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超声波清洗

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-10-22 浏览次数:8
超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中,空化作用和直进流作用应用得更多。 引简
按频率波可以分为三种,即次声波、声波、超声波。次声波的频率为20Hz以下;声波的频率为20Hz~20kHz;超声波的频率则为20kHz以上。其中的次声波和超声波一般人耳是听不到的。超声波由于频率高、波长短,因而传播的方向性好、穿透能力强,这也就是设计制作超声波清洗机的原因。
作用
护牙齿洁净的一种方式,超声波洗牙也是属于其中之一。在如今的社会中,很多人都会去做超声波洗牙。
1、彻底:超声波洗牙的关键在于龈下结石,这是导致牙周炎的主要原因,只有将此处清洁干净,才能预防牙周炎,改善牙龈出血的状况。这是属于超声波洗牙的优势之一。
2、无痛:这也是最为主要的超声波洗牙的优点。根据洗牙者的自身结石量对洁治机头频率进行调节,确保在无痛的环境下完成洗牙的过程。
3、术后抛光:洗牙后可在牙表面留下显微镜细小划痕,通过抛光处理可以牙齿更加光亮且不容易附着牙石以及牙渍。
4、 安全:所有的器械高温高压消毒,一人一用一消毒,超声波洗牙的优点可有效的预防交叉感染。
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清洗基础
(1)空化作用:空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时,液体中产生真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。
超声波清洗
超声波清洗
(2)直进流作用:超声波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流。声波强度在0.5W/cm2时,肉眼能看到直进流,垂直于振动面产生流动,流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌,污垢表面的清洗液也产生对流,溶解污物的溶解液与新液混合,使溶解速度加快,对污物的搬运起着很大的作用。
产品特点
1、超声波清洗洗采用优质高性能换能器和独特的超声波发生器(超声波发生器与清洗槽分体或一体可供客户选择.),清洗功率强劲,性能稳定.
2、采用全进口SUS304高级不锈钢清洗外壳,不锈钢结构,耐酸耐碱,外形美观大方.
3、可采用水基性溶剂或环保有机溶液剂清洗,有利于环保.
4、工作时间0-60分钟自行设定.
5、设有自动温控加热装置,温度控制范围 室温——100℃.
6、超声波功率大小可调. 可以使用两种不同频率,来清洗不同材料,结构,深孔、细缝的工件
7、可连续长时间工作、安全及操作简便 可按客户要求设计及制造
超声波清洗应用领域
 
  超声波清洗广泛应用于表面喷涂处理行业、机械行业、电子行业、医疗行业、半导体行业、钟表首饰行业、光学行业、纺织印染行业。其他行业等,并由易净超声波清洗提供,具体如下:
1、 表面喷涂处理行业:(清洗的附着物:油、机械切屑、磨料、尘埃、抛光蜡)电镀前的清除积炭、清除氧化皮、清除抛光膏、除油除锈、离子镀前清洗、磷化处理,金属工件表面活化处理等。不锈钢抛光制品、不锈钢刀具、餐具、刀具、锁具、灯饰、手饰的喷涂前处理、电镀前清洗。
2、机械行业:(清洗的附着物:切削油、磨粒、铁屑、尘埃、指纹)
防锈油脂的去除;量具的清洗;机械零部件的除油除锈;发动机、发动机零件、变速箱、减振器、轴瓦、油嘴、缸体、阀体、化油器及汽车零件及底盘漆前除油、除锈、磷化前的清洗;过滤器、活塞配件、滤网的疏通清洗等。精密机械部件、压缩机零件、照相机零件、轴承、五金零件、模具、尤其在铁路行业,对列车车厢空调的除油去污、对列车车头各部件的防锈、除锈、除油非常适合。
4、医药行业:(清洗的附着物:血液、明胶、尘、指纹、血渍、蛋白;医药研发中化学合成振荡溶解等)
注射器、手术器械、滴管、研究实验用具、玻璃容器、牙科用具、食道镜、气管支镜、直肠镜、显微镜的消毒、杀菌、清洗等。
5、半导体行业:(清洗的附着物:血液、明胶、尘、指纹、血渍、蛋白)半导体晶片的高清洁度清洗。
6、 钟表首饰行业:(清洗的附着物:油漆、凡立水、油脂、染料、塑胶残留物、尘埃、指纹)
清除灰尘、氧化层、抛光膏、贵金属、装饰品、计器、表带、表壳、表针、数字盘、油泥等。
7、 光学行业:(清洗的附着物:油漆、凡立水、油脂、染料、锈、塑胶残留物、尘埃、指纹)
玻璃镜片、树脂镜片、显微镜、望远镜、相机镜头、镀膜玻璃、棱镜、透镜等光学制品的镀膜前后及装配前工序间清洗;在光电行业主要应用于ITO导电玻璃、LCD基板清洗、液晶片封装后残留液晶清洗。
8、 纺织印染行业:(清洗的附着物:指纹、尘、油墨、染料、塑胶残留物、橡胶残渣)、、
清洗、喷丝板、拉丝板,纺织锭子、纤维丝(不锈钢丝、镍丝、铜丝等)进行除油去污
9、其他行业:(清洗的附着物:手垢、尘埃、指纹、汗渍)印章、号牌、硬币高级陶器、银制品、金制品、银行磁卡等。
清洗工作原理
对超声波清洗机原理由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质--清洗溶剂中,超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的直径为50-500μm 的微小气泡,存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长,而在正压区,当声压达到一定值时,气泡迅速增大,然后突然闭合。并在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压,破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而黏附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子及脱离,从而达到清洗件净化的目的。在这种被称之为“空化”效应的过程中,气泡闭合可形成几百度的高温和超过1000个气压的瞬间高压,从而达到物件表面清洗净化的目的。
影响清洗因素
清洗介质:采用超声波清洗,一般有两类清洗剂即化学溶剂和水基清洗剂。清洗介质的化学作用可以加速超声波清洗效果,超声波清洗是物理作用,两种作用相结合,依对物件进行充分、彻底的清洗。
功率密度:超声波的功率密度越高,空化效果越强,速度越快,清洗效果越好,但对于精密的表面光洁度甚高的物件,采用长时间的高功率密度清洗会对物件表面产生空化、腐蚀。
超声频率:适用于工件粗、脏、初洗,频率高则超声波方向性强,适合于精细的物件清洗。
清洗高温:一般来说,超声波在50°C~60°C时的空化效果最好,清洗剂也不是温度越高,作用越显著,有可能会高温失效,通常超声波在超过85°C时,清洗效果已变差。所以实际应用超声波清洗时,采用50°C~70°C的工作温度。
应用领域
电器工业方面超声波可以清洗机器零部件、继电器、开关、印刷电路板、电位器、真空管零件、半导体元件、硅片、电容器、照相机快门等;印刷板油墨、焊料、油质防腐剂、石蜡、磨料、染料;绣、氧化物、盐、手垢、尘土等。
玉石加工、钟表、光学、机械等精密工业
在玉石加工、钟表、光学、机械等精密工业方面超声波可以清洗仪器、仪表、钟表字盘、零部件;齿轮、弹簧、轴承、宝石、透镜、眼镜架、贵金属装饰品;涂料、喷漆、油脂、复合物、玻璃纤维有机性清洗液(三氯乙烯、氟溶液);染料、塑料残留物。
汽车业:
在汽车业方面超声波可以清洗气门、点火栓、气化栓、燃料泵、蓄电池电极、活塞环、及其操纵盘零件、摩托车和汽车油箱;油、油脂、防腐剂、机械切屑、塑料残留物、研磨磨料、玻璃纤维、尘埃、石墨、焦油。
橡胶工业:
在橡胶工业方面超声波可以清洗手套、带、轮胎、外科医用橡胶手套;指纹、尘埃、染料、防腐剂、墨迹、塑料残留物、橡胶残渣。
奶酪、酿造业:
在奶酪、酿造业方面超声波可以清洗瓶子、盖、烹调器具、料理盘碟;食物残留物、指印、尘土、染料、蛋白、标签印刷上彩前的墨迹。
航空工业:
在航空工业方面超声波可以清洗燃料油过滤器、燃料仪器、仪器仪表、注入喷嘴、流量控制设备、机械控制设备用的零件、水力、水压系列产品氧化物、尘土、切屑、油类、油脂、磨粉、防腐剂;锈、碳、水垢。
印刷业:
在印刷业方面超声波可以清洗旋转机、金属板;墨迹、指纹、油、染料;公共事业、电力、煤气、新闻通讯路灯、燃料油表、电力计、灯泡、软片、电传机;墨迹、油、尘土、纱屑、锈、泥、接触海水的盐分。
原子能工业:
在原子能工业方面超声波可以清洗控制棒、燃料泵、铝管类、容器、玻璃、分析试料;放射能量粒子、尘埃、硅油、油脂。
医疗:
在医疗行业超声波可以清洗注射器、手术机械、吸量管、玻璃容器、食道镜、齿科机械、直肠镜、方向镜、显微镜用试料玻璃;血液、凝胶体、指纹、料理物残留物、蛋白(卵白)、混入血液中的污垢。
金融机关:
在金融机关超声波可以清洗图章、标签、号码机、高级陶瓷、银制品手垢、尘土、指纹、印泥、糊状物等。
机械工具:
超声波可以清洗的丝杆、喷嘴、齿轮、夹具、固定装置用附件、弹簧、气门、游标卡尺等工量具;磨料、铁屑、防锈剂、复合物、切削油、冷却油、研磨油、尘土、抛光蜡、氧化物。
电镀工业
电镀工艺对工件表面清洁度要求较高,替代溶剂清洗油污;替代电解除油;替代强酸浸蚀去除碳钢及低合金钢表面的铁锈及氧化皮。超声波清洗技术的应用,可以使许多传统的清洗工艺得到简化,并大大提高清洗质量和生产效率。特别是对那些形状较为复杂、边角要求较高的工件更具有优越性。利用超声波清洗技术,还可以在很大的范围内替代强酸、强碱的作用,大大减少对和环境的污染,并改善工人的劳动环境,降低劳动强度,对保护生态环境,作出贡献。
清洗工艺
光学镜片加工中不同的工序应有不同的清洗工艺,从整体流程看,可分为四道工序:洗涤、漂洗、脱水、干燥。
洗涤主要利用有机溶剂如三氯乙烯对上盘胶、蜡、防霉剂等的高度溶解而达预洗目的,然后利用洗涤剂对镜片表面的湿润、渗透、乳化而综合成的去污作用。
漂洗,通过清水对镜片表面的冲洗及超声作用,使洗涤后松散于镜片表面的洗涤剂脱离镜片表面。
脱水:经漂洗后的镜片表面含有大量水分,进入脱水剂中进行脱水,脱水剂多为有机溶剂,和水能充分混溶。 干燥:干燥剂应和脱水剂沸点相近,互溶性好,
干燥过程大略为:(1)干燥剂蒸汽在镜片表面冷凝为液体;(2)干燥剂液体和镜片表面的脱水剂形成共沸物;(3)一部分共沸物形成蒸汽离开镜片表面;(4)一部分共沸物以液体的状态流经镜片表面对镜片引冲洗作用。经过这些过程后,使镜片表面洁净、干燥。由于使用的脱水剂及干燥剂均为有机溶剂,对环境及操作人员都有或多或少的影响,为了避免这些影响,现代的超声波清洗技术已对干燥工艺进行了改良,使用纯水漂洗,而省略脱水,漂洗后的镜片表面为纯水状态,再由过滤的热风干燥,既为快速、有效地干燥镜片,又可避免有机溶剂对环境及工作人员的影响。
其他
对几种常见的工件表面状况,用超声波清洗工艺情况简介:
1、抛光件表面抛光膏的清洗
一般情况下,抛光膏常常采用石蜡调合,石蜡分子量大,熔点较高,常温下呈固态,是较难清洗的物质,传统的办法是采用有机溶剂清洗或高温碱水煮洗有许多弊病。采用超声波清洗则可使用水基清洗剂,在中温条件下,几分钟内将工件表面彻底清洗干净,常用工艺流程是:①浸泡→②超声波清洗→③清水(净水)漂洗。
2、表面有油及少量锈的冷轧钢板
冷轧钢板表面一般有油、污或少量铁锈,要洗干净比较容易,但经一般方法清洗后,工件表面仍残留一层非常细薄的浮灰,影响后续加工质量,有时不得不再采用强酸浸泡的办法去除这层浮灰。而采用超声波清洗并适当的清洗液,可方便快捷地实现工件表面彻底清洁,并使工件表面具有较高的活性,有时甚至可以免去电镀前酸浸活化工序。
3、表面有氧化皮和黄锈的工件
传统的办法是采用盐酸或硫酸浸泡清洗。如采用超声波综合处理技术,可以快捷地在几分钟内同时去除工件表面的油、锈、并避免了因强酸清洗伴随产生的氢脆问题。
综上所述,超声波清洗技术在电镀工艺等行业中会有很广泛的应用前景。超声波清洗技术使电镀件质量及产量较原来有更大提高,并可改善生产环境,取得良好的经济效益和社会效益。
清洗剂
超声波清洗剂技术特点
清洗效果好,清洁度高且全部工件清洁度一致。
清洗速度快,提高生产效率,不须人手接触清洗液,安全可靠。
对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净。
对工件表面无损伤,节省溶剂、热能、工作场地和人工。
超声波清洗方式超过一般以的常规清洗方法,特别是工件的表面比较复杂,象一些表面凹凸不平,有盲孔的机械零部件,一些特别小而对清洁度有较高要求的产品如:钟表和精密机械的零件,电子元器件,电路板组件等,使用超声波清洗都能达到很理想的效果。超声清洗的原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质—清洗溶剂中,超声波在清洗液中疏密相同的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡。
这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长,而在正压区迅速闭合。在这种被称为“空化”效应的过程中,气泡闭合可形成超过1000大气压的瞬间高压,连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面,使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到物件表面净化的目的。
超声波清洗的作用机理主要有以下几个方面:因空化泡破灭时产生强大的冲击波,污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来、分散、乳化、脱落。因为空化现象产生的气泡,由冲击形成的污垢层与表层间的间隙和空隙渗透,由于这种小气泡和声压同步膨胀,收缩,象剥皮一样的物理力反复作用于污垢层,污垢层一层层被剥离,气泡继续向里渗透,直到污垢层被完全剥离。这是空化二次效应。超声波清洗中清洗液超声振动对污垢的冲击。超声加速化学清洗剂(RT-808超声波清洗剂)对污垢的溶解过程,化学力与物理力相结合,加速清洗过程。
超声波清洗的主要参数
频率:20~90KHz
清洗介质:采用超声波清洗,一般两类清洗剂:化学溶剂、水基清洗剂(RT-808超声波清洗剂)等。 清洗介质的化学作用,可以加速超声波清洗效果,超声波清洗是物理作用,两种作用相结合,以对物件进行充分、彻底的清洗。
功率密度:功率密度=发射功率(W)/发射面积(cm2)通常≥0.3W/cm2,超声波的功率密度越高,空化效果越强,速度越快,清洗效果越好。但对于精密的、表面光洁度甚高的物件,采用长时间的高功率密度清洗会对物件表面产生“空化”腐蚀。
超声波频率:超声波频率越低,在液体中产生的空化越容易,产生的力度大,作用也越强,适用于工件(粗、脏)初洗。频率高则超声波方向性强,适用于精细的物件清洗。
清洗温度:一般来说,超声波在30℃-40℃时的空化效果最好。清洗剂则温度越高,作用越显著。通常实际应用超声波时,采用50℃-70℃的工作温度。
技术应用
超声波在电子行业的应用
电子行业是超声波清洗应用最早,最为普及的行业。
电子零件的清洗:电子零件,如半导体管的壳座、IC的壳座、晶体的壳座、继电器的壳座、电子管座等。
电子元器件的基体清洗:电子元器件的基体是由半导体材料制成并封装在金属或塑料壳座中形成的,在封装前,不但对壳座必须清洗,而且也必须对基体进行清洗,如IC芯片、电阻、晶体、半导体、原膜电路等。
PCB板的清洗:中国电子行业中,绝大多数企业都在使用PCB,PCB组件焊接采用的助焊剂分为水溶型、松香型和免清洗型三类,使用较多的为前两种,多采用超声波清洗(也有不少是采用酒精刷洗),免清洗型原则上应该不清洗,但是,世界各国的大多数厂家即使采用免清洗型焊剂焊接组件,仍需要清洗。特别是高密度PCB以及高密度IC出脚不清洗或不采用超声波清洗,必将导致高密度线路之间和IC出脚之间吸附尘埃,一旦环境湿度大,极易发生高密度线间和脚间短路而出现故障,而一旦环境干燥,短路故障又自行消失,这类故障又不易查找。所以世界各国的电子整机厂均坚持对PCB板作超声波清洗。在中国,军工电子整机厂已开始推广,并收到了因此举既提高了产品可靠性,又降低了售后服务成本的双重效益。
接插件、连接件、转接器等器件的生产中,电镀和组装前也必须清洗,否则吸附在这些组装零件上的灰尘、油污必将影响其导电和绝缘性能,特别是一些复杂的多芯连接器尤其如此。
电子材料加工成型后的清洗:如晶片、硅片、压电陶瓷片等电子材料是供给元器件厂家的产品,其产品出厂前必须清洗,特别是作出口业务的厂家,其产品清洗成为一大难题,超声波清洗是最有效的途径。
超声波清洗在机电行业中的应用
机电行业中,从机械零件到机械部件,从电器零件到电器部件都有清洗的要求,如齿轮、曲轴乃至齿轮箱,又如电器零件上机械和电器的组合件,还有一些精密机械零件和电器零件,这些都离不开清洗,大多数企业采用的是传统的清洗方法,诸如浸润清洗、喷淋清洗。这种清洗方法不但劳动强度大,而且易造成环境污染和水资源浪费。不少企业开始进行技术改造,采用超声波清洗以消除传统清洗的弊端,特别是一些形状复杂的机械零件,是传统清洗所无能为力的。
超声波清洗在制药工业的应用
超声波清洗技术经过众多制药企业的应用而得到广泛使用,特别是对西林瓶、口服液瓶、安瓶、大输液瓶的清洗以及对丁基胶塞、天然胶塞的清洗方面,已经得到首肯。对于瓶类的清洗,是用超声波清洗技术代替原有的毛刷机,它经过翻转注水、超声清洗、内外冲洗、空气吹干、翻转等流程而实现的。
超声波清洗在轻纺行业中的应用
轻工行业,如空调、冷柜、冰箱中的压缩机;钟表零件、手表元件等;纺织行业,如精密纺织器材、喷丝嘴等;珠宝行业,如金银首饰、珠宝玉器等,都需要清洗,有些零件、部件和组件,如压缩机、喷丝嘴等或形状复杂,或盲孔、微孔,只能由超声波清洗,有些规模生产厂甚至采用超声波链式或升降式成套设备。
超声波清洗在表面处理行业的应用
表面处理是轻工行业的组成部分,包含机械零件电镀、金属和非金属机箱柜涂覆、光学玻璃或镜片镀膜等,电镀前后或涂覆前的清洗采用超声波清洗技术已成为一种新的典型工艺,特别是军工电子产品中的一些多芯插座,因质量要求必须进行电镀,而电镀后其质量要求多芯之间必须绝缘,往往因电镀后致使多芯间不绝缘,采用丙酮、酒精等方法浸润清洗后测试其阻值要求无穷大,但达不到质量要求,而采用超声波清洗,经烘干后,则完全达到质量要求。将超声波直接引入电镀还可提高镀液的匀度和镀层的密度。
超声波除油
将黏附有油污的制件放在除油液中,并使除油过程处于一定频率的超声波场作用下的除油过程,称为超声波除油。引入超声波可以强化除油过程、缩短除油时间、提高除油质量、降低化学药品的消耗量。尤其对复杂外形零件、小型精密零件、表面有难除污物的零件及绝缘材料制成的零件有显著的除油效果,可以省去费时的手工劳动,防止零件的损伤。
超声波除油的效果与零件的形状、尺寸、表面油污性质、溶液成分、零件的放置位置等有关,因此,最佳的超声波除油工艺要通过试验确定。超声波除油所用的频率一般为30kHz左右。零件小时,采用高一些的频率;零件大时,采用较低的频率。超声波是直线传播的,难以达到被遮蔽的部分,因此应该使零件在除油槽内旋转或翻动,以使其表面上各个部位都能得到超声波的辐照,受到较好的除油效果。另外超声波除油溶液的浓度和温度要比相应的化学除油和电化学除油低,以免影响超声波的传播,也可减少金属材料表面的腐蚀。
超声波清洗技术在磷化处理中的应用
能使物体表面和缝隙中的污垢迅速剥落,涂装件喷涂层牢固不会返锈。
超声波清洗在铁路段修领域的应用
中国铁道部《三机检修规程》以及铁路系统的一些段修技术规程都涉及到清洗。超声波清洗在铁路系统的应用较为普遍,但用于对列车空调机组、柴油发动机组、机车散热器等大型设备的不拆御清洗则是一个崭新的课题。中国检修客车的车辆段,采用超声波清洗设备对列车空调的不拆御清洗实为首创之举。其劳动强度的减低、清洗质量的提高、环境保护成本的降低、文明生产、现场管理水平的提升,均开创了一个新的局面,但普及水平很低。
超声波清洗在军事装备领域的应用
军事装备不外乎光、机、电类装备或光、机、电一体化装备,军事装备在储备状态下,储存于军事仓库,这些装备在储备、训练、演习状态均免不了尘埃、污垢的吸附、污染,特别是一些复杂的兵器装备靠人工擦拭保养,难度较大,而一旦采用超声波清洗技术保养兵器装备,问题就迎刃而解。《中国电子报》2001.04.17 超声清洗器的作用:超声波清洗器是一种无损无污染的清洗设备。它是利用超声波在液体中的空化作用,产生非常强大的能量,将污粒从物体上剥落以达到清洗之目的;同时超声波在液体化学反应中还能起到加速溶解和乳化作用,并能有效的脱去液体中的气体。
超声波清洗在电镀、喷涂前工艺应用
产品喷涂前处理工艺非常重要,一般的传统工艺使用酸液对工件进行处理,对环境污染较重,工作环境较差,同时,最大的弊端是结构复杂零件酸洗除锈后的残酸很难冲洗干净。工件喷涂后,时间不长,沿着夹缝出现锈蚀现象,破坏涂层表面,严重影响产品外观和内在质量。超声波清洗技术应用到涂装前处理后,不仅能使物体表面和缝隙中的污垢迅速剥落,而且涂装件喷涂层牢固不会返锈。
利用超声波在液体中产生的空化效应,可以清洗掉工件表面沾附的油污,配合适当的清洗剂,可以迅速地对工件表面实现高清洁度的处理。
电镀工艺,对工件表面清洁度要求较高,而超声波清洗技术是能达到此要求的理想技术。利用超声波清洗技术,可以替代溶剂清洗油污;可以替代电解除油;可以替代强酸浸蚀去除碳钢及低合金钢表面的铁锈及氧化皮。

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