книги из ГПНТБ / Лисовская Э.П. Физико-химические методы очистки поверхности деталей и изделий в судостроении обзор

лением к сопловым аппаратам. Каждая емкость разделена гер­ метичной перегородкой на отсеки А и Б, соединенные между собой перепускными трубами 10 и 18, оборудованными задвиж­ ками 9 и 19. В напорных и сливных линиях машины установ­ лены задвижки 7, 4, 1 и 20 для переключения машины с ре­ жима основной промывки на режим чистовой и наоборот. Д л я более качественной промывки обрабатываемое изделие совер-

Рис. 19. Схема струйной моечной машины для промывки деталей и уз­ лов двигателей.

шает возвратно-поступательное перемещение в продольном на­ правлении на специальной тележке, а сопловые аппараты пере­ мещаются в поперечном направлении.

После загрузки изделия в промывочную камеру закрывают­ ся задвижки / и 20 и открываются задвижки 7 и 4, включаются механизмы перемещения тележки с обрабатываемым изделием и сопловых аппаратов, а затем и насосная установка /7. Мою­ щий раствор.насосной установкой / / подается из отсека Б ба­ ка 13 через фильтр 12 к сопловым аппаратам 2 и 5, откуда вы­ брасывается под давлением с большой скоростью и промывает обрабатываемое изделие. Отработанный раствор, смешанный с масляной эмульсией и твердыми загрязнениями, сливается через сливной патрубок 8 в отсек А емкости 13. В этом .же отсеке

133

происходит распад эмульсии на моющий раствор и масло. Мас­ ло и расплавленная консервирующая смазка собираются в верх­ ней части отсека над раствором, твердые загрязнения оседают на дно, а очищенный моющий раствор поступает через пере­ пускную трубу 10 в отсек Б. Для периодического освобождения •отсека А от собравшегося масла закрывают задвижку 9 пере­ пускной трубы 10 я в отсек А перекачивают из отсека Б такое количество раствора, чтобы масляный слой поднялся до уровня сливного патрубка, через который масло сливается в маслоприемник 14.

По такому же принципу работает моечная машина в режиме чистовой промывки с той лишь разницей, что в работу включа­ ется емкость 15, при этом закрываются задвижки 7 и 4 и от­ крываются задвижки / и 20, включается насосная установка 17.

трализацию и пассивирование в 1%-ном водном растворе бихромата калия.

В [148] рекомендуется применять для очистки от нагарообразных загрязнений 1-—2,5%-ный раствор препарата МЛ-52 при температуре 60—95° С.

Ультразвуковая очистка топливных фильтров от продуктов полимеризации смол и других технологических загрязнений про­ изводится [60] в среде метиленхлорида в ванне с одновремен­ ным вращением фильтра от струи метиленхлорида, подаваемой на очищаемую поверхность. Длительность очистки 1,5—3 мин.

Очистка клапанов двигателей внутреннего сгорания произ­ водится по [209] путем предварительного обезжиривания с по­ следующей обработкой в течение 20—30 мин в кипящем (102— 107°С) растворе, содержащем (% по массе):

3.6. Очистка деталей морских приборов

Специфичность операций в данной области определяется, прежде всего, условиями очистки (химическое воздействие не­ допустимо), а также весьма высокими требованиями к качеству

334

очищенной поверхности. В соответствии с разнообразием объек­ тов, требований к степени чистоты и характеру загрязнений подвергаемые очистке детали, узлы и изделия морского прибо­ ростроения могут быть приближенно сведены в следующие группы:

— детали и узлы точных приборов и механизмов — раздель­ но и в сборе (приборные детали);

—детали и узлы радиотехнических и электронных схем и микроэлектронных устройств;

—корпусные детали и узлы.

3.6.1. Очистка приборных деталей

Очистка готовых деталей приборов и точных механизмов, а в особенности узлов в сборе перед их установкой в приборы, производится, в основном, в органических растворителях, так как водные растворы, даже обладающие пассивирующим дей­ ствием, могут послужить причиной последующей коррозии при­ боров и механизмов при хранении и в эксплуатации. Для пред­ варительной очистки заготовок, отдельных приборных деталей, а также и для подготовки приборных деталей под гальваниче­ ские или конверсионные покрытая применяют водные щелочные растворы с последующей пассивацией.

В современных условиях, как правило, очистка деталей и уз­ лов приборов интенсифицируется введением ультразвуковых ко­ лебаний, что позволяет сократить общую длительность опера­ ции и, что особенно важно, позволяет производить очистку слож­ ных узлов без разборки, так как под воздействием ультразву­ ковых колебаний органические растворители проникают в весь­ ма узкие зазоры и щели и активно извлекают из них жировые и масляные загрязнения.

Для выполнения ультразвуковой очистки создано большое число различных универсальных и специализированных устано­ вок (табл. 36). Так, очистку приборных деталей от масляных, щелочных и кислотных загрязнений производят в четырехпозиционном ультразвуковом агрегате УЗА-ЭП, снабженном тремя ультразвуковыми ваннами емкостью по 25 л каждая. Ванны оснащены преобразователями, работающими на частоте 20— 40 кГц при силе тока 10 А и напряжении 350 В от генератора УЗГ-6. Очищаемые детали размерами 300X200X100 мм, загру­ жаемые в кассеты, перемещаются при помощи конвейера, под­

шестипозиционного агрегата ИО86.015, снабженного тремя уль­ тразвуковыми ваннами. На позиции I производят предваритель­ ную очистку с помощью гидродинамических потоков, создавае-

135

| -Ф- -Ф-

Рис. 20. Ультразвуковая установка УЗУ4-0.1-0 для очистки и обезжиривания мелких деталей.

12—20 А, напряжение до 300 В, частота 22 кГц). Габаритные размеры установки 1000X500X200 мм, масса 60 кг;

—установка УЗУЗ-0,1 с ванной емкостью 6 л и генератором УЗГ4-0.1 мощностью 0,1 кВт (сила тока 18 А, напряжение до 350 В, частота 20—25 кГц). Ванна установки состоит из двух отсеков — в одном производится ультразвуковая очистка, в дру­ гом промывка. В установке применены пьезокерамические пре­ образователи ЦМС-19. Раствор фильтруется через металлокерамические фильтры. Габаритные размеры установки 900X600X Х200 мм, масса 70 кг;

—установка УМЗ-0,1 с ультразвуковой ванной емкостью 5—10 л и генератором УЗГ4-0.1 мощностью 0,1 кВт (сила тока 12—18 А, напряжение до 350 В, частота 18—20 кГц). Установка имеет ванну для пассивирования (без ультразвука) емкостью 5—10 л. Габаритные размеры установки 850X600X200 мм, мас­ са 70 кг;

—ультразвуковая установка УЗУ 1-0,25-0 (рис. 21) со смен­ ными ультразвуковыми ваннами емкостью 1, 3, 5, 10 л и ван­

нами такой же емкости для пассивирования. Установка осна­ щена двумя излучателями и генератором УМ1-0.25 мощностью 0,25 кВт (сила тока 12—18 А, напряжение до 400 В, частота 20—25 кГц). Габаритные размеры установки 900X700X250 мм, масса 80 кг.

138

Ультразвуковая очистка деталей приборов от жировых за­ грязнений успешно осуществляется в среде метиленхлорида.

Операция производится в двух ваннах. В первой — предва­ рительной очистки с ультразвуком — изделие находится 1,5— 3 мин, затем переносится во вторую ультразвуковую ванну, где находится 1,5 мин. Загрузку и выгрузку деталей производят в металлических сетчатых корзинках. Специализированная уста­ новка для ультразвуковой очистки деталей приборов позволяет

Рис. 21. Ультразвуковая установка УЗУ1-0.25-0 для очистки и обезжири­ вания мелких деталей.

промывать детали размерами до 300X300X200 мм. Установка снабжена устройством для очистки загрязненного метиленхло­ рида дистилляцией.

3.6.2. Очистка деталей электронной техники

Очистка поверхности деталей электронной техники — полу­ проводниковых и электровакуумных приборов значительно слож­ ней очистки деталей и узлов точных приборов, так как требует достижения значительно более, высокой степени чистоты, что вызывается требованиями к эксплуатационным свойствам дета­ лей и изделий из них [153]—[155].

Применяемые для очистки и обезжиривания таких деталей вещества и составы должны сами иметь высокую чистоту (деионизованная или дистиллированная вода, дистиллированные растворители, соли квалификации «реактив» или «ч.д. а.» и т. д.

В качестве моющих сред применяются органические раство­ рители, а в последние годы — водные щелочные растворы, со­ держащие ПАВ (преимущественно неионогенные). Очистка и обезжиривание в растворах частоинтенсифицируются наложе­ нием электрического тока или ультразвуковых колебаний, а ино­ гда дополняются другими физическими и химическими воздей-

139

ствиями (травление, термическая обработка) на поверхность для предельно полного удаления с нее загрязнений.

В морском приборостроении с очисткой деталей электрова­ куумных приборов практически не встречаются, так какобычно используют готовую продукцию электровакуумной промышлен­ ности, но очистка поверхности полупроводниковых приборов, сборка микроминиатюрных гибридных, интегральных и других схем и их элементов занимает на предприятиях морского при­ боростроения заметное место. Технологические процессы очист­ ки и применяемые составы не имеют какой-либо специфики и не отличаются от общепринятых в электронной и радиотехни­ ческой промышленности. В частности, все шире применяются ультразвуковая очистка, для которой разработан ряд промыш­ ленных установок.

Так, например, обезжиривание и промывка с последующей просушкой деталей полупроводниковых и вакуумных приборов, загружаемых в кассеты, производится с помощью трехпозиционного ультразвукового агрегата ИО86.008, снабженного двумя ультразвуковыми ваннами емкостью по 1 л. Рабочая частота преобразователя 17—30 кГц при силе тока 10 А- и напряжении 250 В. Перенос кассет из ванны в ванну, а затем в сушильную печь производят вручную.

Для той же цели служит четырехпозиционный ультразвуко­ вой агрегат УКД, включающий в себя три ультразвуковых ван­ ны. Мелкие керамические детали загружаются в кассеты, кото­ рые автоматически перемещаются с позиции на позицию. Рабо­ чий раствор нагрет до 60° С. В дно каждой ванны встроены пре­ образователи, работающие на частоте 20—25 кГц при силе тока 10 А и напряжении 350 В (генератор УЗМ-10, мощность 10 кВт).

ультразвуковых колебаний частотой 20—25 кГц и нагреве до

чей проточной водой, затем их сушат горячим воздухом. Одно­ временно загружаются в кассету 500 плат размером 9,6X9,6 мм. Длительность промывки в одной ванне около 5 мин.

3.6.3. Очистка поверхности печатных плат

Печатные платы — детали массового производства в совре­ менной радиотехнике, в том числе широко использующиеся в производстве морских приборов.

Очистка и обезжиривание — операции, постоянно производя­ щиеся как при обработке заготовок печатных плат, так и в про­ цессе их наращивания и монтажа.

140

Основная цель операции — удаление незначительных жиро­ вых и масляных пленок (преимущественно) и механических за­ грязнений (пыли, стружки). Учитывая природу материала плат, применяются смеси органических растворителей и растворы низ­ кой агрессивности — чаще всего водные щелочные.

Так, например, обезжиривание плат из фольгированного ди­ электрика на разных стадиях производства печатных схем про­

печатных плат может быть достигнуто также интенсификацией операции механическими воздействиями. Так, по [156] это до­ стигается тем, что в качестве абразивного инструмента исполь­ зуют круг на поропластовой основе, рабочую поверхность кото­ рого смачивают обезжиривающей жидкостью.

Нарезанные заготовки печатных плат укладывают на движу­ щуюся транспортерную ленту и пропускают под двумя вращаю­ щимися по ходу ленты валами, несущими набор абразивных кругов К37-6-К37-12 на поропластовой основе, рабочую поверх­ ность которых периодически смачивают обезжиривающей жид­ костью следующего состава:

При смачивании рабочей поверхности круга на поропласто­ вой основе происходит размягчение ее на глубину 10—15 мм. Рабочая поверхность круга становится упругой, поэтому при зачистке платы она следует за неровностями на ее поверхности и одинаково снимает необходимый слой фольги, соблюдая чи­ стоту обработки в пределах V 8 — V 9 класса. При такой чистоте •обработки поверхность плат освобождается от окисной пленки и получается наилучшее сцепление обработанной поверхности с поливиниловой эмульсией, защитной краской или эпоксидной маской, наносимыми на поверхность плат в процессе дальней­ шего технологического цикла.

Скорость вращения абразивных кругов 800—1200 об/мин, •скорость движения транспортерной ленты 12—15 м/мин.

141

Остатки окислов и обезжиривающей жидкости удаляются с поверхности плат при дальнейшем движении по наклонной транспортерной ленте с помощью струи воды и вращающейся волосяной щетки.

3.7. Очистка теплоэнергетического оборудования от отложений

Специфичность данной операции заключается в больших площадях, требующих единовременной очистки, в наличии прочносцепленных загрязнений минерального и смешанного (органоминерального) характера и в значительном разнообразии со­ ставов этих загрязнений, что можно видеть из нескольких при­ меров, приведенных в табл. 37.

Таблица 37

Характеристика некоторых отложений, образующихся при эксплуатации котельных агрегатов *

бонат магния

* В периоды простоя во всех элементах оборудования возможнообразование гидратированных окислов железа Fe2 + и Fe3 +.

142