[发明专利]超声波清洗工件的方法

说明书

本发明涉及一种超声波清洗工件的方法，更具体地说是涉及这样一种超声波清洗工件的方法，即将一种除气了的清洗液供入一个底部装有一个超声波振动器的清洗槽中，由超声波振动器向清洗液中发送超声波能，由此清洗浸没在清洗液中的模制的或铸造的或机加工工件。

诸如通过磨削、镗或研磨加工的金属工件，毛玻璃或陶瓷工件，或塑料注射或挤压成型工件，这些工件刚加工成形后常常有毛刺。这种工件的表面上粘附有固体异物，如金属屑，小的毛刺碎粒(碎片)和尘粒。为了对这些工件进行精加工，就需要清除掉工件表面上的毛刺和固体异物，将表面清洗干净。

至今，通常采用诸如氯化碳有机溶剂这样的清洗液来清洗机加工工件，例如全氯乙烯，1，1，1，-三氯乙烯或类似物，或者用氟氯碳有机溶剂清洗工件。尽管还需要另外一个独立的步骤清除还没有从工件上完全分离的毛刺，上述清洗方法在清除沉积在工件上的异物方面是高度有效的，因此可以简单地将工件浸没在充满有机溶剂的清洗槽中而清洗掉异物。

但是，这些氯化碳有机溶剂很难处置，因为它们大多数都具有一种麻醉剂效应，长期吸入会导致血液病。应该指出，氟氯碳有机溶剂的分子中含有的氯会导致地球周围的臭氧层的破坏。已经达到一项国际性协议，该协议规定到1995年废除使用所有氟氯碳有机溶剂。

鉴于常规清洗剂的缺陷，人们已经做了一些旨在采用含水清洗液的研究工作。人们知道如果将超声波清洗中使用的清洗液除气，以减少溶解气体的含量，那么它的清洗效果就会增加。除气了的清洗液能增加清洗效果的原理如下：

在超声波清洗过程中，当超声波能被发射到清洗液中时，由于成穴作用；清洗液中形成一些部分真空。由于在清洗液中形成的空穴只含有很少量的清洗液蒸气并且大都是真空的，因此它们在周围的清洗剂的压力作用下立刻破碎了。空穴破碎时，清洗液中产生微射流。由于微射流作用于浸没在清洗液中的要清洗工件表面上，因此沉积在工件上的固体异物被清除，由此清洗了工件。

如果清洗液没有进行除气而含有高浓度的溶解气体，那么气体则在空穴中蒸发，从而导致清洗液中产生气泡。如果产生气泡，那么由于气泡中的气体压力作用于周围清洗液的压力，空穴就不太容易破碎，从而难以产生微射流。即使产生了微射流，它们也会被气泡减弱，从而减小了对工件表面的作用力。一旦产生了气泡，由超声波振动器发射的超声波能则被气泡吸收，从而很难形成空穴。结果，用没有除气的清洗液的超声波清洗方法不能产生比气泡产生的极弱清洗效果更强的清洗效果。

相反，如果在超声波清洗过程中采用除气了的清洗液，则产生较强的微射流，因为在空穴中蒸发的气体数量较少，从而与周围的清洗液的压力相作用的压力较低。

作为在上述认识的基础针对超声波清洗过程所进行的研究活动的结果，发明人发现，由于当除气了的清洗液中的空穴破碎时就产生作用于要清洗工件表面上的强有力的微射流，采用含水清洗液的超声波清洗方法能有效地清除掉工件表面上的固体异物，在含水清洗液中产生的更强的微射流则能够清除掉还没有完全从工件上分离掉的毛刺。

然而，即使含水清洗液中溶入的气体数量被大大地减少，含水清洗液也会由于待清洗工件类型的不同而不能提供足够的清洗效果。

因此，本发明的一个目的就是提供一种清洗效果高又与要清洗工件类型无关的超声波清洗工件的方法。

作为发明人为了寻求为什么仅仅通过减少溶入含水清洗液中的气体数量则不能达到所希望的清洗效果的原因而进行研究的结果，发明人发现，溶入含水清洗液中的气体与超声波清洗过程有关并且对于不同的待清洗工件有一个合适的含量范围。

为了实现上述目的，本发明提供了一种在含有含水清洗液的超声波清洗槽内超声波清洗工件的方法，包括：含水清洗液已经被除气至一个范围为2至5ppm的预先确定的溶解氧含量，含水清洗液已经被加热至30至50℃，表面活性剂已经被加入含水清洗液中，在该清洗步骤中被油粘附于工件上的异物被清除。