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論述了機(jī)械加工過(guò)程中的金屬清洗技術(shù)，指出了影響清洗效果的幾大要素：污染物的種類(lèi)和污齡、工件的材質(zhì)和形狀、清洗劑、清洗工藝和設(shè)備等。描述了清洗機(jī)理以及清洗與其它工序的關(guān)系;介紹了安全注意事項(xiàng)和廢液處理方式。
在機(jī)械加工和生產(chǎn)中，金屬部件的油污、塵垢清洗是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。尤其是在近幾年，隨著企業(yè)機(jī)械加工自動(dòng)化、智能化程度的提高，機(jī)械加工中的金屬清洗也已經(jīng)不再是傳統(tǒng)的手工清洗了，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械自動(dòng)高壓噴洗。這種方法的應(yīng)用有效提高了金屬清洗速度和效率，也極大降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。
一、金屬清洗概述
1.概念
金屬清洗主要指的是機(jī)械加工過(guò)程中，工件因?yàn)橛臀邸m垢污染而產(chǎn)生污物，從而通過(guò)物理、化學(xué)以及機(jī)械手段將機(jī)械表面的污物清理干凈的現(xiàn)代化手段。在目前的機(jī)械加工金屬清洗工作中，常見(jiàn)的清洗方法主要是以機(jī)械清洗為主，它的主要目的在于提高產(chǎn)品的外觀性能、整體質(zhì)量、使用壽命和可靠性，以滿(mǎn)足下一工序的正常開(kāi)展。
隨著科技的進(jìn)步，目前我們常說(shuō)的金屬清洗不僅是金屬工件表面污物的清除，同時(shí)還包含對(duì)加工機(jī)械表面的液體、固體污染物的清理，這也是機(jī)械加工當(dāng)中不可忽略的環(huán)節(jié)。
2.金屬清洗作用
金屬清洗主要是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)、相同條件下，能在滿(mǎn)足下道工序加工要求的基礎(chǔ)上，采用機(jī)械、人工、物理、化學(xué)等方式清除掉機(jī)床和金屬工件表面的各種污物。其中我們常見(jiàn)的金屬表面污物包含油污、塵垢、碎屑等。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的工作分析，金屬清洗的主要作用在于保證產(chǎn)品的外表美觀性、提高金屬產(chǎn)品的使用性能和可靠性，讓金屬產(chǎn)品在下一工序快速進(jìn)行。
二、金屬清洗對(duì)象
隨著我國(guó)制造業(yè)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)金屬清洗技術(shù)要求越來(lái)越高，清洗量也不斷增大。在這種背景下，我們必須要全面考慮金屬清洗對(duì)象，有目的的進(jìn)行清洗，從而達(dá)到提高清洗效果的研究目的。在目前的金屬清洗工作中，主要的清洗對(duì)象包含污垢和工件兩個(gè)方面。
1.污垢
污垢主要指的是金屬工件在加工完成或者新買(mǎi)的工件表面存在一定的污染物質(zhì)，這些物質(zhì)在機(jī)械加工的過(guò)程中主要表現(xiàn)出以下幾種特性。
2.水溶性污垢
在機(jī)械加工的過(guò)程中，工件表面必然會(huì)發(fā)生變化，這個(gè)時(shí)候受到高溫的影響極容易在金屬表面粘附上粉塵、碎屑等雜物，同時(shí)金屬加工蒸發(fā)的無(wú)機(jī)鹽、高分子聚合物也會(huì)通過(guò)水溶的形式粘附在金屬表面，形成污垢。
3.可皂化油性無(wú)垢
這種污垢主要是因?yàn)榻饘僭诩庸さ倪^(guò)程中選擇了不同種類(lèi)的潤(rùn)滑材料，且這些材料含有豐富的植物油脂或者化學(xué)油脂。在這類(lèi)金屬工件加工的時(shí)候，由于油脂是由脂肪酸和甘油形成的，它能在高溫條件下溶于各種有機(jī)物質(zhì)中，形成脂肪酸鹽，也就是我們常說(shuō)的肥皂。這些肥皂自形成便粘附在金屬表面，雖然它不能被水清洗干凈，但是它卻具備清楚油污的能力，因此在這種情況下的金屬污物一般都只有此類(lèi)污物一種。
4.不可皂化性污垢
在目前的金屬加工中，常見(jiàn)的加工手段主要是切削、鉆削和銑削，但是不管是哪種加工技術(shù)和加工方法，它在加工中都需要使用潤(rùn)滑劑、防銹油，這些物質(zhì)由于本身含有豐富的礦物質(zhì)油，在高溫的影響下容易形成高分子聚合物和燒結(jié)污垢。從而造成金屬表面出現(xiàn)污垢的現(xiàn)象。
5.污齡
污齡顧名思義就是金屬表面的污垢存在時(shí)間的長(zhǎng)短。在大多數(shù)情況下，金屬表面的污垢都是不穩(wěn)定的，只有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期置放，使得表面污垢發(fā)生氧化反應(yīng)或者聚合反應(yīng)，其才會(huì)表現(xiàn)出穩(wěn)定性。比如在金屬加工中產(chǎn)生不飽和脂肪酸，這類(lèi)污物在干燥的空氣中長(zhǎng)期置放便會(huì)發(fā)生風(fēng)干反應(yīng)，從而形成難以清洗的污垢。機(jī)械加工時(shí)所選擇的潤(rùn)滑劑由于溫度過(guò)高產(chǎn)生蒸發(fā)，其也會(huì)在金屬表面新城新生表層，并且與表面發(fā)生摩擦化學(xué)反應(yīng)，這種污物的清洗難度更加大，需要采用特定的清洗劑和方法才能清楚。因此對(duì)于金屬清洗最好是在加工完成之后進(jìn)行，這樣能有效保證清洗效果。
6.工件材質(zhì)
工件的材質(zhì)、形狀和體積大小對(duì)清洗有很大影響。在金屬加工件中應(yīng)用最廣泛的有：鑄鐵、碳鋼、不銹鋼等黑色金屬和鋁、銅、鋅及其各自的合金等有色金屬。通常，黑色金屬能耐堿但不耐酸;銅及其合金可耐普通酸堿，但遇到有強(qiáng)絡(luò)合性能的物質(zhì)如醇胺等時(shí)容易發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，出現(xiàn)銅綠現(xiàn)象，使用醇胺堿性清洗劑時(shí)要慎重。鋅、鋁是兩性金屬，既與酸反應(yīng)也與強(qiáng)堿反應(yīng)。清洗鋅、鋁及其合金的工件，宜在中性或弱堿性環(huán)境中進(jìn)行。
三、合理選擇清洗劑
清洗劑是影響清洗效果最重要的因素之一。應(yīng)根據(jù)被清洗工件的材質(zhì)構(gòu)造形狀、污垢性質(zhì)和清潔度要求來(lái)選擇。一種清洗劑不可能適合所有的污垢和金屬。
1.溶劑清洗劑
溶劑清洗劑是指石油烴類(lèi)、鹵代烴以及醇、醚、酯類(lèi)具有溶解油污能力的有機(jī)溶劑。其中氯化溶劑除去油垢效果最為理想，對(duì)極性和非極性油性污垢去除能力均很強(qiáng)，其去污能力是溶劑汽油的10倍，不會(huì)燃燒。
2.水基清洗劑
主要由一些堿性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)堿或無(wú)機(jī)鹽如氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鹽、磷酸鹽等構(gòu)成。清洗時(shí)，將加工好的工件直接放入盛有清洗液的槽中，清洗溫度80℃至接近沸騰，輔以機(jī)械攪動(dòng)。溫度越高，清洗效果越好。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，效果不錯(cuò)，廣泛應(yīng)用于黑色金屬類(lèi)五金加工件如鑄鐵件、碳鋼沖壓件的清洗。特別適合除去沖壓件殘留的動(dòng)、植物油污垢，但不適合礦物油基的潤(rùn)滑油、拋光蠟和防銹油污垢清洗，也不能用于有色金屬的清洗。
3.清洗設(shè)備和工藝
清洗工件選擇什么方法或幾種方法的組合是十分關(guān)鍵的。取決于工件要求的清潔度和清洗速度。設(shè)備和工藝一般在機(jī)械加工生產(chǎn)工程設(shè)計(jì)時(shí)就預(yù)先選定。在實(shí)際清洗程序中，可以根據(jù)需要調(diào)整清洗溫度、壓力和清洗劑濃度。
4.清洗與其它生產(chǎn)工序的關(guān)系
工件的清洗已成為生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。因?yàn)槲廴疚锏拇嬖跁?huì)影響工件的后續(xù)工藝甚至是后續(xù)多道工藝，并使工件達(dá)不到預(yù)定的性能。清潔度的要求取決于直接的后續(xù)工作和后續(xù)的后續(xù)工作能否順利進(jìn)行，預(yù)定的特性能否滿(mǎn)足。如果后續(xù)工藝能夠順利進(jìn)行，工件特性能滿(mǎn)足要求，清洗就是合格的。反之，清洗后產(chǎn)品必須報(bào)廢，或者工藝必須重復(fù)，或者產(chǎn)品性能不能滿(mǎn)足客戶(hù)要求，這樣的清洗不論是技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都是不實(shí)用的。因此，合理的清洗工藝必須經(jīng)過(guò)實(shí)際檢驗(yàn)，滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。
金屬加工清洗注意事項(xiàng)：
(1)金屬清洗是機(jī)械加工中的重要過(guò)程工序，很大程度上影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。清洗的好壞取決于污染物的種類(lèi)和污齡、工件的材質(zhì)和形狀、清洗劑、清洗工藝和設(shè)備等要素。
(2)了解清洗機(jī)理和與清洗相關(guān)聯(lián)的工序要求有利于選擇合理的清洗系統(tǒng)并確定合適的工件清潔度。
(3)清洗劑屬于無(wú)毒害產(chǎn)品，但使用時(shí)要注意安全，廢液要適當(dāng)處理，以免影響生態(tài)環(huán)境。
在機(jī)械制造中污物的來(lái)源各有不同，但是總的來(lái)說(shuō)可以分為無(wú)機(jī)污物和有機(jī)污物兩種，無(wú)機(jī)污物有磨料微粒，還有彌散在空氣中的灰塵，金屬粉末有機(jī)鐵銹，氧化物等。一般可用一般的方法清洗掉。如用砂紙，鋼絲球等。對(duì)于鐵銹等金屬氧化物等，工業(yè)上一般采用酸洗的方法清洗。而對(duì)于有機(jī)污物如種植物油脂一般擦用堿性溶液清洗掉。對(duì)于熱粘附著物一般采用酸或者金屬清洗劑或者機(jī)械拋光。對(duì)于不同類(lèi)型的污物清洗的方法也是不盡相同。
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