TL;DR

A sajtolt fém alkatrészek tisztítása egy kritikus gyártási lépés, amely összekapcsolja a nyers gyártást a bevonattal, hegesztéssel vagy festéssel kapcsolatos műveletekkel. A folyamat általában a három fő módszer egyikét használja: Akvációs tisztítás (víz és detergensek használata poláris szennyezők esetén), Gőztisztítás (oldószerek használata nehéz olajokhoz és összetett geometriákhoz), vagy Ultrahangos tisztítás (kavitációt használva precíziós igényekhez). A siker a „Tisztítás-Öblítés-Szuszítás” cikluson alapul: a specifikus szennyező eltávolítása, az újra-rárakódás megelőzése megfelelő öblítéssel, valamint a teljes szuszítás biztosítása a villámrozsdásodás vagy foltok megelőzésére.

A módszer kiválasztása a szennyező típusától (petroszenum-alapú vs. vízben oldható), az alkatrész geometriájától (vakfuratok vs. lapos felületek) és az utóbbi folyamatok igényeitől függ. A hatékony tisztítás elmaradása költséges hibákhoz vezet, mint például hegesztési pórusosság, tapadási hiba vagy szerelési elutasítás.

A szennyezett alkatrészek magas ára: A későbbi folyamatokban keletkező hatás

A precíziós gyártás során a „szemre tiszta” ritkán elég tiszta. A sajtolt alkatrészek a sajtolóprésből rajzoló kenőanyagokkal, fémszemcsékkel, oxidokkal és műhelyporral borítva kerülnek ki. Ha ezek a szennyeződések a felületen maradnak, akadályréteget képezve minden további műveletet veszélyeztetnek. A folyamatmérnökök számára a nem megfelelő tisztítás költsége a selejtarányokban és a garanciális igényekben mérhető.

A maradék szennyeződés hatása specifikus és súlyos:

• Hegesztési hibák: Az olajmaradványok hegesztés közben elpárolognak, pórusokat és gyenge kötéseket okozva. A fémszemcsék beágyazódhatnak, így veszélyeztetve a szerkezeti integritást.
• Bevonatleválás, galvanizálásnál leválás: Az e-bevonat, porfesték vagy galvanizálás jellegű folyamatok esetén a felületnek kémiai aktivitással kell rendelkeznie. A felületaktív anyagok vagy olajok maradványai megakadályozzák a tapadást, amely leváláshoz, hólyagok kialakulásához vagy „hal szem” hibákhoz vezethet.
• Szerelési problémák: Az automatizált szerelés során a szilárd szennyeződések súrlódást vagy elakadást okozhatnak az alkatrészek közötti szoros tűréshatároknál.

A magas kockázatú iparágak szigorú tisztasági előírásokat alkalmaznak. Például az autóipari sajtoló szakértők, mint például a Shaoyi Metal Technology szigorú minőségellenőrzéseket építenek be a gyors prototípusgyártástól a tömeggyártásig annak érdekében, hogy az alkatrészek megfeleljenek a globális OEM-szabványoknak (például az IATF 16949-nek), mielőtt egyáltalán eljutnának a szerelőszalagra. Ez a komplex megközelítés hangsúlyozza, hogy a tisztítás nem csupán egy végső öblítés – hanem egy minőségi kapu.

Szennyeződések és hordozók azonosítása

Az hatékony tisztítás az „Hasonló a hasonlót oldja” elvén alapul. A mérnököknek osztályozniuk kell a szennyeződést, hogy a megfelelő kémiai anyagot válasszák. Egy hibás párosítás – például vízbázisú tisztítószer használata erős petróleumzsírral szemben megfelelő emulgeálók nélkül – olyan alkatrészekhez vezet, amelyek csupán nedvesek, de nem tiszták.

Szennyeződések osztályozása

Poláris szennyeződések (szervetlen): Ide tartoznak a sók, fémoxidok, lézerskála és vízoldható hűtőfolyadékok. Ezeket a legjobban vizes rendszerek mert a víz egy poláros oldószer, amely természetes módon oldja a sókat, és tisztítószerek segítségével hatékonyan eltávolítja a szervetlen szennyeződéseket.

Nem poláros szennyezőanyagok (szerves): Ide tartoznak a kőolajalapú sajtolóolajok, viaszok, zsírok és rozsdagátlók. Ezek a vízzel szemben hidrofób szennyeződések, amelyek taszítják a vizet. Ezeket leginkább oldószeres tisztítással (gőztisztítással) vagy speciális felületaktív anyagokkal és emulgeálószerekkel bővített vizes rendszerekkel lehet hatékonyan eltávolítani.

Alapanyag-érzékenység

Az alapanyag maga határozza meg a tisztítószer pH-ját és agresszivitását. A rozsdamentes acél és az ötvözetlen acél általában robosztus, képes elviselni magas hőmérsékletű lúgos mosást. Ugyanakkor puha fémek, mint például a alumíniumot, cinket és magnéziumot reaktív jellegűek. A magas pH-értékű lúgos tisztítószerek marhatják az alumíniumot, feketévé változtathatják, vagy rombolhatják annak méreteit. Ezekhez az anyagokhoz semleges pH-értékű tisztítószerek vagy gátlószerrel ellátott lúgos oldatok szükségesek.

1. módszer: Vizes tisztítórendszerek

A vizes tisztítás a leggyakoribb módszer az ipari tisztítás során. Ez egy olyan kombinációra épül, amely Idő, hőmérséklet, mechanikai hatás és kémia (TACT) a szennyeződések eltávolításához. A folyamat általában vízbázisú mosószerekkel történő merítéses vagy permetezős mosást, majd öblítést és szárítást foglal magában.

Hogyan működik

Vizes rendszerben a mosószerek csökkentik a víz felületi feszültségét, lehetővé téve, hogy az átáztassa az alkatrészt. A felületaktív anyagok emulgeálják az olajokat, micellákba zárva őket, így azok könnyen leöblíthetők. A mechanikai hatás – amelyet permetezőfejek, keverés vagy forgatás biztosít – fizikailag eltávolítja a részecskéket, például fémszilánkokat és műhelyporokat.

Közép- és hátrányok

• Előnyök: Kiváló a poláris szennyeződések és részecskék eltávolítására; környezetbarát (nincsenek veszélyes légszennyezők); általában alacsonyabb a vegyszerköltség.
• Hátrányok: Magas energiafogyasztás (víz felmelegítése és alkatrészek szárítása); rozsdásodás veszélye pillanatnyi rozsdásodás ha nincsenek azonnal megszárítva; nehézségek a vakfuratok tisztításában, ahol víz rekedhet; szennyvízkezelési követelmények.

Az vizes rendszerek ideálisak lapos alkatrészekhez, nagy mennyiségű sorozatgyártáshoz és vízoldható szennyeződésekhez. Azonban a "szárítási kihívás" jelentős: összetett, hajtott vagy résekkel rendelkező sajtolt alkatrészek víz befogdásához vezethetnek, ami korróziót okozhat, mielőtt az alkatrész eléri a következő állomást.

2. módszer: Gőztisztítás (Oldószeres tisztítás)

A gőztisztítás az előnyben részesített módszer olyan alkatrészeknél, amelyek összetett geometriával, vakfuratokkal vagy erős, petróleumbázisú olajokkal rendelkeznek. Ez egy oldószert (gyakran fluorozált folyadékot vagy módosított alkoholt) használ víz helyett. A folyamat zárt körű rendszerben zajlik, ahol az oldószer forr, gőzzé válik, lecsapódik a hideg alkatrészek felületén, és lefolyik, magával véve a szennyező anyagokat.

A kondenzációs ciklus

Amikor a hideg fém alkatrészek belépnek a gőzzónába, a forró oldószer-gőz azonnal lecsapódik a felületükön. Ez a tiszta, desztillált oldószer érintkezés hatására oldja az olajokat és zsírokat. Mivel az oldószernek alacsony a felületi feszültsége alacsony felületi feszültsége (gyakran < 20 din/cm vízhez képest 72 din/cm), mélyen behatol a szűk résekbe, menetes furatokba és pontvarrott varratokba, ahová a víz nem ér el.

Vákuumos zsírtalanítás

A fejlett rendszerek vákuumtechnológiát alkalmaznak, hogy eltávolítsák a levegőt a vakfuratokból, így kényszerítve a oldószert minden üregbe. Ez biztosítja a 100%-os felületi érintkezést még a legelemibb sajtolt tervezésű alkatrészeknél is. A követő vákuumszárítás alacsony hőmérsékleten forralja le az oldószert, teljesen szárazon hagyva az alkatrészeket.

Közép- és hátrányok

• Előnyök: Kiváló tisztítás összetett geometriáknál; azonnali szárítás (nincs rozsdásodási kockázat); kis helyigény; „egylépéses” tisztítás/öblítés/szárítás; hatékony nehéz olajok és viaszok esetén.
• Hátrányok: Magasabb kezdeti berendezési költség; vegyi anyagok kezelésére vonatkozó előírások (bár a modern oldószerek sokkal biztonságosabbak a régi típusú nPB vagy TCE anyagokhoz képest).

3. módszer: Ultrahangos és merítéses tisztítás

Amikor az alkatrészek precíziós tisztítást igényelnek a mikroszkopikus részecskék vagy makacs filmek eltávolításához, ultrahangos tisztítás ultrahangot adnak hozzá vízalapú vagy oldószeralapú rendszerekhez. Ez a módszer nagyfrekvenciás hanghullámokat használ a folyadékban keletkező buborékok létrehozására. cavitáció buborékok a folyadékban.

A kavitáció ereje

Az átvevő hanghullámokat generál (általában 25 kHz-től 80 kHz-ig), amelyek mikroszkópikus vákuumbuborékok millióit hoznak létre. Amikor ezek a buborékok a fémfelület ellen robbannak fel, intenzív helyi energiát termelnek (a hőmérséklet akár 10.000 ° F és a nyomás akár 5000 psi mikroszkópikus szinten). Ez a mosási folyamat a szennyező anyagokat a felszínbeli szabálytalanságokból, a vak lyukakból és a belső szálakból kiüríti.

A frekvenciaválasztás:

• 25 kHz: Nagy buborékok, agresszív tisztítás. A legjobb nehéz alkatrészekhez, mint például a motor blokkokhoz.
• 40 kHz: Az iparági szabvány. Az általános nyomtatott alkatrészek kiegyensúlyozott tisztítása.
• 80+ kHz: Finom buborékok, finom tisztítás. A legmegfelelőbb a kényes elektronikai eszközök, a puha fémek, vagy a szubmikron részecskék eltávolítása.

A folyamat ellenőrzése: mosás, szárítás és hitelesítés

A tisztítószer felemeli a szennyeződést, de a a szárazság eltávolítja azt. A sajtolás egyik gyakori hibamódja a „kihúzás”, amikor a szennyezett tisztítószer a munkadarabon kiszáradva maradékot hagy. Ennek megelőzésére szabványos eljárás a kaszkád öblítőrendszer alkalmazása (egymást követően tisztább vízzel töltött tartályok használata).

A Szárítás Kritikussága

A szárítás nem passzív folyamat; ez aktív folyamatirányítás. Vízbázisú rendszereknél légkéseket használnak a víz lefejtésére lapos felületekről, míg vákuumos szárítók szükségesek összetett alakzatoknál, hogy a repedésekben lévő vizet forralással eltávolítsák. A hiányos szárítás foltosodáshoz és korrózióhoz vezethet. Az oldószeres zsírtalanító rendszerek ezt eleve megoldják, mivel illékony oldószereket használnak, amelyek gyorsan elpárolognak maradék nélkül.

Érvényesítési Módszerek

Hogyan tudható, hogy tiszta? Az érvényesítés a szükséges tisztasági szinttől függ:

• Víztörési teszt: Egy egyszerű műhelypadló-teszt. Ha folyamatos vízréteg tapad a alkatrészhez (lemezekhez), akkor az tiszta. Ha a víz cseppet alkot, akkor olajok maradtak rajta.
• Dyne-tollak: Jelölők olyan folyadékkal, amelyeknek meghatározott felületi feszültségük van. Ha a tinta nedvesen marad, a felületi energia magas (tiszta). Ha hálózatos mintázatot alkot (cseppet alkot), a felület alacsonyabb energia szintű (szamott).
• Fehér kesztyű / letörlési teszt: Vizuális ellenőrzés durva szennyeződésekre.

A tisztítási módszernek való megfelelés a szamott és az alapanyag típusának megfelelően, valamint a öblítési és szárazási ciklusok szigorú szabályozása révén a gyártók biztosítják, hogy az acélsajtolványok valóban készek legyenek a valódi világ igényeire.