ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сущность ультразвуковой очистки из "Техника мойки изделий в машиностроении Изд.2 " Ультразвуковая очистка имеет значительные преимущества перед другими способами сокращение времени процесса, высокое качество очистки поверхности и удовлетворительная очистка деталей сложной конфигурации. [c.190] Ультразвуковая очистка производится в жидкостной среде, назначение которой может быть двояким — либо растворять загрязнения, либо переводить их во взвешенное состояние. Как и в первом, так и во втором случаях поверхность деталей освобождается от загрязнений. Исследования по ультразвуковой очистке в водной среде, а также в трихлорэтилене, перхлорэтилене, бензине, ацетоне, этиловом спирте и т. п. показали, что очистку минеральных загрязнений целесообразно проводить в воде, так как при барботировании последней повышается интенсивность ультразвуковой очистки и значительно сокращается длительность процесса. [c.190] Для очистки от жировых загрязнений наиболее целесообразно применение трихлорэтилена как по качеству чистоты получаемых поверхностей, так и в смысле его негорючести, взрыво-и пожаробезопасности. Барботирование здесь не рекомендуется, так как в отличие от воды воздух имеет повышенную растворимость в органических жидкостях. Однако последние имеют существенное преимущество — возможность осуществления замкнутого цикла вследствие их хорошей дистилляции. Кроме того, возможность попутного споласкивания очищенных деталей способствует получению деталей с высокой степенью очистки. Это объясняется тем, что поверхности очищенных в органических растворителях деталей имеют высокую адсорбционную способность, приводящую к вторичному загрязнению. При отсутствии споласкивания это нужно учитывать при установлении длительности процесса очистки. [c.190] Ультразвуковое воздействие на поверхность деталей зависит не от кавитационного действия пузырьков, а от вторичного эффекта — гидродинамических потоков, возникающих в акустическом поле, которые открывают и уносят в растворенном виде частицы загрязнений, очищая тем самым поверхность детали. Из сказанного следует для ультразвукового обезжиривания в органических растворителях можно использовать акустическое поле низкой частоты (0,1 кгц), которое легко получается от обычного электромагнитного излучателя, питаемого от промышленной сети, причем специального оборудования для ультразвуковой обработки (генераторы, преобразователи) не требуется. [c.191] Частота ультразвуковых колебаний, применяемых при очистке, зависит как от величины и геометрии самих деталей, так и от количества загрязнений, приходящихся на единицу площади. Чем больше размеры загрязняемых частиц детали, тем ниже должна быть частота колебаний чем выше требования, предъявляемые к точности деталей, тем выше рекомендуемая частота ультразвуковых колебаний. [c.191] При низких частотах достигается лучшее качество очистки, меньше затрачивается энергии на процесс, отсутствует ультразвуковая тень. Это объясняется тем обстоятельством, что с повышением частоты звука длина звуковых волн уменьшается и в конечном итоге при длинах волн, соизмеримых с длинами световых волн, возникают области ультразвуковой тени, где отсутствует кавитация, и следовательно, очистка поверхности. [c.191] Различают три способа ультразвуковой очистки импульсный, одновременный и непрерывно-последовательный. Импульсный способ эффективнее и экономичнее других при высоких частотах (300—500 кгц) и мощностях. Одновременный и непрерывно-последовательный способы применяются при частотах 10—20 кгц. При одновременном способе детали погружаются в ультразвуковую ванну так, чтобы они были обращены загрязненными участками к источникам колебаний. Затем детали поворачиваются, чтобы на место очищенных участков стали загрязненные и т. д. — до полной очистки. При непрерывно-последовательном способе очистки деталь постепенно проходит зону ультразвуковой очистки, причем в ванне находится только озвучиваемая в данный момент часть поверхности. [c.191] Детали с кривой наружной поверхностью следует располагать нормально к поверхности излучателя для получения наиболее эффективного очистного действия. Когда по тем или иным причинам наружное ультразвуковое поле оказывает недостаточный очистной эффект на внутренние поверхности (пазы, карманы, масляные каналы и т. д.), используют погружные преобразователи, представляющие собой тонкий металлический наконечник, жестко скрепленный с преобразователем. Применяются также специальные устройства (например, в установке УЗС-6), с помощью которых может вращаться или перемещаться наконечник, прикрепленный к преобразователю ПМС-7 в те места детали, которые трудно поддаются обычным методам ультразвуковой очистки. [c.192] При проектировании схем установок ультразвуковой очистки рекомендуется рассчитывать оптимальную удельную мощность преобразователя в пределах 1,5—2 eml M . При удельных мощностях свыше 5 вгп/см преобразователи требуется искусственно охлаждать, что усложняет конструкцию установок. [c.192] При повышении температуры раствора до 60—85° С скорость очистки возрастает, а при наличии также и циркуляции (перекачки) значительно улучшается качество очистки. Повышение температуры до 80—85° С приводит к уменьшению поверхностного натяжения жидкости, что способствует возникновению кавитации. Однако доводить температуру моющих растворов до кипения нельзя, так как при этом повышается давление пара в кавитационных пузырьках, что приводит к снижению скоростей смыкания пузырьков, т. е. к уменьшению импульсов гидравлических ударов, а в конечном счете — к снижению моющего эффекта. [c.192] При очистке деталей методом ультразвукового травления происходит следующее. Кислота проникает в поры и трещины окалины или ржавчины, частично разрыхляя и растворяя при этом окислы металлов. Резкие пульсации давлений, возникающие в звуковом поле, способствуют отслаиванию этих окислов от основного металла. Однако это явление — не единственная причина очистки. Повышение температуры при поглощении ультразвуковых волн также способствует отслаиванию окислов вследствие разных коэффициентов теплового расширения последних и основного металла. Кроме того, электрические разряды, возникающие в результате разности потенциалов между,стенками кавитационных пузырьков, вызывают вторичный химический эффект — образование легко удаляемых перекиси водорода, окислов азота и т. д. вместо рыхлого вещества окалины. [c.192] Вызывающая реЭкую смену давлений, способствует быстрой и полной очистке от остатков окалины. [c.193] Выбор продолжительности ультразвуковой очистки является также ответственным моментом в технологии ультразвуковой очистки, так как малая продолжительность процесса приводит к низкому качеству очистки, а чрезмерная — к эрозии материала. [c.193] Наиболее широко применяемые в настоящее время на предприятиях способы травления деталей имеют ряд недостатков быстрое ухудшение свойств травильного раствора в результате образования солей металлов, малая экономичность процесса вследствие сложности регенерации отработанных растворов, возможность перетравливания деталей при анодном и наводорожи-вания при катодном электролитическом травлении для предотвращения последнего явления используются свинцовые соли, а необходимость их удаления значительно усложняет процесс. Перечисленные недостатки можно ликвидировать при использовании ультразвукового травления. Широкие исследования, проведенные в области ультразвукового травления, выявили целый ряд преимуществ этого вида травления экономичность, эффективность, хорошее качество и т. д. [c.193] в Одесском политехническом институте производились опыты по ультразвуковому травлению катаной проволоки (сталь 70) при частоте 18—50 кгц и мощности генератора 2,5 кет. В качестве травильных растворов были использованы серная кислота с ингибитором Уникол , присадка ЧМ (0,1%) и соляная кислота. [c.193] Для обоих травильных растворов изменение частоты в пределах 18—50 кгц не имело существенного значения. [c.194] Гущиным, Г. В. Земсковым и другими исследователями был предложен более оптимальный травильный состав 10%-ный раствор серной кислоты и 3—4% хлористого натрия. Для предотвращения наводороживания в результате травления рекомендуется дальнейшая ультразвуковая промывка в воде. [c.194] Для ультразвукового травления ленты из стали 10 (толщиной 1—1,5 мм) электролитическим способом использовался состав из 18% раствора серной кислоты и. 3% раствора хлористого натрия при / = 55° С и плотности тока 5 а дм . При этом время травления составило всего 3 сек. Контроль качества очистки осуществлялся замером контактного сопротивления. Если до травления величина сопротивления составляла 100—2000 ом, то после травления снижалась до 0,014 ом. [c.194] Для достижения высокого качества очистки трубопроводов из стали 1Х18Н9Т (диаметр в свету 4—16 мм, толщина 1—2 мм) использовался травильный раствор, содержащий 10% азотной, 10% серной кислот и 50 г л фтористого калия с последующей ультразвуковой промывкой в воде. Промывочная ванна имела шесть встроенных вибраторов ПМС-6, детали укладывались непосредственно на пластины вибраторов. Продолжительность очистки составляла несколько секунд, причем конфигурация деталей на качество очистки не влияла. [c.194] Для ультразвукового травления трубопроводов из стали Я1Т со впаянными штуцерами из стали ЭИ736 использовался раствор следующего состава серной кисдоты 80—100 г л, азотной — 130—140 г л, фтористоводородной — 40—60 г л. [c.194] Вернуться к основной статье