金属清洗工艺和清洗剂

    金属清洗的目的是把金属表面存在的大量油污及其他污染物基本去除。常常应用于金属加工的工序间清洗工艺及金属产品封存结束后，使用前的去除防锈油脂的清洗工艺。因此，金属清洗剂也归属于金属加工用油。

金属零部件在制造过程中难免会附着各类污垢，主要有：加工过程中沾染的润滑剂、切削油剂、热处理后的残盐、搬运和检验过程中接触的手汗、各工序间散落的尘土以及残留或污染了的防锈油脂等，这些污垢会影响产品的精度和使用性能，必须加以清洗。

一、金属清洗工艺

     金属清洗工艺，目前主要有超声波清洗、浸泡清洗、溶剂蒸汽清洗、电解清洗、高压水射流清洗、气相清洗等，其中以超声波清洗和喷射清洗最为普遍。

1、超声波清洗。有效的强化清洗方法，适用于精密清洗要求。优点是操作简单、清洗质量高、清洗速度快、能清洗有空腔和沟槽等形状复杂的零件，易于实现机械化和自动化。缺点是一次性投资较高。超声波清洗利用了超声波在液体中的空化效应。在超声波的作用下，液体分子时而受拉，时而受压，形成一个个微小的空化泡，由于空化泡的内外压力差十分悬殊,空化泡破裂时会产生局部液力冲击波(压力可达几百个大气压),在这种压力下黏附在金属表面的各类污染物会被剥落。同时，在超声场的作用下，清洗液的脉动和搅拌加剧，溶解和乳化加速，从而强化两清洗。

2、喷射清洗。喷射清洗的对象是大型的、不易搬动的或结构决定它不适合浸泡在液槽中时，需要把清洗液喷射或用刷子蘸取的方法使清洗对象表面湿润，然后进行清洗和冲洗，此即喷射清洗。

3、浸泡清洗。将清洗对象放在清洗液中浸泡、湿润而洗净，属湿式清洗。

4、溶剂蒸汽清洗。利用有机溶剂进行清洗的方法。

5、电解清洗和高压水射流清洗。利用电解作用将金属表面的污垢去除的清洗方式。高压水射流清洗与传统清洗相比，前者不会损伤被清洗物的基体，而且除锈、除漆及加工遗留的毛刺。

二、金属加工过程中主要的清洗工序

机械加工的中间工序、精加工与组装工序的清洗。主要采用喷雾和摇动两种清洗方式。喷雾清洗又有采用水溶性洗涤剂和溶剂两种。

1、机械加工中间工序清洗工序

使用水溶性洗涤剂时的常规清洗程序，一种是喷雾清洗（碱脱脂）—喷雾清洗（水洗）—喷雾清洗（上防锈剂）鼓风—干燥；另一种是摇动浸渍清洗（碱脱脂，防锈剂）鼓风、干燥。

使用有机溶剂时的清洗程序主要有浸渍摇动清洗—喷雾清洗—鼓风；超声波清洗—蒸汽清洗。

2、精加工工序中的清洗程序

板材、线材和链等长条材料，采用有机溶剂或碱性洗涤剂的喷雾方式。组装后的清洗一般采用溶剂清洗方式。

电镀前的预处理清洗，其目的是为了在金属表面上得到附着良好的镀层。

    热处理操作中的清洗，主要是为了清洗黏附大量淬火油的清洗件，通常要经历下列工序；机械加工零件—溶剂喷雾清洗—淬火炉—碱脱脂或溶剂脱脂—热水洗—鼓风—回火炉。

热、冷轧钢板的清洗，一般是在无机金属盐的单体中加入少量的表面活性剂进行电解清洗。

涂漆或粘结前预处理清洗，通常采用浸渍法或喷雾法。程序为；脱脂—水洗（除锈）—后处理—出水洗。铸件酸洗一般用磷酸。

三、金属清洗剂的分类及作用机理

清洗金属表面油污的清洗剂可分为两大类：有机溶剂型清洗剂，主要成分为汽油、煤油、柴油或卤代烃等。水基溶剂清洗剂，主要成份为表面活性剂、碱性物质和水。具有多方面的作用力，如表面活性剂的润湿力、渗透力、乳化力、分散力、增溶力；碱性物质的化学反应力和水的溶解力等。在清洗过程中，根据污垢的性质和特点，可以使用一种或两种以上复配起来组分进行清洗。

对表面活性剂的要求有：清洗和去污作用、泡沫性能、电解作用、化学稳定性、乳化作用、吸附作用和解吸作用。

四、金属清洗剂的要求和应用

金属清洗剂要求有良好的润湿、增溶和乳化等表面活性，有较强的去油能力，清洗后的工件表面没有油膜和油斑；对金属无腐蚀性；对金属有一定的防锈性；有较好的操作性，如操作简便、可在较低温度下使用，易被水冲洗干净、不污染环境、三废处理容易。

目前金属清洗剂的标准有；国家机械行业标准JB/T4323.1-1999和轻工业金属清洗剂行业标准QB/T2117-1995等。JB/T4323.1-1999以水基金属清洗剂为主，产品有液状、粉状和膏状等形式，分为，高效性、防锈低泡性和常温性。

五、金属清洗剂的品种

1、酸性化学清洗剂。指三酸等无机化学试剂利用其酸性化学性质对油污起化学反应，以及反应后放出的气体促进油污从金属表面脱离。一般仅用于黑色金属的清洗。该清洗剂对环境、人体伤害较大，已趋于淘汰。

2、碱性化学清洗剂。指用烧碱等碱化学进行清洗，利用碱对油污的分散作用而达到清洗效果的清洗剂。它的常温清洗效果差，通常加热到80℃清洗。碱性化学清洗剂对有空和有折边的零部件清洗不彻底、对重油污和较粘稠油污清洗效果差、清洗时产生化学反应，只能清洗黑色金属、要加温使用、对皮肤伤害大、对动植物油污清洗佳，对矿物油污效果差。

3、水基型清洗剂。指由表面活性剂、助剂和软水按一定比例复配而成的清洗剂，以中性、弱碱性为主。它是利用表面活性剂的乳化、渗透、分散与抗沉积的能力对油污进行清洗。优点在于对动植物油污和矿物型油污都能清洗、对金属无任何化学反应、黑色有色金属都能清洗、活性渗透性强，对死角清洗有利。

4、半水基型清洗剂。指以水和溶剂为清洗介质的清洗剂。利用活性物的乳化效果，配成W/O水包油或O/W油包水型乳化状清洗剂。它结合了水基和油基清洗剂的优点（目前存在推广不力的问题）。

5、溶剂型清洗剂。指有机溶剂如酒精、汽油、煤油、柴油、三氯乙烯等组成的清洗剂。清洗效果好，但对水性脏污无法清洗，如手印等。

金属清洗剂有向脱脂清洗剂、环保清洗剂等特种品种发展的趋势。