金属清洗原理
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金属清洗原理
第一节污垢
从清洗对象表面去除的杂质统称污垢,在不同情况下污垢的种类存在很大的差别.
一、按污垢存在的形状分.
1、固体、液体的颗粒,微生物颗粒。
2、覆盖膜状污垢,如油脂和高分子化合物。
3、无定形污垢。
4、溶解状态污垢。
二、按化学组成又分
1、无机物污垢,如氧化物(铁锈)盐类等。
2、有机物污垢,如碳水化合物,蛋白质,油脂及其它有机物。
三、按亲水性,亲油性又分
1、亲水性污垢,如可溶于水的无机物。
2、亲油性污垢,如各种油脂,树脂,矿物油等。
四、混合污垢
如金属表面的混合污垢,指纹等。
第二节金属清洗历史回顾和现状
20世纪30年代,一些发达的欧美工业国家已经用于水基金属清洗剂代替石油类清洗,到了40年代一表面活性剂为主体的水基金属清洗剂已出现。它的发展最初始于某种特殊污垢的清洗,60年代前西德,荷兰等国家相继在表面活性剂的生产技术上有重大突破,进入20世纪80年代,我国以把水基金属清洗列为“六五”期间的重点技术推广,以促进国内水基金属清洗剂的生产和应用而取代汽油,煤油、柴油,从而节约成本。
第三节清洗原理
对于油脂类极性污垢,利用强碱在高温皂化水解的清洗。生成的脂肪酸钠皂可溶于水,并且有表面活性剂的乳化、分散作用。如在碱中加硅酸盐等可增强该清洗剂对油污乳化分
散稳定性,增强除油能力。
金属表面污垢极大部分是非极性的液态轻污垢,这类清洗剂的主要物质是表面活性剂。它的清洗过程是以表面活性剂的表面活性为主导作用,是表面活性剂的润湿作用、乳化作用、分散作用和增溶作用的综合体现。它的这种去污过程分两个阶段。
首先,清洗液借助表面活性剂对金属的润湿、渗透作用,穿过油污层到达金属表面,在那里作定向吸附,并向油污金属界面不断渗入,使油污被从金属表面剥离,这一过程称之为卷离。如果把均匀涂布油膜的金属侵入清洗剂中,首先我们可以看到油膜呈网状撕裂,
进而分裂成细小碎片而脱离金属表面。
在卷离以后,被分裂的细小油污被胶束增溶、乳化及分散进入溶液中。
如果表面活性剂的润湿作用差,金属表面油污的分离就不完全;如果它的乳化、分散作用弱,则污垢将再沉积于表面。如乳化作用适中,经一定时间乳化油污破乳,油污浮于表面,经溢流、过滤将浮油除去,这时表面活性剂消耗少,清洗剂使用期就长。
表面活性剂的复配和碱性物质的共同复配,能产生大大的清洗能力,使用清洗效果达到最佳性能。助洗剂的作用,可作络合剂软化水质,调节PH作用,使油脂皂化而容易除去。提高表面活性剂的渗透,加溶作用,增强洗净性,促进胶束形成,降低临界胶束浓度,延
长使用寿命,另外助洗剂还可以起防绣作用。
第四节清洗方法
超声波清洗
超声波清洗是利用了超声波早液体中的空化作用。在超声波的作用下,液化分子时而受拉,
时而受压,形成一个个微小的空腔,即所谓的“空化泡”。由于空化泡的内外压力相差十分悬殊,特空化泡破裂时,会产生局部液力冲击波,在这种压力作用下,黏附在金属表面的各类污垢会被剥落。与此同时,在超声场的作用下,清洗液的脉动和搅拌加剧,溶解和乳化加速,从而强化了清洗。最常见的超声波清洗是采用槽内浸洗。
一、超声波清洗的主要影响因素
1、超声波频率:超声波频率决定空化泡破裂产生冲击波的强度。超声波清洗的频率一般在20~100K HZ之间。水洗剂时由于空化作用引起的物理洗力对低频有利,一般用15~30KHZ的超声波。对于钟表零件清洗时用40K HZ的频率叫好。
2、超声波的功率密度:声波功率密度对超声波清洗效率影响很大。一般情况下,超声波
的功率密度设在0.5~1W/CM㎡
3、清洗温度:清洗温度的升高对空化作用有利,对于超声波来说,其空穴作用在30~40。C 时最强。但温度升高,会使空化泡冲击力下降,清洗液中产生懂得气泡会折断声波,使超声波减弱。因此,必须保持一定的温度范围,使用水基清洗剂时在较高的温度下清洗效果好,一般场合液温设在50~60°C。
4、零件的位置各其他因素也能影响清洗效果。
二、喷射清洗()
三、电解清洗
电解力是利用电解作用将金属表面的污垢去除的用力。当把要清洗的金属部件与电解池的电极相连放入电解槽中时,金属部件成为电解池的正极或负极。在电解过程中,在金属表面会有细小的氢气或氧气产生,这些细小的气泡有促进污垢从被清洗金属表面剥离下来的作用。
钢铁材料电解脱脂时常用强碱作电解质,并在高浓度下电解。而铜和它的合金一般采用低浓度的碱液。锌和铝等有色金属耐碱腐蚀性差,多用弱碱作电解质。
四、浸泡清洗
将清洗对象放在洗液中浸泡、润湿而洗净的湿式清洗叫浸泡清洗。
五、溶剂蒸气清洗
溶蒸气清洗是指利用有机溶剂蒸气进行清洗的方法。