材料表面清理和精整要求

1、材料表面清理和精整要求 用物理或化學(xué)的方法除掉金屬表面的油污、氧化皮、銹蝕產(chǎn)物和其它污物，而呈現(xiàn)出具有一定粗糙度或光潔度的清潔的金屬的表面。 金屬及其制品在使用和加工以及存儲過程中，表面會有各種臟物（油污、潤滑劑、氧化皮、腐蝕產(chǎn)物、沙塵、油漆等），或者存在改變了金屬表面的形狀及表面層的組織、結(jié)構(gòu)。 當(dāng)我們對金屬進行表面加工（比如在金屬表面施加涂鍍層的時候），這些表面缺陷會嚴(yán)重影響涂鍍層的致密性以及與基體的結(jié)合強度，甚至造成表面處理的失敗。因此，進行表面處理之前，首先必須把金屬的表面處理成干凈的表面。 表面處理有時候要求基體的表面具有一定的光潔度，有的時候還要求基體的表面有一定的粗糙度。 分類1

2、.按處理方法分類 機械法和化學(xué)法機械法 手工方法動力工具火焰法噴砂、拋丸化學(xué)法 除油除銹表調(diào)磷化鈍化2.按處理材質(zhì)分類金屬材料 非金屬材料 鋼鐵材料有色金屬材料塑料木材水泥一、油污的種類油污按化學(xué)性質(zhì)可分兩類：1、皂化類：所有的植物和動物油脂都屬于皂化類，他它們甘油和高分子有機酸的酯類。它們在堿液的作用下能分解生成溶于水的脂肪酸鹽肥皂和甘油?；瘜W(xué)反應(yīng)如下：（RCOO）3C3H5+NaOHRCOONa+ C3H5 (OH (肥皂) (甘油)2、非皂化類：指的是礦物油，如汽油、潤滑油、柴油、原油等，它們在堿的作用下不起化學(xué)分解反應(yīng)（也就是皂化反應(yīng)），因此稱為非皂化類油脂，能溶于某些溶劑，在一定條件

3、下，與堿形成乳濁液，也可以從基體表面除去。二、除油劑的除油機理除油時我們使用各種除油劑，它們的作用機理時不相同的。歸納起來，有以下幾種:1、皂化作用： 氫氧化鈉和堿性強的鹽類與油脂反應(yīng)生成肥皂和甘油，肥皂和甘油溶于水，而除去油脂。利用皂化作用只能除去動物和植物油脂。常用的皂化劑有：NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3、NaNo2等。2、乳化作用： 使用表面活性劑除油，表面活性劑能顯著降低水的表面張力或水與油之間界面張力，它的分子中既有親水基團，又有親油基團，親油基團與油污分子結(jié)合，而親水基又包圍在外面，形成O/W液滴，分散到液體中，形成乳濁液而除去油污。礦物油等非皂化類油脂只有

4、通過乳化作用才能除去。二、除油劑的除油機理3、潤濕作用：表面活性劑溶液滲入油脂中，并在基體表面分散，減少油脂對基體表面的附著力，使之脫落。4、分散作用：利用分散劑把從基體表面脫落的油脂分散到溶液中，而除去油脂。常用的分散劑除表面活性劑外，還有硅酸鈉、磷酸鈉。5、溶解作用：利用有機溶劑對油脂的溶解作用，把油污除去。很多有機化合物是非極性的或弱極性的，而水是一種強極性的液體，所以多數(shù)有機物不容于水，而易溶于極性弱的有機溶劑中，當(dāng)然極性大的有機物，如乙醇、乙酸等則易溶于水，甚至可以以任何比例于水互溶。三、對除油劑的要求1、除油效果好，成本低。2、對基體物腐蝕、安全、無毒。3、操作方便，容易被水清洗。

5、4、對后續(xù)工序無不良影響。5、便于廢水處理，不致引起公害。物理因素在除油過程中的作用1、攪拌：可以處使油污從工件表面脫落下來，也可以使除油劑于表面充分接觸，并加速油污在溶液中的分散過程，所有這些都可以使除油速度加快。 機械攪拌、空氣攪拌、超聲波清洗2、溫度：溫度升高對除油過程有促進作用，溫度升高時，油脂變軟，有利于除油劑的滲透和潤濕作用，促進油脂脫落合分散，溫度升高還會使酯的水解速度加快，溶液的對流作用增強，這些都有利于除油過程。因此傳統(tǒng)的除油都是在接近沸點的溫度下進行的。 但是高溫除油耗能較高，近年來，低溫除油越來越受到人們的重視。低溫除油對表面活性劑依賴程度很大，要求表面活性劑的濃度高達1

6、3。通常是非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑配合使用，為了促進表面活性劑的溶解，往往還需要加入分散劑（親水基團較多的表面活性劑）。用這樣的除油液在40左右的室溫下就可以有效地除油。第一節(jié)清洗溶劑清洗 溶劑法除油脂，一般是用有機溶劑清洗或是非易燃的鹵代烴蒸氣法。最常見的是采用三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯蒸汽除油脂。蒸汽脫脂速度快，效率高，脫脂干凈徹底，對各類油及脂的去除效果都非常好。在氯代烴中，不管是浸泡還是蒸氣法效果都很好。由于溶劑的危險性以及氯代鹵都有一定的毒性，汽化溫度也較高，再者由于新型水基低堿性清洗劑的出現(xiàn)，溶劑法以及溶劑蒸汽方法現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了。 溶劑清洗溶劑除油是借油脂溶于有機溶

7、劑中以后隨溶劑一起揮發(fā)而去掉油脂。它可以溶解皂化和非皂化油脂。由于有機溶劑只能溶解油脂，而不能溶解油污中的非有機物，因此，溶劑中的臟物在溶劑揮發(fā)后仍會殘留在工件表面上， 對溶劑的要求：(1) 無易燃性；（2）無毒、無刺激性氣味；（3）無腐蝕性；（4）溶劑不分解、不變質(zhì)；（5）溶解油脂能力強、粘度低、比熱小。溶劑清洗常用溶劑：（1）汽油、煤油，價格便宜，溶解弱極性或非極性油脂，溶解油污能力較強，毒性小，是一種用量大、應(yīng)用普遍的有機溶劑。（2）三氯乙烯，不易燃燒，穩(wěn)定，溶解弱極性或非極性油脂，它對大多數(shù)金屬物腐蝕作用，但有一定的毒性，使用時要按一定的操作規(guī)程，在專門的除油設(shè)備中使用。（3）丙酮、酒

8、精，溶解強極性油脂， (4) 四氯化碳，、苯，非極性有機溶劑除油的方法與設(shè)備：用布蘸有機溶劑擦金屬表面，或者使用“除油機”進行。水基清洗劑清洗 酸性清洗劑除油脂是一種應(yīng)用非常廣泛的方法。它利用表面活性劑的乳化、潤濕、滲透原理，并借助于酸腐蝕金屬產(chǎn)生氫氣的機械剝離作用，達到除油脂的目的。酸性清洗劑可在低溫和中溫下使用。低溫一般只能除掉液態(tài)油，中溫就可除掉油和脂，一般只適合于浸泡處理方式。酸性清洗劑主要由表面活性劑（如聚氧乙烯酚醚類非離子型活性劑、陰離子磺酸鈉型）、普通無機酸、緩蝕劑三大部分組成。由于它兼?zhèn)溆谐P與除油脂雙重功能，人們習(xí)慣稱之為“二合一”處理液。 堿液清洗用含有堿性化學(xué)試劑的溶液除

9、去材料表面油污的方法。利用堿和表面活性劑對油脂的皂化作用和乳化作用進行的。除油劑的組分和作用：NaOH：堿性最強的除油劑，與動植物類油脂發(fā)生皂化反應(yīng)，使酯類水解為可溶與水的肥皂和甘油。NaCO3：皂化作用較NaOH弱，但對溶液的PH值優(yōu)良好緩沖作用，對油脂層有緩慢的潤濕和分散作用，對材料腐蝕作用小，比較適合清洗有色金屬。Na3PO4：常用的是十二水磷酸納(Na3PO412H2O)，偏磷酸納(NaPO3)、三聚磷酸納（Na5P3O10）,它們除具有碳酸鈉優(yōu)點外，還具有乳化能力，很容易用水清洗，對硬水有軟化作用，對鋁、鋅等金屬沒有顯著的腐蝕作用。堿液清洗Na2SiO3：俗稱水玻璃或泡花堿，潤濕、乳

10、化和分散作用，對強堿液有緩沖作用，也可用作表面活性劑：表面活性劑 它可促進乳化、分散作用，加快除油過程。這種物質(zhì)分子中的親油端(疏水端)被金屬表面油污所吸附，同時分子中的親水端與堿液中的水分子結(jié)合，從而提高金屬表面在溶液中的潤濕性，使之充分地與堿液接觸。另外，表面活性還可以降低油水界面張力和油滴對金屬表面的親合力，從而促使油滴進入溶液。同時表面活性劑又被吸附在油滴表面形成乳膠體，使溶液中的油滴不會重新聚集，起到對油脂乳化、分散作用。堿液清洗除油劑中常用的表面活性劑有水玻璃、肥皂和烷基芳基聚乙二醇(oP乳化劑)，6501(十二烷基二乙醇酰胺)、6503(十二烷基二乙醇酰胺磷酸脂)及TXl0 (聚

11、氧乙烯辛烷基酚醚)。堿液除油工藝條件：根據(jù)油污狀態(tài)和材料的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)某蛣┙M成和使用條件?；蚺c其它的除油方法配合使用。有色金屬盡量不使用NaOH。為節(jié)約能源，盡量在低溫條件使用從成本考慮，除油劑濃度盡量低。 堿液除油的優(yōu)點是：成本低、無毒、不會燃燒。缺點：生產(chǎn)效率低（除油時間長）。 1. 4、電解除油在堿性除油液中通直流電，把工件作為陰極或陽極，進行短時間電解，而除油的方法。除油原理a、皂化作用及乳化作用b、電極表面的極化作用，降低金屬表面與溶液界面張力c、電極上產(chǎn)生的大量氣泡的迅速撕裂，使油污轉(zhuǎn)變成細(xì)小的油珠而被除掉d、氣泡對溶液還會起到機械攪拌作用，加速除油過程1. 4、電解除油除油方

12、法a、陰極除油：將工件作為陰極陽由不溶性電極材料制成。反應(yīng)式：2H2O + 2e H2 +2OH- 特點：析出氣體為H2，氣泡小，數(shù)量多，面積大，除油效率高，不腐蝕工件。但容易產(chǎn)生氫脆，零件表面上有黑色掛灰。1. 4、電解除油陽極除油：將工件作為陽極，陰極可以使用鋼板。反應(yīng)式： 4OH- 4e - O2 + H20特點：析出氣體為氧氣，氣泡大，數(shù)量少，氧氣的析出使陽極附近PH值下降，降低油脂的皂化反應(yīng)速度，除油效率低，陽極具有溶解性，對金屬有腐蝕性。鋅、錫、銅及其合金不宜用陽極除油。1. 4、電解除油陰陽極交替除油 為解決陰極除油產(chǎn)生氫脆，陽極除油零件被溶解的問題，在實際應(yīng)用當(dāng)中，經(jīng)常采用陰、

13、陽極交替除油的方法，即先用陰極除油，再轉(zhuǎn)為短時間的陽極除油，或是先用陽極除油，再轉(zhuǎn)為陰極除油。超聲波清洗 超聲波清洗機主要由超聲波信號發(fā)生器換能器及清洗槽組成。超聲波信號發(fā)生器產(chǎn)生高頻振蕩信號，通過換能器轉(zhuǎn)換成每秒幾萬次的高頻機械振蕩，在清洗液（介質(zhì)）中形成超聲波，以正壓和負(fù)壓高頻交替變化的方式在清洗液中疏密相間地向前輻射傳播，使清洗液中不斷產(chǎn)生無數(shù)微小氣泡并不斷破裂，這種現(xiàn)象稱之為“空化效應(yīng)”。氣泡破裂時可形成1000個大氣壓以上的瞬間高壓，產(chǎn)生一連串的爆炸釋放出巨大能量，對周圍形成巨大沖擊，從而對工件表面不斷進行沖擊，使工作表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達到工件表面凈化的目的。超聲波清洗

14、機清洗應(yīng)用范圍非常廣泛，主要應(yīng)用于機械、電子、光學(xué)、醫(yī)藥、電鍍、涂裝及真空鍍膜前處理等行業(yè)。特別適用于表面形狀復(fù)雜的零件，如對精密工件上的狹縫、凹槽、深孔、肓孔的清洗，同時能夠清洗掉零件表面油污、銹蝕及氧化皮。特別對制藥行業(yè)各種玻璃制器及內(nèi)外科器械的清洗效果最為理想，不僅能達到清洗的目的，還能對玻璃器皿內(nèi)外壁附著的各種微生物、病菌起到粉碎作用，達到清洗消毒滅菌的作用。 影響超聲波清洗機效果的因素 聲波功率密度：功率密度越高,空化效果越強，清洗效果越好,清洗速度越快。對于難清洗的工件宜采用大功率密度，對于精密工件宜采用小功率密度。超聲波頻率:頻率越低,空化越好,頻率越高,折反射效果越好。對于簡單

15、表面宜采用低頻，對于復(fù)雜表面及深孔盲孔宜采用高頻。 （）清洗溫度:超聲波在4050時空化最好。溫度越高，越有利于污物分解，但當(dāng)溫度達到7080以后，便影響超聲波發(fā)揮作用，降低清洗效果。清洗時間:清洗時間越長效果越好，特殊材料除外。清洗溶液（介質(zhì)）的種類:根據(jù)對象不同，選擇不同的參數(shù)，以達到最好的清洗效果。 其他方法燒灼除油和蒸氣熱洗二氧化碳精密清洗噴射清洗清洗技術(shù)清洗的方法濕法清洗和干法清洗。濕法清洗已經(jīng)在電子工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，清洗主要依靠物理和化學(xué)（溶劑）的作用，如在化學(xué)活性劑吸附、浸透、溶解、離散作用下輔以超聲波、噴淋、旋轉(zhuǎn)、沸騰、蒸氣、搖動等物理作用下去除污漬，這些方法清洗作用和應(yīng)用范

16、圍各有不同，清洗效果也有一定差別。不可避免的存在需后續(xù)工序的烘干。等離子清洗技術(shù)干法清洗等離子清洗技術(shù)為主的清洗技術(shù)已逐步在半導(dǎo)體、電子組裝、精密機械等行業(yè)開始應(yīng)用。因此，有必要了解等離子清洗的機理及其應(yīng)用工藝。 等離子體技術(shù)在本世紀(jì)六十年代起就開始應(yīng)用于化學(xué)合成、薄膜制備、表面處理和精細(xì)化工等領(lǐng)域，在大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路工藝干法化、低溫化方面，在近年來也開發(fā)應(yīng)用了等離子體聚合、等離子體蝕刻、等離子體灰化及等離子體陽極氧化等全干法工藝技術(shù)。 等離子體清洗機理 清洗的重要作用之一是提高膜的附著力，如在Si襯底上沉積Au膜，經(jīng)Ar等離子體處理掉表面的碳?xì)浠衔锖推渌廴?，明顯改善了Au的附著力

17、。 等離子體是正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。由離子、電子、自由激進分子、光子以及中性粒子組成。是物質(zhì)的第四態(tài)。 等離子體清洗通常包括以下過程： a.無機氣體被激發(fā)到等離子態(tài)。 b.氣相物質(zhì)被吸附在固體表面。 c.被吸附基團與固體表面分子反應(yīng)生成產(chǎn)物分子。 d.產(chǎn)物分子解析形成氣相。 e.反應(yīng)殘余物脫離表面。 等離子體清洗機理氣體被激發(fā)到等離子態(tài)有多種方式，如激光、微波、電暈放電、熱電離、弧光放電等多種方式，在電子清洗中，主要是低壓氣體輝光等離子體。一些非聚合性無機氣體（Ar2、N2、H2、O2等）在高頻低壓下被激發(fā)，產(chǎn)生含有離子、激發(fā)態(tài)分子，自由基等多種活性粒子，一般在等離子清洗中，可

18、把活化氣體分為兩類，一類為惰性氣體的等離子體(如Ar2、N2等)；另一類為反應(yīng)性氣體的等離子體(如O2、H2等)。這些活性粒子能與表面材料發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)過程如下：電子-氣體分子-激發(fā)-激發(fā)態(tài)分子-清洗（浸蝕、濺射）離解自由基離子中性分子 在這一過程中等離子體能有效地使材料表面層中產(chǎn)生大量自由基，這種作用在高分子表面特別明顯。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，反應(yīng)性等離子體的研究很早就十分活躍。如，CF4和O2混合的等離子體清洗。我們可以通過控制CF4的流量來控制反應(yīng)的進度。 等離子體清洗針對不同的等離子體，可能都會有一定種類的副產(chǎn)物出現(xiàn)，如四氟化碳與氧的等離子體在和聚合物發(fā)生反應(yīng)裂解成水蒸汽、二氧化碳、和少量氫

19、氟酸，這些氫氟酸是反應(yīng)的副產(chǎn)品，有毒，但可用堿式濕法洗滌器去除。 等離子體清洗的應(yīng)用 清洗效果的兩個實例是去除氧化物以提高釬焊質(zhì)量和去除金屬、陶瓷、及塑料表面有機污染物以改善粘接性能，這是因為玻璃、陶瓷和塑料（如聚丙烯、PTFE等）基本上是沒有極性的，因此這些材料在進行粘合、油漆和涂覆之前要進行表面活化處理。等離子體最初應(yīng)用于硅片及混裝電路的清洗以提高鍵接引線和釬焊的可靠性。如:去除半導(dǎo)體表面的有機污染以保證良好的焊點連接、引線鍵合和金屬化,以及PCB、混裝電路MCMS（多芯片組裝）混裝電路中來自鍵接表面由上一工序留下的有機污染，如殘余焊劑、多余的樹脂等。BGA封裝工藝（Ball Grid A

20、rray）（球柵陣列結(jié)構(gòu)的PCB），它是集成電路采用有機載板的一種封裝法。 在BGA工藝中，對表面清潔和處理都是非常嚴(yán)格的，焊球與基板的連接要求一個潔凈表面以保證焊接的一致性和可靠性。等離子體處理它可以保證不留痕跡，BGA焊盤要求等離子處理來確保良好的粘接性能，并且，已有批量和在線式的清洗工藝。精密零件清洗： 在經(jīng)過機械加工的零件表面主要殘留物為油類污染，采用O2等離子體去除會特別有效。硬盤 用等離子清洗來去除由上一步濺鍍工藝留下的殘余物，同時基材表面經(jīng)過處理，對改變基材的潤濕性，減小摩擦，很有好處。 液晶顯示器生產(chǎn)中的清洗： 在液晶清洗中的干式清洗，使用的活化氣體是氧的等離子體，它能除去油性

21、污垢和臟物粒子，因為氧等離子體可將有機物氧化，形成氣體排出。它的唯一問題是需要在去除粒子后加入一個除靜電裝置清洗工藝如下： 研磨-吹氣-氧等離子體-除靜電通過干式洗凈工藝后的電極端子與顯示器，增強了偏光板粘貼的成品率，并且電極端與導(dǎo)電膜間的粘附性也大大改善。 去除光致抗蝕劑 在晶片制造工藝中，使用氧等離子體去除晶片表面抗蝕劑（photoresist）。干式工藝唯一的缺點是等離子體區(qū)的活性粒子可能會對一些電敏感性的設(shè)備造成損害。為了解決這一問題，人們發(fā)展了幾種工藝，其一是用一個法拉第裝置以隔離轟擊晶片表面和電子和離子；另一種方法是將清洗蝕刻對象置于活性等離子區(qū)之外。（順流等離子清洗）蝕刻率因電壓

22、，氣壓以及膠的量而定，典型的刻蝕率為每分鐘1000埃，正常需要10分鐘時間。 紫外線-臭氧清洗清洗設(shè)備的核心是低壓石英汞燈，產(chǎn)生254和185nm范圍的紫外線。臭氧和等離子氧氣產(chǎn)生，有機污染物分子在吸收254nm波長紫外線后被激發(fā)或分解。激發(fā)的有機污染物可以和離子氧原子反應(yīng)形成氣體，比如CO2,H2O等。整個過程在室溫發(fā)生，并且只需要1到幾分鐘完成.對象：皮膚油脂，有機硅油和油脂，助焊劑，殘留的光刻膠，膠水溶劑，碳等。 激光表面清洗工件表面粘有亞微米級的污染顆粒時，這些顆粒往往粘得很緊，常規(guī)的清洗辦法不能夠?qū)⑺コ眉{米激光輻射工件表面進行清洗則非常有效。脈沖式的Nd:YAG激光清洗的過程

23、依賴于激光器所產(chǎn)生的光脈沖的特性，基于由高強度的光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用所導(dǎo)致的光物理反應(yīng)。其物理原理可概括如下： a)激光器發(fā)射的光束被需處理表面上的污染層所吸收。 b)大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體(高度電離的不穩(wěn)定氣體)，產(chǎn)生沖擊波。 c)沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。 d)光脈沖寬度必須足夠短，以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累。 e)實驗表明當(dāng)金屬表面上有氧化物時，等離子體產(chǎn)生于金屬表面。 激光清洗的實際應(yīng)用 模具的清洗武器裝備的清洗飛機舊漆的清除隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，越來越多的摩天大樓被建立起來，大樓外墻的清潔問題日益凸現(xiàn)，LASERLASTE激光清洗系統(tǒng)通過

24、最長70米的光纖對建筑物外墻的清洗提供了很好的解決方法，它可以對各種石材、金屬、玻璃上的各種污染物進行有效清洗，且比常規(guī)清洗效率高很多倍。還可以對建筑物的各種石材上的黑斑、色斑進行清除。LASERLASTE激光清洗系統(tǒng)在嵩山少林寺對建筑物、石碑進行的清洗試驗表明，采用激光清洗對保護古建筑恢復(fù)外觀效果非常好。干冰清洗工藝把固態(tài)的二氧化碳稱為干冰,在常壓和-78C以下的低溫下,以固體形式存在二氧化碳能直接升華成氣體,中間不經(jīng)過液化過程。利用這一特點可用干冰做清洗劑。干冰清洗是利用干冰升華過程3個方面的作用達到清洗的目的。一是利用干冰固體顆粒的沖擊作用使附著在物體表面的污垢剝離；二是利用干冰升華時的

25、吸熱作用造成物體大幅度的降溫使剝離力進一步提升,由于干冰顆粒與清洗表面間存在很大的溫度差,發(fā)生溫差沖擊現(xiàn)象,使被清洗材料溫度降低。由于污垢與被清洗材料的熱膨脹系數(shù)不同，不僅造成污垢與被清洗材料之間的黏附力降低，而且造成污垢的脆性增大，因此干冰顆粒能夠?qū)⑽酃笇訐羲?。三是利用升華時產(chǎn)生的氣體的氣化作用清除附著物。極低溫的干冰顆粒向被處理物噴射時，可以使被處理物表面的污垢被冷凍以至發(fā)生脆化及爆裂，當(dāng)干冰粒鉆進污垢的裂縫中之后，隨即發(fā)生氣化，其體積瞬間膨脹近800倍，在沖擊點造成“微型爆炸”從而把污垢帶離物件表面。 干冰清洗系統(tǒng)干冰清洗系統(tǒng)可分為兩個部分，第一部分是干冰制備系統(tǒng)，其作用是將液態(tài)CO2制

26、作成一定規(guī)格的干冰顆?；蚋杀鶋K，通常的尺寸為直徑3mm，長，第二部分是干冰噴射清洗系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用由*的空壓機或利用工廠本身配制的壓縮空氣系統(tǒng)產(chǎn)生的壓縮空氣，在清洗設(shè)備內(nèi)裝入已制作好的干冰顆?；蚋杀鶋K，在壓縮空氣的驅(qū)動下，高密度干冰顆?；蚣?xì)粉隨著壓縮空氣沖擊到被清洗物體表面，從而起到清洗作用。 干冰除污的過程是：利用壓縮空氣作為動力，把干冰砂射向處理物表面，但要達到清潔目的，并非單純依賴強大的風(fēng)壓，而主要是利用干冰的低溫性，因而當(dāng)我們要清潔比較易損的電子產(chǎn)品時，只需調(diào)低風(fēng)壓，便不會損壞產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)；如果要清理頑固污垢時，也可加強空氣的壓力，配合干冰的冷凍特性，起到完全去除表面污穢（如油漆，碳，薄

27、膜，蠟，油脂，不黏涂層等）的功效，且不會磨損工件，加工后的殘渣只是剝落的工件表層物質(zhì)，而干冰清洗的獨特之處在于干冰顆粒在沖擊瞬間發(fā)生氣化。干冰顆粒的動量在沖擊瞬間消失。干冰顆粒與清洗表面間迅速發(fā)生熱交換，致使固體CO2迅速升華變?yōu)闅怏w。 第二節(jié)機械清理與精整噴砂和噴丸 1 噴砂和噴丸的目的： a 除銹及污物 b在金屬表面形成錨紋，增加與錨紋之間的吸附力 c 表面強化，硬度提高，疲勞強度提高d 形成殘于壓應(yīng)力，減小scc的敏感性2 噴沙種類第二節(jié)機械清理與精整干噴沙 干噴砂的磨料可以是鋼砂、氧化鋁、石英砂、碳化硅等。目前應(yīng)用最多的是石英砂。管道噴砂所用砂粒的尺寸一般選用的石英砂。 干噴砂設(shè)備有吸

28、入式、壓力式、自流式、離心式等空氣壓力噴砂機，生產(chǎn)上常用的是吸入式和壓力式兩種。吸入式噴砂機結(jié)構(gòu)簡單，但生產(chǎn)效率低，適用于小工件。壓力式噴砂機主要由貯砂箱、噴砂室及工作臺等組成。壓縮空氣通過混合室與砂料混合，然后一起沿軟管輸送到噴槍，從噴嘴高速射出撞擊工件表面，從而達到加工的目的。這種噴砂機適用于大、中型工件，生產(chǎn)效率高，多用于大批量生產(chǎn)。 第二節(jié)機械清理與精整濕噴砂 濕噴砂是將水與磨料混合成砂漿（磨料體積一般占2030），并不斷攪拌以防沉淀，用壓縮空氣壓力噴槍，噴向工件；也可將砂和水分別置于罐中，在流入噴槍前混合，然后噴向工件。為防止鋼鐵件銹蝕，水中可加入亞硝酸鈉、碳酸鈉、重鉻酸鈉等作緩蝕劑

29、。濕噴砂所用的磨料與干噴砂相同，與干噴砂相比，濕噴砂的優(yōu)點是可以避免產(chǎn)生大量粉塵，對操作人員健康危害不大，不污染環(huán)境。 濕噴砂通常有霧化噴砂、水氣噴砂和水噴砂3種，噴砂方式和噴砂機的結(jié)構(gòu)各不相同，其工作原理和特點見表27。第二節(jié)機械清理與精整方法工作原理特點水氣噴砂由泥沙泵以高壓將水砂料經(jīng)軟管輸送到噴槍，并在噴槍通人壓縮空氣，以噴出的高速水砂流沖擊工件表面改變壓縮空氣壓力，就能改變噴砂表面粗糙度水噴砂不使用壓縮空氣的水砂流噴砂只能通過改變水壓、才能改變噴砂表面粗糙度霧化噴砂即低壓噴砂。磨料從裝有文氏管的壓縮空氣系統(tǒng)送至噴槍，以霧化水砂流沖擊工件表面只有通過改變磨料粒度才能改變被噴砂工件表面的粗

30、糙度第二節(jié)機械清理與精整3 噴丸 噴丸與噴沙相似，只是用鋼鐵丸或玻璃丸代替噴沙用磨料。常見噴丸主要有以下幾種： 鑄鋼丸 硬度一般為HRC 4050，韌性較好，使用廣泛，其使用壽命是鑄鐵丸的幾倍。 鑄鐵丸 硬度為HRC 5865，質(zhì)脆而易于破碎，壽命短，使用不廣。主要用于噴丸強度高的場合。 玻璃丸 硬度較前兩者低，主要用于不銹鋼鈦鋁鎂及其他不允許鐵質(zhì)污染的材料。也可在鋼鐵丸噴丸之后作第二次加工之用，以除去鐵質(zhì)污染和降低零件的表面粗糙度。 噴丸粒度一般選在650目之間。噴丸加工的設(shè)備與噴沙設(shè)備基本相同，只是需要某些輔助裝置來更嚴(yán)格的控制噴丸加工過程。噴丸與噴沙相比有許多優(yōu)點，設(shè)備的生產(chǎn)率高，處理的

31、表面質(zhì)量好，磨料損失少。 第二節(jié)機械清理與精整刷光是使用金屬絲動物毛天然或人造纖維制成的刷光輪對工件表面進行加工的方法。他主要用于除去工件表面的氧化皮銹蝕焊渣舊油漆及其他污物；也用于除去零件機加工后留在表面棱邊的毛刺。常用刷光輪一般由鋼絲和黃銅絲等材料制成。零件材質(zhì)較硬者，應(yīng)采用鋼性大的鋼絲刷輪，同時采用較大的轉(zhuǎn)速；反之，采用黃銅絲的刷輪。刷光可分為機械刷光和手工刷光。兩者多采用濕法，即用水或溶液保證刷光進行，一般都采用水做刷光液，對鋼鐵材料的刷光也有采用35%磷酸鈉溶液的。第二節(jié)機械清理與精整拋光是用拋光輪對零件表面進行加工的方法。拋光可進一步降低零件表面的粗糙度，獲得光亮的外觀。 拋光時，

32、首先把拋光輪的圓周線速度調(diào)節(jié)到2035m/s（零件形狀簡單表面較硬的，轉(zhuǎn)速可大些，反之，則小些），然后根據(jù)零件選用拋光劑。常用的拋光輪有三種，即非縫合式縫合式和風(fēng)冷布輪。拋光劑有拋光膏和拋光液兩種。滾光第二節(jié)機械清理與精整磨光 磨光是用磨光輪對零件表面進行加工的方法。他可以去掉零件表面的銹蝕 砂眼焊渣劃傷等缺陷提高零件的平整度。磨光一般都是在裝有旋轉(zhuǎn)的磨輪或圓盤的機床上進行，目前用帶式磨光機的日益增多，也可以在一些專用的旋轉(zhuǎn)滾筒震動磨光機等設(shè)備中進行，后者常用于批量生產(chǎn)。第三節(jié) 蝕洗與中和化學(xué)強腐蝕目的 為了除掉金屬表面的腐蝕產(chǎn)物或氧化皮及進一步去除油污和臟物，得到光潔的金屬表面，或使基體金屬

33、暴露出來，利于進行下步的表面處理。 分類強腐蝕：去除表面氧化膜；弱腐蝕：活化表面；第三節(jié) 蝕洗與中和金屬表面的氧化產(chǎn)物 銹是指金屬在水和氧等的作用下，在其表面生成的固體腐蝕產(chǎn)物。通常我們說的鐵銹，就是指由于高溫氧化在鋼鐵表面形成的氧化皮。一般的金屬在使用環(huán)境下，都會受到腐蝕而生銹。例如：對碳素結(jié)構(gòu)鋼，表面氧化物主要由FeO、Fe2O3、Fe3O4組成。 第三節(jié) 蝕洗與中和酸洗液的組分和作用酸洗用酸硫酸：對金屬氧化物的溶解能力較弱，熱硫酸對鋼鐵材料酸洗能力較強，但溫度過高容易造成腐蝕，并使鋼鐵基體產(chǎn)生氫脆。經(jīng)常與其它的酸配合使用。硫酸硝酸用于不銹鋼和銅、銅合金的酸洗硫酸氫氟酸用于不銹鋼的酸洗鹽酸

34、：對金屬氧化物的清洗作用較好，可以對多種金屬進行清洗。硝酸：不能單獨用于酸洗，與氫氟酸配合用來除去鉛、不銹鋼、鎳基、鐵基合金上的氧化物。第三節(jié) 蝕洗與中和2、酸洗緩蝕劑目的：防止金屬過腐蝕和氫脆。主要有：若?。ǘ徏谆搅螂澹?、硫脲、硫脲與烏洛托品等。 3、酸洗用促進劑目的：加入酸液中能夠加快酸洗速度。主要有無機鹽和表面活性劑。酸蝕和酸洗 酸蝕的程度比較重，最后或接近最后的表面準(zhǔn)備。第三節(jié) 蝕洗與中和鋼鐵的酸蝕洗主酸主要是硫酸、鹽酸或混合酸。硫酸酸洗時，在一定的酸濃度范圍內(nèi)，酸溶液的活性隨濃度的增加而提高。當(dāng)硫酸濃度為25%30%時，活性最大，酸洗速度最快，即酸洗時間最短。酸濃度超過30%時，

35、酸洗速度隨濃度的增加而降低，當(dāng)濃度達到60%時，是鋼鐵發(fā)生鈍化現(xiàn)象，酸洗根本不能進行。所以生產(chǎn)中一般采用20%左右的硫酸濃度進行酸洗。 但溫度超過70時，硫酸溶液對于鋼鐵基體的腐蝕速度增加很快，同時氫脆傾向增大，所以生產(chǎn)中硫酸酸洗時的溫度采用5060。第三節(jié) 蝕洗與中和在硫酸酸洗中，硫酸亞鐵含量對酸洗時間的影響： 酸洗時間隨硫酸亞鐵的含量的增加而延長，但硫酸濃度為20%左右時，不管硫酸亞鐵含量是多少，酸洗時間都有一個最小值。當(dāng)硫酸亞鐵濃度增大到接近或達到在溶液中的飽和度時，不僅酸洗速度最慢，由于鐵鹽殘留在工件表面上，使表面變黑變臟：過度的硫酸鹽結(jié)晶也容易引起工件表面過酸洗缺陷。因此，酸洗溶液中

36、硫酸亞鐵濃度不應(yīng)超過其在當(dāng)時條件下的飽和度。 第三節(jié) 蝕洗與中和鹽酸濃度超過18%時，基體的溶解速度將明顯增加。因此，實際生產(chǎn)中一般采用10%左右的鹽酸進行酸洗。升高鹽酸溶液的溫度同樣可以提高鹽酸溶液的活性，但因溫度高時，鹽酸揮發(fā)性大，污染環(huán)境。所以通常采用增加鹽酸濃度而不過分升高溫度的辦法來提高酸洗速度，多采用在室溫下進行酸洗。抑霧劑-表面活性劑 第三節(jié) 蝕洗與中和無論是用鹽酸酸洗還是用硫酸酸洗，總的趨勢是溶液中的Fe2+離子含量逐漸增加，并對酸洗速度有較大影響。 鹽酸酸洗時，溶液中FeCl2濃度的增大，并不一定降低酸洗速度，相反，由于酸洗時生成了極易溶于水的FeCl2，所以在一定的含鐵量范

37、圍內(nèi)，隨Fe2+離子濃度的增加，酸洗速度加快，直到Fe2+離子濃度達到該溶液中的飽和度為止。 當(dāng)鹽酸濃度達到10%時，F(xiàn)eCl2飽和度為48%，而鹽酸濃度為31%時其飽和度只有5.5%。因此鹽酸酸洗時采用低濃度的鹽酸酸洗較為合適。試驗表明，在2%15%鹽酸中酸洗，F(xiàn)e2+離子含量小于16%時，酸洗效果最好。 第三節(jié) 蝕洗與中和在鋼材生產(chǎn)中，帶鋼鋼板鋼絲的酸洗多數(shù)是在連續(xù)密閉的酸槽中進行的。鹽酸濃度為5%20%，酸洗溫度為7085，溶液中氯化亞鐵的含量控制在1015%；或者是使用溫度小于85的1525%硫酸溶液，其硫酸亞鐵含量應(yīng)控制在200250g/l。如果是非連續(xù)酸洗，鹽酸濃度為5%20%，酸

38、洗溫度為4050；或者是硫酸濃度為2025%，酸洗溫度為5060。第三節(jié) 蝕洗與中和酸洗后往往在鋼件表面殘留酸和鐵鹽，因此，對酸洗過的工件還要再使用熱的及冷的流動水中進行清洗，以保證表面清潔度，用熱的流動水清洗時，溫度為7080，清洗時間為59 min；用冷的流動水清洗時，清洗時間也為59min。 第三節(jié) 蝕洗與中和銅和銅合金 銅和銅合金的酸洗，通常是在硫酸硝酸和加有少量鹽酸的混合酸夜中進行的。當(dāng)工件表面氧化膜很薄時，可省去預(yù)酸洗而直接進行光亮酸洗處理。在用硫酸硝酸鹽酸混合溶液酸洗時，與銅發(fā)生反應(yīng)的主要是硝酸，因而反應(yīng)時會放出大量棕紅色刺鼻的氣體即氮氧化物的混合物（NOx），污染環(huán)境。對此，可以通過加入抑制劑如尿素明膠聚已二醇和表面