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1、清洗技術(shù)集錦清洗技術(shù)基本知識1.替代清洗技術(shù)介紹目前國內(nèi)外已經(jīng)采用的替代清洗技術(shù)主要有以下四類:水系清洗技術(shù)半水系清洗技術(shù)非水系清洗技術(shù)免清洗技術(shù)(1)水系清洗技術(shù)水系清洗是替代清洗中應(yīng)用最廣泛的一種清洗技術(shù)，可清洗的對象包括電子元件、電路基板、機械零件、精密零件、汽車零件、儀表元件、沖壓零件等多種行業(yè)。水系清洗的一般流程如圖3.1。 按照不同產(chǎn)品的清洗度要求，清洗工序可設(shè)為一次清洗或多次清洗。水系清洗時各個工序要注意配置廢水處理及排水裝置，也可以應(yīng)用清洗/排水一體化處理系統(tǒng)，使清洗、漂洗循環(huán)重復(fù)利用。水系清洗所使用的清洗劑主要有堿性清洗劑、中性清洗劑。從清洗劑的適用性看，堿性清洗劑應(yīng)用廣泛，

2、中性清洗劑的應(yīng)用相對少一些，目前已有改良型的中性清洗劑推向市場。清洗設(shè)備/方式可選用超聲波方式、噴霧方式、液中噴流方式等數(shù)種。(2)半水系清洗技術(shù)半水系清洗是使用有機溶劑和水再加上一定量的活性劑、添加劑所組成的清洗劑，是同水系清洗方式相似的一種清洗技術(shù)，一般將清洗原液稀釋后使用，再用水加以漂洗。半水系清洗的方式基本上與水系清洗相同，適合超聲洗、滾動洗、噴射洗、發(fā)泡洗等，超聲清洗方式應(yīng)用最普遍。半水系清洗選擇用的清洗劑多為不燃性清洗劑，在設(shè)備的選用、配置上與水系清洗相同。如選擇可燃性半水洗方式的，在生產(chǎn)現(xiàn)場需設(shè)置消防、報警裝置。(3)非水系清洗技術(shù)非水系清洗的應(yīng)用適合于各種機械零件、手表零件、電

3、子元件、電路基板、模塊組件、液晶元件等品種，清洗工藝流程基本上與水系、半水系相同。根據(jù)被清洗對象的要求可增加精洗工序。非水系清洗用的清洗劑有碳氫化合物系、乙醇系、硅系、酯系、氟系等數(shù)種，按照可燃性和不燃性來區(qū)分，碳氫化合系、乙醇系、硅系為可燃性清洗劑，其余為不燃性清洗劑?？扇夹郧逑磩┦褂脮r，要注意到生產(chǎn)場所的環(huán)境要求，清洗現(xiàn)場應(yīng)配置消防裝置和電子報警系統(tǒng)，如有條件，可選用防爆型清洗設(shè)備。氟系清洗劑在使用過程中對大氣臭氧層有微量影響，目前作為一種過渡性替代清洗劑使用，按蒙特利爾議定書的有關(guān)規(guī)定，有的至2040年禁止使用。非水系清洗劑的清洗方式，按產(chǎn)品的清洗要求，可分為浸洗、超聲波、噴淋洗、蒸氣洗

4、等數(shù)種，也可以采用不同方式的組合清洗。(4)免清洗技術(shù)免清洗技術(shù)分為兩大類。一類用于印刷線路板，另一類用于金屬零件加工。用于印刷電路板的免清洗技術(shù)歸納為以下三種:松香型焊劑回流焊用惰性松香焊膏(免洗焊膏)一一免清洗水溶性焊劑焊接后用水清洗低固態(tài)含量助焊劑波峰焊接免清洗在組裝精度、密度、可靠性要求不太嚴格的常規(guī)消費類電子產(chǎn)品中，第一種免清洗技術(shù)用得最多。目前，一些沖壓零件、壓縮機零件、薄金屬板零件，通過加工工藝的改進或使用特殊的揮發(fā)性加工油，也可使用某些固體性物質(zhì)經(jīng)噴射工藝，直接完成零件的成形，較典型的例子有下面兩種:薄板成型加工免清洗工藝 壓縮機定子免清洗工藝(空氣洗) 2.替代清洗劑介紹(1

5、)替代清洗劑的分類和選擇到目前為止，替代CFC113、1，1，1三氯乙烷和四氧化碳的清洗劑品種和組成成分是多種多樣的。按照化學(xué)物質(zhì)分類，大致上有以下幾種，見表3.1。 在替代清洗劑的選用上，應(yīng)該從其具有的特征加以適當(dāng)考慮，這里以碳氫化合型清洗劑為例，說明選擇、使用上的注意點，(見表3.2)。 選擇上的注意點:要考慮被清洗物的特征，形狀是簡單或復(fù)雜的、形狀是大是小的、每次清洗數(shù)量的多少等以及被清洗物所污染的程度等。清洗度的要求，是一般清洗還是精密清洗。清洗劑使用時要注意防火、貯存、使用量的要求。對清洗異味的排除、防靜電等要求等都需適當(dāng)考慮。(2)水系清洗劑水系清洗劑是目前應(yīng)用范圍最廣的一種替代清

6、洗劑，在各類產(chǎn)業(yè)中的使用量逐年增加，已經(jīng)以多品種商品化形式推向了市場。水系清洗劑主要通過界面活性作用，由清洗劑的潤濕、浸透去除污染物，再經(jīng)堿性和界面活性劑的乳化、分散作用，將污染物從被洗物體表面剝離。界面活性劑是作為提高漂洗工序中的清洗性而加入的。在被洗物脫離清洗槽后，其表面還留有包含清洗劑在內(nèi)的污染物質(zhì)，經(jīng)漂洗時界面活性別的作用和水的置換，將污染物析出，做到完全清洗。界面活性劑的固有性質(zhì)能將水和油加以混合，具有良好的親水性和親油性，如果使用中能使親水性、親油性達到平衡，這時水漂洗性最好，且具良好的發(fā)泡性。如果選擇親油性強，濁點低的界面活性劑，可以提高漂洗液的油水分離性，但是同平衡性好的界面活

7、性劑相比，可能會降低漂洗性能。通常在清洗焊劑殘渣用清洗劑中添加酸性物質(zhì)，在清洗油污的清洗劑中添加堿性物質(zhì)。 清洗對象見表3.3。 常見的水系清洗方式有:超聲波方式、噴霧方式、搖動方式、噴淋方式、電解方式等。利用水系清洗劑的特點是在原來使用氟里昂、1，1，1一三氯乙烷的清洗工序上，對被清洗物表面所有的殘留物進行清洗。清洗后，被洗物上清洗劑的殘留量少，對零件/元件下一工序的操作沿有影響，適合于下一道工序的電鍍、噴涂、熱處理或進行防銹、潤濕處理。對一些清潔度要求高的產(chǎn)品，清洗后還必須增加一道漂洗工序，這樣就要求實施符合規(guī)定的排水處理，或利用封閉型排水處理系統(tǒng)。目前國內(nèi)外較為流行的清洗/排水一體化處理

8、系統(tǒng)(見圖3.3)。一體化處理系統(tǒng)的優(yōu)點是可以增加清洗劑使用壽命，減少清洗廢液的處理頻度。其工作原理:經(jīng)分離膜、過濾膜、滲透膜的處理，再經(jīng)過活性炭、離子交換樹脂的吸附處理，形成一個去除油分的凈化系統(tǒng)。一體化循環(huán)處理系統(tǒng)的特征有以下數(shù)點:利用油水分離膜，能迅速地分離除去清洗劑中的油分，增加清洗劑使用壽命；采用組合式處理方式，提高漂洗水處理效率和漂洗水的純度；由高級的膜分離技術(shù)，使活性炭和離子樹脂的損耗??；通過漂洗水可對清洗劑重復(fù)使用，降低清洗劑的損耗；清洗裝置設(shè)計成緊湊形式，容易做到一體化。見圖3.3所示。(3)半水系清洗劑半水系清洗劑，是水和有機溶劑加上一定量的界面活性劑而組成的清洗劑，主要有

9、以下四種:水十N甲基2吡喀烷酮十添加劑。水十乙二醇醚十界面活性劑。水十碳氫化合物十界面活性劑。水十萜烯十添加劑。有機溶劑，通常選擇高沸點溶劑使用，其易燃的危險性低，經(jīng)與水調(diào)和后可作為不具著火點的非燃性清洗劑使用，已經(jīng)推向市場的半水系清洗劑都屬這種類型，所以在使用中不必擔(dān)心發(fā)生火 災(zāi)或爆炸、不需配置防爆性能的設(shè)備等，可以同水系清洗劑一樣使用。以萜烯和硅為主要成分組成的清洗劑，雖然屬于不含水的可燃性清洗劑，因在其漂洗工序中需使用水，故分在半水系類。半水系清洗劑清洗的主要特征使用高沸點溶劑的半水系清洗劑，最大的不足是清洗后的干燥性差。作為解決方法，應(yīng)該在清洗后增加漂洗工序，由水的作用將被清洗物粘有的

10、溶劑去掉，然后再加以干燥，為提高漂洗性能，可在清洗劑中添加一定比例的界面活性劑。半水系清洗劑的清洗過程，主要有以下三個工序:a.清洗工序b.漂洗工序c.干燥工序清洗流程要素見表3.4所示。各工序的要點分別由后面加以說明。 漂洗工序清洗后在被清洗物的內(nèi)外面都粘有一定量的殘液，在進入漂洗前，可利用鼓風(fēng)或離心力作用加以脫液，這樣做的目的是減少清洗劑的損耗量，同時也可保持漂洗液的清潔度。漂洗工序的方法與清洗工序基本上相同，可采用超聲波、滾動、液流、噴射等機械應(yīng)力進行，其作用是對被清洗物實行完好的脫脂處理，漂洗工序的清洗質(zhì)量，要根據(jù)被洗物的最后加工狀態(tài)、形狀來確定。漂洗工序中的管理要點是對漂洗液的管理，

11、在使用深井水和自來水漂洗時，水中所含的鈣和無機離子物較多，這是被洗物產(chǎn)生污垢的原因，另外自來水中氯離子較多，易使被洗物生銹，對容易腐蝕的材質(zhì)是不適應(yīng)的?？墒褂媒?jīng)混合床式脫氯裝置處理成的離子置換水，并可在漂洗液中加入一定的防銹劑。漂洗中不僅要防止漂洗液的污染，而且必須要使被洗物上所滯留的清洗劑少。針對干燥工序的干燥效率，同樣要注意脫液處理，減少由殘液產(chǎn)生的污點。對漂洗水清潔度的管理，最好使用二個槽以上的對流式供水方式，也可執(zhí)行連續(xù)性的供水方式。干燥工序進入干燥工序的被清洗物，干燥前必須經(jīng)旋轉(zhuǎn)脫液或鼓風(fēng)脫液，這樣可以縮短干燥時間和抑制銹斑的發(fā)生。干燥方式通常使用熱風(fēng)或溫風(fēng)處理。如干燥速度過快，對形

12、狀復(fù)雜、帶有盲孔、細縫的被洗物，可能會有殘液滯留，這時也可采用減壓或真空干燥方式，但真空干燥的不足是傳遞效率低，由水形成的蒸發(fā)潛熱使干燥時間拉長，最好采用紅外加熱器和輻射發(fā)熱組合型干燥方式。對脫水困難的被洗物，可以用低沸點且蒸發(fā)潛熱小的親水溶劑(異丙醇等)，通過水溶解或置換方式，來縮短被洗物的干燥時間。需說明的是，使用異丙醇類溶劑時，要注意到防火問題。半水洗的特征和注意點半水洗方式具有較強的清洗能力，特別適合采用表面貼裝技術(shù)(SMT)電路基板的清洗；適用于流水作業(yè)，同時也適應(yīng)于金屬零件和非金屬零件的清洗；使用乳化清洗工序時蒸氣壓力小、蒸發(fā)損失少；清洗劑配方組合時，可通過防銹劑防止零部件的生銹；

13、由于清洗中的沖洗力問題，可能會有殘余物留存，增加廢水的排水處理部分，使設(shè)備成本增加；某些清洗劑使用時會產(chǎn)生有害氣味，需增設(shè)通風(fēng)裝置；如選擇的半水洗溶劑具可燃性，在生產(chǎn)現(xiàn)場要設(shè)置防火設(shè)備。(4)碳氨化合物型清洗劑碳氫化合物型清洗劑就是原來使用的煤油、輕油類清洗劑。經(jīng)過改良的碳氫化合物型清洗劑作為替代物的應(yīng)用正逐步擴大，近年來已得到較大的發(fā)展。碳氫化合物型清洗劑的組成和物性碳氫化合物型清洗劑主要分為直鏈烷經(jīng)系、環(huán)烷系、芳香族系三類，除芳香族系清洗劑外，另二類清洗劑在使用時，產(chǎn)生的氣味對人的皮膚有刺激性和毒性，現(xiàn)正在進一步改進之中，碳氫化合物型清洗劑的組成結(jié)構(gòu)由圖3.4表示。 碳氫化合物型清洗劑的應(yīng)

14、用a.使用上的注意點有以下幾項:在清洗帶有凹腔或盲孔等零件時，容易發(fā)生清洗不良的現(xiàn)象。在清洗粘有水溶性加工油的零件時，其性能較差，應(yīng)該配置脫脂和脫水組合型的清洗裝置；清洗中，隨著清洗液的逐步污染會使清洗性能降低。除對污染加以控制外，在制訂工藝時要考慮到零件的清洗要求和允許殘留污染物的關(guān)系。對清洗液中的加工油添加劑成分，要注意由于添加劑的分解作用，可能對零件和清洗設(shè)備有一定腐蝕性；在清洗后的干燥工序中，要注意其干燥時間與工廠生產(chǎn)節(jié)拍相符；在清洗裝置的選型或設(shè)計時，要重視生產(chǎn)的安全性，所采用的設(shè)備一定要有安全性的保證。b.帶凹腔和盲孔型零件的清洗對策這類零件清洗后，經(jīng)干燥蒸發(fā)，其內(nèi)部可能還會留有殘液，可適當(dāng)調(diào)整被洗物的固定位置或使用噴射清洗方式，為提高被洗物的脫液效果，也可在局部位置設(shè)置風(fēng)刀脫液。c.清洗性能的維持使用CFC113和1，1，1三氯乙烷的氣相清洗，由于蒸發(fā)作用，零件能獲得良好的清洗效果。CFC113的沸點為48，1，1，1三氯乙烷的沸點為74C，而碳氫化合物型清洗劑的沸點為165204C，在這樣的高溫區(qū)是不能采用氣相清洗的，一般都用浸漬清洗方法。如何對浸漬清洗的清洗液進行凈化處理是急需解決的問題。浸漬清洗方式在清洗時由于清洗液的污染，對被洗物亦伴有再污染因素。利用蒸餾再生裝置可對污染進行有效的控制，圖3.5是利用再生裝置進行污染控制的示意圖。再生流量以

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