摘要：介绍超声波清洗的原理及清洗的特点，详细叙述了超声波清洗技术的在陶瓷机械行业的实际应用情况，通过举例说明其清洗的工艺流程及效果。
关键词：超声波清洗；超声波清洗机；陶瓷机械；清洗工艺
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2011）18-0284-02
作者简介：彭志军（1983-），男，湖南衡阳人，工艺科员，化工机械助理工程师，本科学历，研究方向：机械设计与制造。
为响应国家“十二五”提出加强企业技术改造，加快应用新技术、新材料、新工艺、新装备改造提升传统产业，提高市场竞争能力的号召。在各行各业如火如荼的展开了新技术、新工艺等的推广应用，在陶瓷机械企业，也正进行着这样的技术革新，例如超声波清洗技术的应用，就是其中重要的一环。
1 超声波清洗原理
利用超声波发生器产生的高于20KHZ的超音频电能，通过换能器转换成同频率机械振动，机械振动通过清洗槽壁向清洗液辐射，并将超声波具有的高能量传递到工件表面污垢中，并造成污垢的解离分散。同时在超声场作用下，清洗液中产生大量气泡，当超声波达到一定声强和频率时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合的瞬间产生冲击波，能在气泡周围产生几十到几百MPA的瞬时高压及局部高温，这种连续不断产生的瞬时高压就象一连串小爆炸不断地轰击物体表面，使物体表面污垢迅速脱落，从而达到对工件清洁净化的目的。
2 超声波清洗特点
由超声波的清洗原理可知，只要工件浸到声场存在的地方，都具有清洗作用。所以很容易将带有复杂外形、内腔和细孔的零部件清洗干净，对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程，在超声波作用下只需3-5分钟即可完成，其速度比传统方法可提高几倍到几十倍，清洁度也能达到高标准。
3 超声波清洗技术在陶瓷机械企业的应用
3.1 陶瓷机械零件特点
（1）工件外形复杂（多种密封槽、细长孔、交叉孔、多规格螺孔遍布整个工件）。
（2）工件种类繁多（既有高精度液压元件也有体形较大的活塞运动件）。
（3）机械加工表面残留铁屑、毛刺、油污、磁粉等多种杂物。
3.2 传统的清洗工艺
传统的清洗工艺：首先将工件放置柴油粗洗池利用砂布、油石、锉刀等工具边用柴油冲洗边手工清洗（去毛刺、清理残留铁屑、磁粉等），然后转移至柴油精洗池用柴油冲刷一段时间，吊出工件用压缩空气将工件吹干，再人工检查工件各方面符合要求，最后用干净布边、丙酮等将工件抹净。这种清洗方式存在的最大问题就是安全隐患。柴油、丙酮等属于易挥发、易燃易爆物质，对周边工作环境提出较高要求。
3.3 超声波清洗工艺流程
根据工件的特点及其安装后的使用状态设计超声波清洗机清洗的工艺流程如下（以XXX型超声波清洗机为例）：
（1）超声波粗洗：利用ULY-D61水基洗净剂，以0.05∶1的比例兑水到超声波水槽，然后根据需清洗工件的大小、厚薄设定设备温度，温度范围为40℃-85℃。一般机加工表面件50℃为宜，同时设定超声波运行的时间（范围为3-5分钟）。清洗时，首先启动系统加温功能键，待温度升高至指定温度后再放入工件启动超声波清洗功能键，至设定的时间后，超声波自动停止，清洗完毕，即可吊出工件。
（2）自来水冲洗：工件吊出超声波水槽后，立即吊到自来水水槽利用加压自来水进行冲洗。由于工件仍残留有上一工序的清洗剂，为防止溶液污染下一工序，所有工件都需经自来水冲洗干净方可进入下一工序。
（3）超声波精洗防锈：利用ULY-377水基防锈剂，以0.025∶1的比例兑水到超声波水槽，待温度升高至50℃左右时，吊入工件启动超声波功能键进行防锈精洗，时间一般为3-5分钟，精洗完成后吊出工件。
（4）压缩空气干燥：利用压缩空气吹干工件，注意检查吹干工件的每一处，保证工件干爽，能达到较好的防锈效果。
3.4 超声波的清洗效果
经超声波清洗后，工件表面的残留铁屑、油污被全部去除，毛刺锐边明显钝化，螺孔和密封槽处的磁粉全部脱落，特别是两孔交叉处与细长孔等常规清洗很难做到的部位也有较好的清洗效果。超声波清洗后的工件，经人工再检查一遍关键位置即可直接投入安装使用，方便快捷。
3.5 超声波清洗与常规人工柴油清洗的对比
表1
3.6 超声波清洗技术应用在其它特殊工件上的探讨
如图1是陶瓷机械中比较常用的一种阀体零件的透视图，其结构特点是孔多细长且错综复杂，常规清洗往往需要多道工序、较长时间的清洗才能达到要求。现尝试使用超声波进行清洗，现场通过调节清洗剂浓度、清洗时间、清洗温度等多种参数，通过多次试验，最后得到一种效果较好的清洗工艺，其清洗效果能基本满足使用的需求，但与之前的清洗工艺相比大大提高了清洗效率，且劳动强度大幅降低，是超声波清洗技术在陶瓷机械企业成功推广应用的又一项典例。
4 结语
本文介绍了超声波清洗技术在陶瓷机械企业的应用情况，通过与常规清洗工艺的对比，突出了超声波清洗技术的优越性，其推广应用的前景值得同行借鉴。
参考文献
［1］陈思忠.超声波清洗技术与进展［J］.洗净技术，2004，（2）.
［2］王家宝.超声波清洗工艺的原理与应用［J］.柴油机设计与制造，2006，（4）.
推荐访问： 超声波 清洗 陶瓷 机械 研究
