关于锻件表面清洗的原则和方法


       一、表面清洗的基本原则


       1.批量小的物品清洗,可以手工刷洗或擦洗。但数量多、批量大的锻件产品,则宜采用机械化、自动化设备清洗。

       2.工件表面如有切屑、废料或灰尘等,清洗时需要以冲刷、抖动等机械力作为辅助清洗。对于清洗质量要求特別高的锻件,可选用超声波清洗。

       3.形状复杂的锻件,通常会有缝隙、沟槽、孔和洞等结构,这些部位容易积聚清洗液,也不易排空,此时最好选用溶剂清洗。

       4.为了提高清洗效果,可采用水剂加温清洗或加压喷洗。

       5.对于高精度或清洁度要求高的锻件,不允许在其表面残留清洗液,这时可选用溶剂或蒸汽清洗。


锻件


       二、表面清洗的几种方法


       1.高压水清洗法

       对于小批量或大型机械锻件,可以利用高压水喷射进行清洗。在清洗过程中,锻件应进行旋转,以使高压水流从多个角度对锻件进行喷射,此时高速、高压的水流会使锻件表面的油膜发生撕裂,油膜的表面张力减弱,形成油珠,然后随若水流脱离锻件的表面,以达到清洗的目的。

       高压水清洗设备的特点是:结构简单,投资少。但对于大批量、小型锻件,特别是杯状及不通孔锻件的内部清洗比较困难。另外,这种清洗方法需要消耗大量的自来水,如果没有专门的油水分离装置,水资源浪费严重。


       2.碱水清洗法

       最简单的碱水清洗设备,是直接加热或间接加热式的清洗槽,碱性清洗液主要是指质量分数为3%~10%的碳酸钠或氢氧化钠水溶液。清洗量大时,可使用周期式作业清洗机。在热处理自动化生产线上,为了缩短清洗时间、提高清洗效果,也可利用自沸清洗机,即利用热处理锻件的余热使碱水溶液沸腾,这种清洗机由自沸腾室和温水喷雾室组成。在喷雾室内,锻件可以进行旋转,以求进一步提高清洗效果。

       碱水清洗方法最主要的缺点是清洗效果不太好,尤其是容易在锻件的不通孔和凹陷部位留有残液,在清洗添加了各种活性剂或增效剂的高粘度淬火油时,容易留有污斑或残留物。另外,碱性清洗液的体积分数难以控制,清洗量大时清洗液容易失效,清洗液需要频繁更换。在这种情况下,为了减少更换消洗液的次数,常采用多槽清洗的方法。


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       3.温水清洗机清洗法

       温水清洗机不使用清洗剂,直接使用温水对锻件进行清洗,其清洗效果优于碱液清洗法。清洗时,置于升降机上的锻件首先处于上升状态,由侧璧及顶上的喷嘴进行喷淋,完成粗清洗。然后升降机下降对锻件进行浸泡和上下摇晃,此时从底部发出的空气泡与同时从侧面进入的喷流一起形成组合清洗,洗净能力可大大提高。


       4.金属清洗剂清洗法

       为了克服碱水清洗法的缺点,提高清洗效果,我国有关部门研制了不少类型的金属清洗剂。如LXI系列金属清洗剂,可满足中、轻质油常温或低温清洗的要求,脱脂能力强。使用时,先将清洗剂在40~80℃的水中稀释成体积分数为1%-3%的溶液,然后将被清洗的工件放在溶液中浸泡15-20min,再用热水进行漂洗,最后用脱水油进行脱水。在清洗过程中,若使用一定的机械力,清洗速度会更快,清洗效果会更好。

       金属清洗剂的清洗效果较碱水有所提高,但价格昂贵,并伴有难闻的气味,也不适合用于高粘度、高沸点的重质淬火油的清洗。大量使用时,废水排放为环保所不允许,浸泡时间过长对部分锻件还有腐蚀作用。为此,金属清洗剂在热处理行业对油的清洗中使用非常有限。


       5.有机溶剂清洗法

       使用三氯乙烷、三氯乙烯等有机溶剂进行清洗,与众多清洗方法相比,其清洗效果是最佳的。这种清洗方法虽然效果极佳,但在清洗过程中,有机溶剂极易发生挥发和飞溅。挥发、飞溅的有机溶剂有时会占总消费量的70%,挥发进入大气的溶剂蒸汽会污染环境。所以,作为过渡办法,有的热处理生产企业常采用密闭型减压溶剂清洗法。

       密闭型减压溶剂清洗法的全套装置是一个密封系统:锻件进入清洗槽后,起动真空泵把槽内空气排出,并同时供应有机溶剂,由于溶剂能在锻件狭窄的缝隙或不通孔深处与油直接接触,所以能提高清洗效果。在溶剂蒸汽清洗时,锻件在几乎没有空气的情况下与高密度的溶剂蒸气均匀接触,清洗效果会进一步提高。

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       另外,由于是密闭系统,溶剂的用量能降至敞开型常压淸洗方法的十分之一,密闭减压清洗装置是靠真空蒸馏回收溶剂和油的,回收后油中溶剂的质量分数(含量)可由20%降至4%以下。


       6.燃烧脱脂法

       锻件在进入热处理工序之前,往往需要清洗掉其表面的轻质油类,这时可以把锻件直接加热至450~500℃,使轻质油汽化或燃烧,以达到锻件去油之目的,这种方法叫燃烧脱脂或叫汽化洗涤脱脂。这种方法还兼有对锻件的预热作用,因而可提高热处理工效。

       不过,这种方法的燃烧脱脂仅适用于热处理前的清洗,也仅能清洗切削油、防锈油等轻质、低粘度或低沸点油类,对于高粘度、高沸点的重质淬火油,燃烧后会有大量残留物和炭黑附着,反而达不到清洗的要求。



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