[发明专利]一种超声波辅助超临界二氧化碳清洗精密零部件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及含微孔及狭缝的精密零部件清洗技术，具体地说是一种超声波辅助超临界二氧化碳清洗精密零部件的方法。

背景技术

目前，超声波清洗、喷射清洗等传统清洗方法对传统零部件已能进行较好清洗，但由于传统清洗介质都具有较大表面张力，受毛细作用力影响，不能进入精密零部件的微孔及狭缝内部对其进行有效清洗，进而影响了精密零部件的加工和使用。而超临界二氧化碳表面张力近似为零，能够克服毛细作用力，深入到精密零部件的微孔及狭缝内部，对其进行有效清洗，同时超临界流体的强溶解性、高扩散性可保证清洗效果，从根本上避免污水的产生。通过将超声波清洗的振荡作用辅助超临界二氧化碳清洗精密零部件，两者的清洗特性相结合，使超临界二氧化碳清洗效果有了很大的提高，尤其是对微孔及狭缝的精密零部件清洗的效果更明显。

中国专利文献CN1320966C公开了一种清洗方法及清洗装置，用于清洗具有凹部构造的部件，去除附着于凹部表面的污屑，但对于精密零部件的微孔及狭缝没有较好的清洗效果。专利文献CN1990126A公开了一种超临界二氧化碳清洗系统与方法，主要对晶圆或元件清洗，而无法对其他零部件进行清洗。专利文献CN201720215U公开了一种盲孔内螺纹无屑清洗装置，只是单一使用超声波清洗。总之，超声波辅助超临界二氧化碳清洗具有良好应用前景。

有鉴于此，针对上述问题，提出一种设计合理且有效改善上述缺失的超声波辅助超临界二氧化碳清洗精密零部件的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波辅助超临界二氧化碳清洗精密零部件的方法，可以克服精密零部件的微孔及狭缝的毛细作用力的影响，内部废屑不易排出的问题，并且环保无污染。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种超声波辅助超临界二氧化碳清洗精密零部件的方法，其步骤包括：

把含有微孔和/或狭缝的精密零部件固定好推入清洗釜中的步骤；

在清洗釜中边超临界二氧化碳清洗边超声波清洗的步骤；

清洗混合物分离的步骤及分离后的超临界二氧化碳进行循环利用的步骤；

用超临界二氧化碳冲洗清洗釜内清洗液体并泄压排污的步骤；

把清洗好的含有微孔和/或狭缝的精密零部件退出于清洗釜并卸载下的步骤。

所述把含有微孔和/或狭缝的精密零部件固定好推入清洗釜中的步骤，具体表现为，把含有微孔及狭缝的精密零部件装入料筐，使用夹具固定精密零部件，将其推入清洗釜中，使料框与磁力驱动器的驱动轴相连接，安装封头；所述精密零部件的微孔直径为5mm以下，深径比大于8。

所述在清洗釜中边超临界二氧化碳清洗边超声波清洗的步骤；具体表现为，打开制冷系统，待制冷温度为-20～0℃后，打开二氧化碳钢瓶和阀门，二氧化碳通过管道进入净化罐，二氧化碳流量为20～1000L/h；打开高压泵和加热系统，当管道中二氧化碳达到压力为7.5～100MPa，温度为32～120℃后，二氧化碳便处于超临界状态；缓慢打开阀门，超临界二氧化碳进入喷嘴对精密零部件表面吹洗，同时通过磁力驱动装置让料筐旋转起来；5～20min后，将超声波换能器打开，超声波换能器的功率密度为0.3～2W/cm2，频率为10～60kHz，边超临界二氧化碳清洗边超声波清洗，同时带有喷嘴冲击清洗。

所述制冷系统的制冷温度为-10～-5℃，二氧化碳流量为50～100L/h，超临界二氧化碳所处的压力为20～30MPa，温度范围为50～60℃。

所述超声波换能器打开之前的时间为10～15min，超声波换能器的功率密度为0.5～1W/cm2，最优频率为19～22kHz。

所述清洗混合物分离的步骤及分离后的超临界二氧化碳进行循环利用的步骤，具体表现为，从清洗釜出来的清洗混合物经过背压阀进入分离器，调整分离器的压力值小于7.5MPa，使污物与超临界二氧化碳分离；二氧化碳经阀门由制冷系统冷凝成液态，经高压泵进行循环使用。

所述用超临界二氧化碳冲洗清洗釜内清洗液体并泄压排污的步骤，具体表现为，超声波换能器作用时间5～120min后，关闭超声波换能器，用超临界二氧化碳冲洗清洗釜中的清洗液体2～15min，关闭阀门；打开放空阀泄压。

所述超声波换能器作用时间为30～60min，超临界二氧化碳冲洗时间为5～10min。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：