1.超声波清洗
超声波是指频率高于16kHz的高频声波,常用频率范围为16~24kHz。超声波清洗以纵波推动清洗液,使液体产生无数微小的真空泡,当气泡受压爆破时,产生强大的冲击波对油污进行冲刷,以及由于气蚀引起的激烈的局部搅拌。同时,超声波反射引起的声压对液体也有搅拌作用。此外,超声波在液体中还具有加速溶解和乳化作用等。因此,对于采用常规清洗法难以达到清洗要求,以及形状比较复杂或隐蔽细缝的零件的清洗,效果会更好。
超声波清洗效果取决于清洗液的类型、清洗方式、清洗温度与时间、超声波频率、功率密度、清洗件的数量与复杂程度等条件。超声波清洗用的液体有有机溶剂、碱液、水剂清洗液等。最常用的超声波清洗脱脂装置主要由超声波换能器、清洗槽及发生器三部分构成,此外还有清洗液循环、过滤、加热及运输装置等。超声波清洗是一种新的清洗方法,操作简单,清洗速度快,质量好,所以被广泛应用。图3-3所示为超声波清洗机。
图3-3 超声波清洗机
2.真空脱脂清洗
真空脱脂清洗是少无污染的新型清洗技术,采用的清洗剂是碳化氢系清洗剂,它对人体影响小,刺激性低,无臭。清洗效果达到三乙醇胺同等的清洗度,比碱液好,清洗剂又能回收与再生。真空脱脂清洗装置无公害,是封闭系统,而且安全系数高,生产率高,材料能自动装卸,操作方便。真空脱脂技术,不管是无清洗还是有液体清洗,其今后的应用必将更加广阔。
飞机等重要大型构件涂(镀)层,在进行表面无损检测,寻找疲劳裂纹和硬性损伤时,首先要进行表面退掉涂料涂层处理(退漆)。传统的方法是用化学剂剥离或用砂轮手工打磨,但这两种方法都有缺点,如化学剥离法对金属基体存在腐蚀与损伤;用砂轮打磨易损伤基体,且退涂料涂层的效率很低。最近发展了喷塑料丸退漆新工艺,效果较好。
喷塑料丸退漆是将颗粒状塑料,在压缩空气的作用下,通过喷枪高速喷射到工件表面,在塑料丸较锋利的棱角切割和冲撞击打双重作用下,使漆层表面发生割裂和剥离,从而达到高效退漆的目的。
喷塑料丸退漆的主要优点是:由于塑料丸的硬度比漆层高,比基体或镀层与阳极化表面层硬度低,因此喷塑料丸退漆时既不会损伤基体,又不会对镀层等造成损伤,同时又为新漆层提供了清洁表面,有利于提高漆层结合力。塑料丸可回收循环使用,且易于与剥离下来的漆层分离。
4.空气火焰超声速喷砂、喷丸
超声速喷砂粗化是利用压缩空气作动力,将硬质砂粒高速喷射到基体表面,通过砂粒对表面的机械冲刷作用而使表面粗化。超声速喷砂速度为300~600m/s,喷砂的效率是通常喷砂的3~5倍以上,因此广泛应用于大型结构件的表面预处理,如桥梁、船舶、锅炉、输出管道等表面涂覆前的表面清理。此外,由于喷砂速度快、表面粗化效果好,常用于对喷涂效果要求高的零件或大型设备喷涂前的表面粗化,以及设备表面受各种自然污染较重(如油漆、水泥、有机与无机积垢)的表面清理。
粗化处理在涂层制备工艺(如热喷涂、涂装及粘涂工艺)中,能增加涂层与基体的“锚钩”效应,减少涂层的收缩应力,从而提高涂层与基体的结合强度。喷砂所用的砂粒,要求硬度高、密度大、抗破碎性好、含尘量低,其粒度大小按所需的表面粗糙度而定。常用的砂粒有刚玉砂(氧化铝)、硅砂、碳化硅、金刚砂等。超声速表面喷丸是将大量超声速运动的弹丸喷射到工件表面,使其表面产生一定的塑性变形,从而获得一定厚度的强化层的工艺过程。
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