金屬零件在滲碳前需要表面干凈，但現(xiàn)有網(wǎng)帶爐的前清洗效果不佳。為改善網(wǎng)帶爐前清洗的去油去污效果，在網(wǎng)帶爐前清洗安裝超聲波清洗機(jī)。結(jié)果證明，增加超聲清洗機(jī)后，零件清洗效果得到改善，零件熱處理后滲層厚度更加均勻。
可控氣氛網(wǎng)帶爐是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的熱處理設(shè)備之一，它適合中小零件的批量、連續(xù)熱處理，可用于鋼的淬火、回火和滲碳等多種工藝。網(wǎng)帶爐一般由送料機(jī)構(gòu)、前清洗、淬火爐、后清洗、回火爐等幾部分構(gòu)成，其中前清洗的目的是清洗掉零件表面的油污、鐵屑和灰塵，以免淬火后產(chǎn)生硬度不均和軟點(diǎn)等缺陷。前清洗的主要組成部分為水槽、清洗劑和送料網(wǎng)帶，零件由送料機(jī)送入水槽中的送料網(wǎng)帶上，在清洗劑中浸泡一段時(shí)間，然后被送料網(wǎng)帶送入網(wǎng)帶爐中。清洗劑一般由去油劑和水混合而成，通常，清洗劑在40～80℃使用。目前，網(wǎng)帶爐前清洗效果不夠理想，因清洗不干凈而導(dǎo)致零件滲碳層偏淺的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，研究發(fā)現(xiàn)，零件表面殘留的油污是造成零件滲層不均的主要原因。因前清洗效果不理想，通常零件在熱處理前需要附加一步獨(dú)立的去油工序。
超聲波清洗原理
超聲波清洗技術(shù)是一種高效、環(huán)保的清洗方法，尤其適合于清洗表面具有孔、縫或者形狀復(fù)雜的零件。通常，頻率高于20kHz的聲波稱為超聲波。超聲波在液體當(dāng)中傳播時(shí)，在聲波周期內(nèi)會(huì)交替產(chǎn)生負(fù)壓和正壓。在超聲波達(dá)到負(fù)壓時(shí)，液體中產(chǎn)生了大量極微小的氣泡，即空化泡，這些微小的氣泡在超聲波產(chǎn)生的負(fù)壓中急速振蕩、長(zhǎng)大，隨后在超聲波產(chǎn)生的正壓中急速收縮直至破裂。小氣泡破裂的剎那，在微小的空間內(nèi)將形成高溫和高壓，并形成強(qiáng)烈的沖擊波和速度高達(dá)110m/s的微射流，這些小氣泡的破裂作用給清洗液帶來(lái)了巨大的機(jī)械振動(dòng)效應(yīng)、熱效應(yīng)及化學(xué)效應(yīng)。這些強(qiáng)沖擊波將會(huì)破壞油污、灰塵等在零部件表面的吸附，引起臟物層的脫附、剝落，有的氣泡還能“鉆入”臟物縫隙使之振動(dòng)，從而引起油污、灰塵等脫落，達(dá)到清洗的目的。另外，超聲波對(duì)油具有乳化中和作用，可以有效防止被清洗掉的油污再次附著在零件上。
超聲波清洗機(jī)主要由3部分組成，分別是超聲波發(fā)生器(即超聲波電源)、換能器和清洗槽。超聲波發(fā)生器是將交流電轉(zhuǎn)換成超聲頻電振蕩信號(hào)并將其傳送給超聲換能器。超聲換能器將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲頻電振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)換成同頻率的機(jī)械振動(dòng)，繼而在液體中傳播，利用產(chǎn)生的空化效應(yīng)來(lái)清洗物件。
網(wǎng)帶爐前清洗增加超聲清洗裝置后，對(duì)零件進(jìn)行清洗，驗(yàn)證其有效性。首先對(duì)經(jīng)過(guò)和未經(jīng)過(guò)超聲清洗的套筒零件進(jìn)行了外觀和清潔度對(duì)比。兩種套筒的外觀如圖所示，由圖可以看出，經(jīng)超聲清洗后，零件表面更亮，臟污明顯減少。
零件超聲清洗前后對(duì)比
超聲清洗機(jī)用于網(wǎng)帶爐前清洗，可以有效去除零件上附著的油污、灰塵，超聲清洗后的零件經(jīng)滲碳處理，滲層更加均勻。