1.介紹：超聲波在液體中傳播，使液體與清洗槽在超聲波頻率下一起振動(dòng)，液體與清洗槽振動(dòng)時(shí)有自己固有頻率，這種振動(dòng)頻率是聲波頻率，所以人們就聽(tīng)到嗡嗡聲。隨著清洗行業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的行業(yè)和企業(yè)運(yùn)用到了超聲波清洗機(jī)。對(duì)超聲波清洗機(jī)原理由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)--清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的直徑為50-500μm 的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生長(zhǎng)，而在正壓區(qū)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增大，然后突然閉合。并在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓，破壞不溶性污物而使他們分散于清洗液中，當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而黏附在清洗件表面時(shí)，油被乳化，固體粒子及脫離，從而達(dá)到清洗件凈化的目的。在這種被稱之為“空化”效應(yīng)的過(guò)程中，氣泡閉合可形成幾百度的高溫和超過(guò)1000個(gè)氣壓的瞬間高壓
2.工藝流程
1、研磨后的清洗
研磨是光學(xué)玻璃生產(chǎn)中決定其加工效率和表面質(zhì)量(外觀和精度)的重要工序。研磨工序中的主要污染物為研磨粉和瀝青，少數(shù)企業(yè)的加工過(guò)程中會(huì)有漆片。其中研磨粉的型號(hào)各異，一般是以二氧化鈰為主的堿金屬氧化物。根據(jù)鏡片的材質(zhì)及研磨精度不同，選擇不同型號(hào)的研磨粉。在研磨過(guò)程中使用的瀝青是起保護(hù)作用的，以防止拋光完的鏡面被劃傷或腐蝕。研磨后的清洗設(shè)備大致分為兩種： 一種主要使用有機(jī)溶劑清洗劑，另一種主要使用半水基清洗劑。
有機(jī)溶劑清洗采用的清洗流程如下
有機(jī)溶劑清洗劑(超聲波)-水基清洗劑(超聲波)-市水漂洗-純水漂洗-IPA(異丙醇)脫水-IPA慢拉干燥。有機(jī)溶劑清洗劑的主要用途是清洗瀝青及漆片。以前的溶劑清洗劑多采用三氯乙烷或三氯乙烯。由于三氯乙烷屬ODS(消耗臭氧層物質(zhì))產(chǎn)品，處于強(qiáng)制淘汰階段;而長(zhǎng)期使用三氯乙烯易導(dǎo)致職業(yè)病，而且由于三氯乙烯很不穩(wěn)定，容易水解呈酸性，因此會(huì)腐蝕鏡片及設(shè)備。對(duì)此，國(guó)內(nèi)的清洗劑廠家研制生產(chǎn)了非ODS溶劑型系列清洗劑，可用于清洗光學(xué)玻璃;并且該系列產(chǎn)品具備不同的物化指標(biāo)，可有效滿足不同設(shè)備及工藝條件的要求。比如在少數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，鏡片表面有一層很難處理的漆片，要求使用具備特殊溶解性的有機(jī)溶劑;部分企業(yè)的清洗設(shè)備的溶劑清洗槽冷凝管較少水基清洗劑的主要用途是清洗研磨粉。由于研磨粉是堿金屬氧化物，溶劑對(duì)其清洗能力很弱，所以鏡片加工過(guò)程中產(chǎn)生的研磨粉基本上是在水基清洗單元內(nèi)除去的，故而對(duì)水基清洗劑提出了極高的要求。以前由于國(guó)內(nèi)的光學(xué)玻璃專用水基清洗劑品種較少，很多外資企業(yè)都選用進(jìn)口的清洗劑。而國(guó)內(nèi)已有公司開(kāi)發(fā)出光學(xué)玻璃清洗劑，并成功地應(yīng)用在國(guó)內(nèi)數(shù)家大型光學(xué)玻璃生產(chǎn)廠，清洗效果完全可以取代進(jìn)口產(chǎn)品，在腐蝕性(防腐性能)等指標(biāo)上更是優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品
半水基清洗采用的清洗流程如下:
半水基清洗劑(超聲波)-市水漂洗-水基清洗劑-市水漂洗-純水漂洗-IPA脫水-IPA慢拉干燥
此種清洗工藝同溶劑清洗相比最大的區(qū)別在于，其前兩個(gè)清洗單元：有機(jī)溶劑清洗只對(duì)瀝青或漆片具有良好的清洗效果，但卻無(wú)法清洗研磨粉等無(wú)機(jī)物;半水基清洗劑則不同，不但可以清洗瀝青等有機(jī)污染物，還對(duì)研磨粉等無(wú)機(jī)物有良好的清洗效果，從而大大減輕了后續(xù)清洗單元中水基清洗劑的清洗壓力。半水基清洗劑的特點(diǎn)是揮發(fā)速度很慢，氣味小。采用半水基清洗劑清洗的設(shè)備在第一個(gè)清洗單元中無(wú)需密封冷凝和蒸餾回收裝置。但由于半水基清洗劑粘度較大
國(guó)內(nèi)應(yīng)用此種工藝的企業(yè)不多，其中一個(gè)原因是半水基清洗劑多為進(jìn)口從水基清洗單元開(kāi)始，半水基清洗工藝同溶劑清洗工藝基本相同。溶劑清洗是比較傳統(tǒng)的方法，其優(yōu)點(diǎn)是清洗速度快，效率比較高，溶劑本身可以不斷蒸餾再生，循環(huán)使用;但缺點(diǎn)也比較明顯，由于光學(xué)玻璃的生產(chǎn)環(huán)境要求恒溫恒濕，均為封閉車間，溶劑的氣味對(duì)于工作環(huán)境多少都會(huì)有些影響，尤其是使用不封閉的半自動(dòng)清洗設(shè)備時(shí)。它是在傳統(tǒng)溶劑清洗的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而得來(lái)的。它有效地避免了溶劑的一些弱點(diǎn)，可以做到無(wú)毒，氣味輕微，廢液可排入污水處理系統(tǒng);設(shè)備上的配套裝置更少;使用周期比溶劑要更長(zhǎng);
2、鍍膜前清洗
鍍膜前清洗的主要污染物是求芯油(也稱磨邊油，求芯也稱定芯、取芯，指為了得到規(guī)定的半徑及芯精度而選用的工序)、手印、灰塵等。由于鍍膜工序?qū)︾R片潔凈度的要求極為嚴(yán)格，因此清洗劑的選擇是很重要的。在考慮某種清洗劑的清洗能力的同時(shí)，還要考慮到他的腐蝕性等方面的問(wèn)題。
頻率
超聲波清洗機(jī)工作頻率很低(在人的聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi))就會(huì)產(chǎn)生噪音。當(dāng)頻率低于20kHz時(shí)，工作噪音不僅變得很大，而且可能超出職業(yè)安全與保健法或其它條例所規(guī)定的安全噪音的限度。在需要高功率去除污垢而不用考慮工件表面損傷的應(yīng)用中，通常選擇從20kHz到30kHz范圍內(nèi)的較低清洗頻率。該頻率范圍內(nèi)的清洗頻率常常被用于清洗大型、重型零件或高密度材料的工件。
低頻通常被用于清洗較小、較精密的零件，或清除微小顆粒。高頻還被用于被工件表面不允許損傷的應(yīng)用。使用高頻可從幾個(gè)方面改善清洗性能。隨著頻率的增加，空化泡的數(shù)量呈線形增加，從而產(chǎn)生更多更密集的沖擊波使其能進(jìn)入到更小的縫隙中。如果功率保持不變，空化泡變小，其釋放的能量相應(yīng)減少，這樣有效地減小了對(duì)工件表面的損傷。高頻的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于減小了粘滯邊界層
空化作用
空化作用就是超聲波以每秒兩萬(wàn)次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進(jìn)行透射。在減壓力作用時(shí)，液體中產(chǎn)生真空核群泡的現(xiàn)象，在壓縮力作用時(shí)，真空核群泡受壓力壓碎時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達(dá)到精密洗凈目的
直進(jìn)流
超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動(dòng)的現(xiàn)象稱為直進(jìn)流。聲波強(qiáng)度在0.5W/cm2時(shí)，肉眼能看到直進(jìn)流，垂直于振動(dòng)面產(chǎn)生流動(dòng)，流速約為10cm/s。通過(guò)此直進(jìn)流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產(chǎn)生對(duì)流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對(duì)污物的搬運(yùn)起著很大的作用。
加速度
液體粒子推動(dòng)產(chǎn)生的加速度。對(duì)于頻率較高的超聲波清洗機(jī)，空化作用就很不顯著了，這時(shí)的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對(duì)污物進(jìn)行超精密清洗。
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