能会生锈. 可以在漂洗水中加入少量的防锈剂, 或静止不动地浸没, 使钢制件表面留下可防止生锈的薄薄膜层.

溶剂特性

   溶剂清洗是借助液体来分解沾污物, 如有机物和氯化碳氢化合物之类的溶剂. 溶剂一般是按化学成份分类的, 是非离子液体. 它们不具有形成离子的能力, 所以它们的溶液不导电. 对蜡、油、润滑脂和其它各种有机材料, 溶液具有高溶解度的优点. 重要的是溶剂含有稳定剂, 它能提供化学中和的好处, 因而不会破坏铝和镁之类的活跃金属. 在高温下某些溶剂会腐蚀某些塑料元件, 所以应避免采用低沸腾点的溶剂.

半含水清洗液的特性

   半含水清洗液是由水和溶剂的乳化液构成的一种特殊的混合液. 它们是以氯化溶剂的替代物形式出现的, 在电子和冶金工业更是如此. 对松香、焊剂、粘合剂、油、润滑脂和水或溶剂可溶解的污垢, 这些类型的清洗液是有效的.

含水清洗液的特性

   含水溶液的显著特点是它们具有把溶解的分子分裂成称为离子的粒子. 每个分子分裂成一个带正电的离子和一个带负电的离子, 所以这种溶液会导电.

含水清洗液是按PH或清洗液的酸性或碱性程度来分类的. 在0到14的标度上, 7作为中和, 少于7表示增加酸性度, 多于7表示增加碱性度(看图表1).

含水清洗液有表面活化剂, 多螯合剂, 皂化剂, 乳化剂, 螯合剂, 以及各种形式的稳定剂和稀释剂之类的配料组成. 这些配料在物理上是活跃的, 所以可通过减少表面或界面的张力, 通过乳化剂的形成, 和通过难溶解粒子的悬浮来进行清洗工作.

含水化学溶剂      

典型的酸性溶液     典型的碱性溶液

配方:        柠檬酸, 氨水, 壬基苯酚, 烃乙基, 硫脲    配方:        氢氧化钠, 苏打粉, 碱性盐和湿润剂.

PH:   4.5   PH:   13.5

用途:        可清除所有金属的氧化物, 可从铜或铜合金元件清除活性化合物.         用途:        清除碳质污垢、金属鳞屑、锈、油、润滑脂(会侵蚀活性金属)

如果部件上存在着盐类或无机物的残留物, 则含水化学溶液的清洗效果最佳. 只有碱性溶液对锈屑

用. 而水会溶解那些非离子溶液不能溶解的许多无机物, 水不能溶解大部分油脂和有机物. 但因为水的湿润、乳化、皂化或散凝特性, 所以它可以充作能清洗这类污垢的洗涤剂的载体. 水还能充作那些不能溶解的油和微粒的分散介质,但仅能让它们悬浮在其上.

采用水溶液或水基溶液的优点是简便易行, 它们对清洗无机物污垢是非常合适的, 当干燥不成问题的时候更为合适.

结论

   分析清洗问题的化学溶液组成有助于我们懂得, 单独基于某一因素是不能作出决定的. 必需综合考虑各相关因素的复杂性, 它们关联到声清洗方法的效果, 效率和环境影响. 在选择溶剂, 半含水和水基系统之前, 应进行顾及到全部后果的特定清洗问题的逻辑上的完整分析.

实例

下述为工业领域中会遇到的某些典型应用的实例. 它们仔细研究了是选择溶剂还是含水化学溶液的各种依据.

(1)清除金属拉拔的有色润滑剂

所有金属拉拔的有色润滑剂都是难以从金

属部件上清除掉的. 某些变化因素可能会进一步使清洗工作变得复杂化, 例如拉拔力的增加会造成更高的温度, 而这会增强某些润滑剂的粘附力. 而拉拔和清洗工作的间隔时间也是至关重要的因素, 允许润滑剂干燥的时间越长, 清洗工作就会变得越困难.

由洗涤剂和磷酸组成的酸性含水清洗液, 在清洗有色润滑剂方面证明是有效的. 能实现一致的高洁净度的清洗.

采用溶剂的蒸气除油垢方法在清除这类润滑剂方面的效果是有限的. 最初溶剂蒸气通常清除污垢的可溶解部分, 而留下了用其他清洗方法更难清洗的干的有瑟润滑剂.

(2)清除油和润滑脂

采用三氯乙烷的蒸气除油垢是一种清除各种油和润滑脂的有效和广泛使用的方法. 因为溶剂是不断蒸馏和过滤的. 所以可获得一致可重复的清洗效果. 蒸气除油垢非常适用于轴承这类浸油部件, 可从其内部清除出溶剂可溶解的污垢.

经过皂化或乳化, 或二种同时采用, 碱性溶液能经济有效地清除油和润滑脂. 除非采用防腐蚀剂, 否则碱性溶液会侵蚀铝和其他有色金属. 缝隙中存在的碱性溶液结果也许会产生电化锈蚀, 甚至碱性溶液的微量痕迹也会破坏油漆和磷化处理, 因此水漂洗必需十分彻底.

(2)清除抛光和磨光剂

光和磨光剂是难以清除的, 原因在于它们所沉积的污垢是由溶结润滑油, 带有金属屑的冷却皂液, 蜡和其他受金属细末和磨料沾污的载体所组成.

含水乳化清洗液对清除各种磨光剂和抛光剂是有效的.为取得最佳的清除污垢的效果, 必需仔细选择溶液的温度和乳化浓度. 在乳化清洗液清洗后, 接着必需进行彻底的清水漂洗.

就大部分抛光剂的清洗而言, 采用酒精共沸混合物溶剂的蒸气除油垢是有效的. 在磨光和抛光后马上用溶剂清洗, 就能快速清除大部分粗大污垢, 并能容易地清除掉硅藻土和铁丹. 但溶剂不能清除所有类型的抛光剂. 清洗的有效性将大部分取决于抛光剂的成份和合适的有机溶剂的选择.

  使用水溶性清洗剂作为超声波清洗介质需要加热，其实道理很简单，就像洗碗时用热水洗和不用热水洗是一个道理。一般针对油类的污垢时，使用一定温度的液体清洗，肯定是比使用常温液体清洗的效果更好。

其次，清洗温度升高时，对空化的产生有利，但是温度过高气泡中的蒸汽压增大，空化强度会降低。所以温度的选择要考虑对空化强度的影响，也要考虑清洗液的化学清洗作用，每一种清洗液体都有空化属于自身最为活跃的温度范围。超声波清洗机一般都是使用大量清水加入适量清洗剂作为清洗溶液，清水适宜的温度时60摄氏度左右，此时空化最活跃，是污垢分解最为高效的温度区间。所以，通常应用超声波清洗的时候，采用的清洗温度在50℃～60℃之间。

 使用酒精作为超声波清洗介质，因为存在挥发，建议不能使用加热功能。超声波在清洗液体中传播时会引起分子间的剧烈摩擦产生热效应，另外，超声波换能器在工作时会产生高频的振动，槽底接触面也会产生热量。当超声波清洗机工作时间长了之后，槽内的液体温度会随之上升，如使用酒精清洗容易挥发。