超声波清洗的典型应用与经济效益

Ｉ指标、部位 国内 国外
油道
５—１０ ５—１０
其使用寿命与柴油机效率均有明显 提高，因而很有推广价值。
②缸体缸盖 以柴油机６缸缸体为例。外形尺 寸８０８×３２０×３７５ｍｍ，重量约 １ ７５ｋｇ．属典型复杂件。要求洗净油 道（纵、横、斜）内腔与螺纹处的油 污、切屑、锈蚀等，且不影响缸体滚 胶密封。 据了解，目前国外常用清洗方 法，主要有（ａ）超声波清洗＋常温 常压冲洗（５。０ｃ，Ｏ ６Ｍｐａ）。工艺复 杂，投八大，占地多。（ｂｊ高温高压 冲洗（７５～９伊ｃ．６—８Ｍｐａ）。投入过 大．维护、维修难度大，尚有压力不 稳定之嫌．国内企业难以承受。本 公司凭借自主开发的超声波清洗技 术优势．针对某厂清洗现场综合条 件．提出超声波清洗工艺方案．会同 企业有关部门进行生产现场实物清 洗试验，并不断改进优化．经质检部 门多次检测认定，结论清洁度达到 或优于技术标准．本方案可行，同意 推广应用。另一个典型复杂件缸盖 利用超声波清洗清洁度同样达标 （杂质总量：进汽道厦油道７０ｍｇ，水 套５００ｍｇ）台格。 ③转向器壳体 清洁度要求不超过２０ｍｇ．经在 线超声波清洗，实测量仅５—６ｍｇ． 效果非常明显。 ２ ４药芯焊丝钢带应用 药芯焊丝．顾名思义是”铁包 药”，有缝焊丝的意思。生产中在填 充粉剂前钢带需经超声波去除油污 锈蚀洁净处理。经验表明．前清洗与
料结构时的难题。然而先进的超声 波清洗工艺技术，使这一难题迎刃 而解，并可取得经济社会环境“三 赢效果，深受广大客户认同与赞 许。为满足冷凝器高清洁度和良好 外观商业价值（翅Ｈ表面无白斑，铜 管表面光亮如初，不变色）的要求 超声洗／漂，专用无磷清洗液以及 能完成摆动倾倒等动作的专用夹具 配备是值得关注之处。频率４０ｋＨｚ． 功率随需而定，节拍１０ｍｍ．清洗废 液可直排。需求决定市场。随着八 世后国内汽车冷藏车、家电等行业 的蓬勃发展．产品的走出国门以及 飞机的公交化和城市问摆式、轮轨 式或磁悬浮高速列车的开通．未来 空调的生产量与日俱增．相应的冷 凝器超声波清洗新工艺的推广应用 终将势不可当。
膜化已成为一种发展趋势。 经验表明，对大件或小时产量
高的情况．超声波大功率组台应用 是关键．只有在解决了多台设备同 时工作，互相干扰而导致电源损坏 的问题以及换能器损坏的问题之后． 其设备才能称之为是可靠的。比如 单机功率２Ｋｗ，经组合后达２０Ｋｗ． ｆ本案例的）４０Ｋｗ，６０Ｋｗ，８。｜（Ｗ等。
②塔吊肖轴及汽车轮胎高强度 螺栓螺母的单一超声波磷化处理。 功率３Ｋｗ．频率２５ｋＨｚ专用磷化液， 生产节拍５ｍｍ，膜后５¨ｍ以上。单 一磷化厚膜为佳。客户对处理中的 评价在增加美观的同时．防锈能力 有明显提高．具有较大的推广应用 潜力和市场增长性。其他如工程机 械与枪支武器零件的超声波磷化处 理项目正在进行中．故从略。
２ ６超声波磷化 采用超声波磷化工艺有助于结 晶细致、膜层致密、孔隙率低成形 快、防腐能力强等．在去除油污锈蚀 的同时完成磷化处理．既缩短工艺 流程．提高工效（５～６倍），又减少 作业面积。实践表明，采用超声波磷 化技术并辅以相应的综台处理工艺， 可以彻底避免传统磷化时存在的磷 化速度慢膜层欠均匀．边角孔隙磷 化不上等弊端，这对改善和解决当 前汽车、摩托车家电等漆膜质量欠 佳或某些单一磷化处理件的防锈能 力的改善有重要意义。在广大中小 企业或表面处理协作中心的技术改 造中具有定的推广价值。技改是 适合我国国情的一种更新方式。 ①轻型车架【６ ９ ｘ１ ２×Ｏ ４ｍ） 漆前超声波磷化处理．采用三台一 处理液，超声功率４０Ｋｗ，超声频率 ２５ＫＨｚ，生产节拍５ｍｍ．磷化膜厚度 ３—５ ｕ ｍ，达国家涂装质量标准。今 天．在涂装行业中，磷化处理要求薄
２ １脱脂除积碳去锈应用 包括乳化油、润滑油、防锈油及
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各种积碳锈蚀去除。生产实践指出． 采用环保型中性专用金属清洗剂、 ２５ＫＨｚ或２８ＫＨｚ超声波清洗方式，无 论在除油效果和除油效率上比起传 统方式来优势明显。比如各种油封 零件及油淬零件（如各种炮弹）的脱 脂除油ｉ真空渗碳件．气体渗碳件以 及柴油机轴承等的碳黑去除～般只 需３～５ｍＩｎ。超声波清洗几乎可以囊 括一切需要清洗的零件，如机电、汽 摩、轻纺．家电以及仪器仪表．渔需 零件、印刷机零件、化纤、液压零件 等．且效果极佳，尤其适于大规模清 洗。对一般常规方法难以达到的清 洁度要求．以及几何形状复杂．带有 各种深孔、窄缝空腔内壁的清洗物 件，其超声波清洗效果更为明显。 在超声波除锈方面．若辅以先进清 洗工艺，可以用弱酸取代强酸．可保 证对各种形状尺寸的工件型材实施 快速彻底．少污染地除去锈蚀．效率 高．质量好．对量大面广件还适于大 工业在线处理．其发展空间广阔。
２ ５空调冷凝器应用 清洗目的：除油脱脂。为去除冷 凝器铝合金翅片窄缝表面及铜管内 外壁残留的润滑剂等油垢污物，长 期以来大量沿用三氯乙烯等有机溶 剂作为清洗介质．价贵、污染性强、 工人劳动条件差．已被我国政府限 时禁用．为人所知。有机溶剂因其被 释放到大气时受太阳光ｕＶ—ｃ的照 射．分解出ｃｌ／Ｂｒ·自由基．每一个 ｃ｛·自由基可以摧毁１０万个０，分子， 由此连同其它温室气体如工业废气、 飞机排气等的不断增加，致使地球 现在比过去２０００年的任何时候都要 热。众所周知．铝合金等轻金属对 于不洁物反应灵敏．这是制造铝材
２ ３汽车零部件应用 资料表明．交通运输设备制造 业是我国工业企业盈利增长的五大 行业之。例如．在汽车行业，去年 我国轿车销量首次攀升至１∞万辆． 今年头６个月中轿车销售与去年同 期相比飙升了８５％．势头汹涌．而 其产量则达２５０万辆以上。相应的包 括汽缸活塞、缸体缸盖与换向器等 零部件产量蔚为可观，其超声波清 洗的应用前景十分广阔。 ①活塞 要求有效地对轿车、摩托车活 塞内外表面及油道进行彻底清洗， 确保其清洁干燥。比如，轿车汽油 机活塞清洗可制定６工位清洗过程． 即可满足清洁度要求（含尘量≤１． ５ｍｇ／件）。作业中，超声洗／漂，油 道防锈及装出料方式是取得良好清 洗效果的主要掌控点。火车与重卡 柴油机活塞顶经超声波彻底清洗后 施以金属（ＮＩ）一陶瓷镀层（ｚｒＯ，）．
等的阳极氧化）工艺过程中采用超 声波前情况同样是提供高清洁度表 面的最佳方法。通常．超声功率３Ｋｗ．超声频率２８ＫＨｚ，清洗工序数 １０～１ ２道，节拍５ｍ｜ｎ。实际操作中 应将超声波洗／漂活化、超声去 离子水脱水视作质保的着力点，并 使产品质量全过程始终处于受控状 态中。近两年来．三士超声波清洗 脉ｊ十电镀一后处理成套设备之所以 能从电镀行业的一个市场后来者 一跃而为领先者，客户青睐有加． 其中超声波清洗的珠联璧台．功不 可设。
１．超声波清洗的
原理和特点
－－１原理 由超声波发生器产生的高频电 信号，通过换能器在清洗液中转换 成强有力的超声波振动．凭借其“空 化”．”乳化”作用及ｊ十击波来达到清 洗污物的目的。超声波是一种波．波 就有波峰与波谷．在波谷处形成微 气泡而在波峰处气泡破裂，瞬间释 放能量。在理论上．其瞬间温度与瞬 间压力分别高达上千摄氏度和几百 至几千大气压．由此产生的冲击波 能量是除污的主要因素。 １ ２特点 ｌＧ８Ｔ超声波的特点主要有 ① 洗净比（以剩余残留物表示，％）在 ０ ５以下，其他清洗方法如刷洗蒸 汽洗、浸洗吹洗，依次为８，６５． ７０．８６¨。这就是说．清洗效果以超 声波清洗为最佳。②快速、稳定可
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鼢典型廑厕⑧经济效益
ＴＢ５，Ｆ２２ 月
刘艳武张仁良高大江王春阳（北京三士龙腾电子技术有限责任公司
摘，要本文在简述超声波清洗原理、特点的基础上，从应用研究的角度，阐述７８８７逆变式超声波清洗机／ 线十多年推广应用的典型案倒，并举例说明Ｔ其经济效益。
关键词ｂＢＴ 逆变技术 超声波 清洗 清洁度 应用 效益
２ ２镀覆零件应用 由三士研发的专用超声波预处 理工艺作为镀膜前处理基础工艺环 节．得到了众多客户的认可。镀前的 严格清洗是保证膜层质量的前提条 件与主要因素之一．这已是业界的 一种共识。不锈钢板材表面清除油 污抛光膏及钝化膜等十分有利于 获得人们对闪烁魅力的仿金镀钛板 材的喜爱。同样．飞机发动机耐蚀耐 高温叶片以及各类刀具、模具的耐 磨延寿等都程度不同的显示了前清 洗与膜层品质提升上有先后因果关 系。在一定程度上促使航空航天工 具、装饰等客户企业焕发出盎然生 机起到推波助澜的作用。经验表明． 大量航空零件如插头刹车零件、活 塞筒，弹性衬套等特种电镀（Ａｕ，Ａｇ， 札ｃｒ，ｃｄ，ｚｎ，ｃｕ等与铝合金、钛合金
内腔
＜５０ ３０—５０
螺纹 不应有残留切
同上
万方数据
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药粉配方缝的直线度、拉拔以及表 面防锈处理等后续工序都是确保药 芯焊丝最终质量的主要因素。随着 造船锅炉及压力容器等行业推广 高效节能焊接技术．药芯焊丝将是 ２１世纪重点发展产品，前景广阔…。 针对药芯焊丝钢带的清洗特点，其 整线仅由三道工序即可完成超声 波清洗一热水漂洗一风刀破除水膜 ＋远红外热风干燥。其工艺参数的 优化匹配对确保清洗质量是一个至 关重要的因素。钢带传送设计采用 多重“之“字形。水包钢”特殊结构 型式．洗净”万无～失．无油污、残 余清洗剂、粉尘及水分。传送速度高 达２～３ｍ／ｓ，可谓耗时尽在弹指间。 功率密度７ ５ ｋｗ／ｍ ２，超声频率 ２８ｋＨｚ，特种清洗剂，该清洗线能与 焊丝生产线灵活适配，在工艺参数 最佳组合的同时实现钢带清洗的高 速连续在线生产。人所共知，当前， 客户不再局限于寻求单台产品和服 务，而是要求把产品和服务集成到 能够满足自身需求的目标中去。该 清洗线即是顺应这一要求的物化结 晶和必备设备。
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二十世纪九十年代初，北京三 士研究所（以下简称“三士”）使用 的新一代ＩＧＢＴ超声波清洗设备在业 界逆变技术史上写下闪亮的笔． 以其新产品开发的突破。带动产品 档次的提升．有很强的时代感和标 志性．获中国专利技术博览会银奖。 产品刚一面市，客户就投来青睐的 眼光。１ ９９２年即有北京整流器厂等 首批客户前来订购。十多年来，该产 品在应用中久经考验，今天仍不失 为一项先进技术。其主要应用市场 涉及机电，汽车、涂装、航空航天、 军械、石化、硅片、ＰｃＢ、轻纺、仪 器仪表．民品机具等行业和部门，取 得了有目共睹的。三赢效果。。三 士制造不但源自享誉业界的自主 知识产权技术，更出自有时间为证 的专业制造经验和独具特色的制造 工艺。诚然，清洗是一门技术．但更 是一种产业。