一种二元混合清洗工件的方法与流程

1.本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种工件清洗技术。


背景技术：

2.机械制造中常使用铸件制造各种结构件，如电子机械设备中的转台、支撑腿、机柜和机 箱等。铸件表面孔隙较多，电子设备构件结构复杂带有螺纹孔、深孔和盲孔等各种机加工微 孔，受机加工过程中的切削液、电火花油、润滑油或周转、贮存过程中的防锈油脂的污染。
3.上述铸件需要涂装后才能使用，电子设备对涂装前处理清洗除油质量要求为表面水膜破 裂时间≥60s。如不能彻底清洗干净，达不到清洗除油要求，会导致涂层产生气泡、气孔和 涂层结合力不牢等弊病，涂层失效，严重降低涂层的防腐能力。特别是恶劣环境中使用的铸 件，长期经受高温、高湿、高盐雾和高太阳辐射的影响，如处理不彻底，处理质量不高，将 导致涂层快速失效，构件迅速腐蚀，降低产品的环境适应性、可靠性和安全性。
4.普通的铸件涂装前处理方法有化学法、高压水处理法、超声波法、喷砂法、高温烘烤法 和蒸汽清洗等方法或多种方法的组合。这些方法普遍存在处理质量差、易受二次污染、劳动 强度高、生产效率低、工艺成本高的缺点。
5.传统化学法是利用有机或无机清洗溶剂进行浸泡清洗或擦洗，对铸造孔隙和机加工微孔 处理效果较差，劳动强度大。无机清洗剂易残留，存在二次污染，有机溶剂需要更换干净溶 剂多次清洗。
6.高压水处理法清洗效率低、污染严重、清洗对象单一，必须进行烘干处理。
7.超声波法适合清洗中小构件，对大型构件无法适用。如采用无机清洗剂，存在二次污染， 设备成本和消耗成本较高，工艺复杂。
8.喷砂法也就是喷丸法，不适合薄壁构件，对油污的去除能力较差，需结合化学法和高温 烘烤法去油，污染较重。
9.高温烘烤法需结合其他方法去除油污，能耗高，生产效率低，清洗质量差。
10.传统的铸件蒸汽清洗采用水蒸汽作为主要的清洗介质，是较为高效的清洗方法。在高温 水蒸汽的作用下，铸件表面和孔隙中的油污在水中的溶解度随着温度提高，易于流动，在高 压蒸汽的吹扫下被高效地清除。
11.《建设机械技术与管理》中的《饱和蒸汽清洗在机械制造行业的优势及应用》公开了一 种蒸汽清洗方法，采用饱和蒸汽的高温及高压对零件表面的油膜、油渍污垢进行清洗。由于 水的表面张力较大，在清洗铸件时较难润湿其微小孔隙，需要反复清洗，清洗时间长，清洗 效率较低，清洗质量受到限制，不能满足铸件高质量油漆涂装的要求。由于铸件微小孔隙未 能彻底清洗干净，涂装后的涂层易产生气泡、气孔和涂层结合力不牢等弊病，导致涂层在恶 劣环境下快速失效，铸件腐蚀的问题。
12.实用新型专利2015205297387《蒸汽清洗机》公开了一种同时具备蒸汽清洗和清洗剂清 洗的蒸汽清洗机，蒸汽出口和清洗剂出口分别通过蒸汽喷枪和清洗剂喷枪这两个喷
枪实现， 操作较复杂，清洗剂浓度不能随意调节，对铸造孔隙和机加工微孔处理效果较差，容易残留， 存在二次污染。


技术实现要素：

13.本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种二元混合清洗工件的方法，为了实现 上述目的，本发明采用了以下技术方案。
14.采用乙醇加料罐(1)储存乙醇，泵至乙醇蒸发罐(2)，温控加热，使乙醇蒸出，经乙 醇蒸汽流量控制阀(3)调整乙醇蒸汽的摩尔比例，由连接管路(8)送入蒸汽混合腔(7)； 采用水加料罐(4)储存水，泵至水蒸发罐(5)，温控加热，使水蒸出，经水蒸汽流量控制 阀(6)调整水蒸汽的摩尔比例，由连接管路(8)送入蒸汽混合腔(7)；采用压力表(9) 监测乙醇蒸发罐(2)、水蒸发罐(5)、蒸汽混合腔(7)的内部压力，乙醇蒸汽和水蒸汽在 蒸汽混合腔(7)混合成二元混合蒸汽，经喷枪(10)喷射清洗工件。
15.进一步的，二元混合蒸汽的温度为130℃～180℃，乙醇的摩尔比例为0％～30％。
16.进一步的，先粗洗，后精洗，再封孔。
17.调整二元混合蒸汽的温度为130℃～160℃，乙醇的摩尔比例为0％～20％，采用较低的 蒸汽温度和较低的乙醇含量，粗洗工件。
18.调整二元混合蒸汽的温度为130℃～180℃，乙醇的摩尔比例为10％～30％，采用较高的 蒸汽温度和较高的乙醇含量，精洗工件。
19.进一步的，采用分子量为2000～5000的环氧类封孔渗透剂。
20.本发明的有益效果：针对铸件孔隙结构具有优异的清洗效果，解决了铸件清洗质量差、 清洗效率低的问题，克服了铸件涂装后涂层易产生气泡、气孔和涂层结合力不牢等弊病；工 艺步骤简便易行，可实施性强，生产效率高，劳动强度低，工艺成本低，避免了无机清洗剂 的二次污染；处理后进行涂装的铸件具备优异的环境适应性，可满足恶劣环境，特别是海洋 环境下和高湿工业环境下铸件的耐蚀要求，满足耐酸性盐雾、耐酸性大气、抗凝露、耐湿热 和耐温度冲击等各种恶劣环境试验考核；清洗后的铸件采用水膜破裂时间检验前处理质量， 经高温190℃、60min烘烤释放孔内残余油脂后，表面水膜破裂时间大于80s。
附图说明
21.图1是二元混合蒸汽清洗装置结构原理图，图2是试验结果对照图。
22.附图标记：1
‑
乙醇加料罐、2
‑
乙醇蒸发罐、3
‑
乙醇蒸汽流量控制阀、4
‑
水加料罐、5
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水 蒸发罐、6
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水蒸汽流量控制阀、7
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蒸汽混合腔、8
‑
连接管路、9
‑
压力表、10
‑
喷枪。
具体实施方式
23.以下结合附图对本发明的技术方案做具体的说明。
24.将乙醇加料罐1、乙醇蒸发罐2、乙醇蒸汽流量控制阀3、水加料罐4、水蒸发罐5、水 蒸汽流量控制阀6、蒸汽混合腔7、连接管路8、压力表9、喷枪(10)组成二元混合蒸汽清 洗装置，如图1所示。
25.实施例1
26.钢铸件zg270
‑
500(gb/t 16253)，质量等级：hb5001
‑
1992ⅲ类c级标准。采用乙醇
验铸件清洗质量。
41.实施例7
42.按实施例1～5、对比例1和对比例2所述的方法进行前处理，并制作涂装样件，分别进 行温度冲击和交变湿热组合试验、恶劣环境耐水性试验、酸性盐雾试验。
43.温度冲击和交变湿热组合试验：依次进行温度冲击(gjb 150.5a，
‑
55℃～70℃，10个 循环)，湿热试验(gjb 150.9a，交变湿热20个循环)，然后观察涂层外观并划格测定附着 力。
44.恶劣环境耐水性试验：按照sj10674方法，在40℃去离子水中浸泡200h，然后观察涂 层外观并划格测定附着力。
45.酸性盐雾试验：按照gjb 150.11a方法，试验盐溶液ph值为3.5
±
0.5，进行192h酸性 盐雾试验，然后观察涂层外观并划格测定附着力。
46.各试验结果如图2所示。
47.上述作为本发明的实施例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何 修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。