專利名稱：：超聲波清洗工件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種超聲波清洗工件的方法，更具體地說是涉及這樣一種超聲波清洗工件的方法，即將一種除氣了的清洗液供入一個(gè)底部裝有一個(gè)超聲波振動(dòng)器的清洗槽中，由超聲波振動(dòng)器向清洗液中發(fā)送超聲波能，由此清洗浸沒在清洗液中的模制的或鑄造的或機(jī)加工工件。諸如通過磨削、鏜或研磨加工的金屬工件，毛玻璃或陶瓷工件，或塑料注射或擠壓成型工件，這些工件剛加工成形后常常有毛刺。這種工件的表面上粘附有固體異物，如金屬屑，小的毛刺碎粒(碎片)和塵粒。為了對這些工件進(jìn)行精加工，就需要清除掉工件表面上的毛刺和固體異物，將表面清洗干凈。至今，通常采用諸如氯化碳有機(jī)溶劑這樣的清洗液來清洗機(jī)加工工件，例如全氯乙烯，1，1，1，-三氯乙烯或類似物，或者用氟氯碳有機(jī)溶劑清洗工件。盡管還需要另外一個(gè)獨(dú)立的步驟清除還沒有從工件上完全分離的毛刺，上述清洗方法在清除沉積在工件上的異物方面是高度有效的，因此可以簡單地將工件浸沒在充滿有機(jī)溶劑的清洗槽中而清洗掉異物。但是，這些氯化碳有機(jī)溶劑很難處置，因?yàn)樗鼈兇蠖鄶?shù)都具有一種麻醉劑效應(yīng)，長期吸入會(huì)導(dǎo)致血液病。應(yīng)該指出，氟氯碳有機(jī)溶劑的分子中含有的氯會(huì)導(dǎo)致地球周圍的臭氧層的破壞。已經(jīng)達(dá)到一項(xiàng)國際性協(xié)議，該協(xié)議規(guī)定到1995年廢除使用所有氟氯碳有機(jī)溶劑。鑒于常規(guī)清洗劑的缺陷，人們已經(jīng)做了一些旨在采用含水清洗液的研究工作。人們知道如果將超聲波清洗中使用的清洗液除氣，以減少溶解氣體的含量，那么它的清洗效果就會(huì)增加。除氣了的清洗液能增加清洗效果的原理如下在超聲波清洗過程中，當(dāng)超聲波能被發(fā)射到清洗液中時(shí)，由于成穴作用；清洗液中形成一些部分真空。由于在清洗液中形成的空穴只含有很少量的清洗液蒸氣并且大都是真空的，因此它們在周圍的情洗劑的壓力作用下立刻破碎了?？昭ㄆ扑闀r(shí)，清洗液中產(chǎn)生微射流。由于微射流作用于浸沒在清洗液中的要清洗工件表面上，因此沉積在工件上的固體異物被清除，由此清洗了工件。如果清洗液沒有進(jìn)行除氣而含有高濃度的溶解氣體，那么氣體則在空穴中蒸發(fā)，從而導(dǎo)致清洗液中產(chǎn)生氣泡。如果產(chǎn)生氣泡，那么由于氣泡中的氣體壓力作用于周圍清洗液的壓力，空穴就不太容易破碎，從而難以產(chǎn)生微射流。即使產(chǎn)生了微射流，它們也會(huì)被氣泡減弱，從而減小了對工件表面的作用力。一旦產(chǎn)生了氣泡，由超聲波振動(dòng)器發(fā)射的超聲波能則被氣泡吸收，從而很難形成空穴。結(jié)果，用沒有除氣的清洗液的超聲波清洗方法不能產(chǎn)生比氣泡產(chǎn)生的極弱清洗效果更強(qiáng)的清洗效果。相反，如果在超聲波清洗過程中采用除氣了的清洗液，則產(chǎn)生較強(qiáng)的微射流，因?yàn)樵诳昭ㄖ姓舭l(fā)的氣體數(shù)量較少，從而與周圍的清洗液的壓力相作用的壓力較低。作為在上述認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)針對超聲波清洗過程所進(jìn)行的研究活動(dòng)的結(jié)果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于當(dāng)除氣了的清洗液中的空穴破碎時(shí)就產(chǎn)生作用于要清洗工件表面上的強(qiáng)有力的微射流，采用含水清洗液的超聲波清洗方法能有效地清除掉工件表面上的固體異物，在含水清洗液中產(chǎn)生的更強(qiáng)的微射流則能夠清除掉還沒有完全從工件上分離掉的毛刺。然而，即使含水清洗液中溶入的氣體數(shù)量被大大地減少，含水清洗液也會(huì)由于待清洗工件類型的不同而不能提供足夠的清洗效果。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種清洗效果高又與要清洗工件類型無關(guān)的超聲波清洗工件的方法。作為發(fā)明人為了尋求為什么僅僅通過減少溶入含水清洗液中的氣體數(shù)量則不能達(dá)到所希望的清洗效果的原因而進(jìn)行研究的結(jié)果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，溶入含水清洗液中的氣體與超聲波清洗過程有關(guān)并且對于不同的待清洗工件有一個(gè)合適的含量范圍。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種超聲波清洗工件的方法，該方法包括以下步驟向底部裝有一個(gè)超聲波振動(dòng)器的超聲波清洗槽中供入一種含水清洗液，該清洗液已被除氣到一個(gè)范圍為0.9至5ppm的預(yù)先確定的溶解氧含量，將工件浸沒在清洗液中，由超聲波振動(dòng)器向清洗液中發(fā)射超聲波能，以清除掉工件上的異物和毛刺。由于超聲波清洗過程是在空氣中進(jìn)行的，溶入清洗液中的氣體是空氣?？諝庵醒鯕夂偷?dú)獾捏w積比約為1∶4，因此在整個(gè)說明書中用溶入清洗液中的氧氣量(含氧量)來表示溶解在清洗液中的氣體量。含水清洗液包括水，或純水或除去了離子的超級(jí)純水，這要依賴于要清洗的工件類型而定，和可以含有一種包含表面活性劑的洗滌劑。當(dāng)含水清洗液中含有一種表面活性劑時(shí)，其表面張力減小，從而含水清洗液容易進(jìn)入細(xì)小的裂縫并能容易地使油污乳化。因此，這種含水清洗液適合用于清除小的異物，如塵粒和油污。表面活性劑洗滌劑可以包含一種陽離子表面活性劑，一種陰離子表面活性劑，或者一種非離子表面活性劑，但最好包含一種非離子表面活性劑。溶入在通常溫度下溶入水中的氧氣飽和數(shù)量約為8ppm。由于在本發(fā)明的超聲波清洗方法中，含水清洗液被除氣到上述溶解氧含量，由成穴作用而在含水清洗液中產(chǎn)生的空穴當(dāng)超聲波能發(fā)送到清洗液中時(shí)就很容易地被破碎，從而產(chǎn)生強(qiáng)的微射流。要將溶入清洗液中的氧氣量減少到0.01ppm以下，實(shí)際中是困難的，因?yàn)榭諝鈺?huì)從超聲波清洗槽中的清洗液表面溶入到清洗液中。如果溶入清洗液中的氧氣量超過5ppm，那么當(dāng)超聲波能從超聲波振動(dòng)器發(fā)射到清洗液中時(shí)由空穴作用產(chǎn)生的空穴則不能容易地被破碎，從而沒有強(qiáng)的微射流作用到工件上，這樣就不能提供足夠的清洗效果。按照本發(fā)明，對溶入清洗液中的氧氣量根據(jù)工件的類型在上述范圍中進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此可以在合適于工件類型的條件下以足夠好的清洗效果對工件進(jìn)行超聲波清洗。如果要清除受諸如靜電力這樣的物理力而與工件直接接觸的固體異物如材料殘余或塵粒時(shí)，那么最好將含水清洗液除氣到范圍為0.01至3ppm的溶解氧含量，以克服物理力而清除掉固體異物。如果要清除還未完全與工件分離而是部分連接在工件上的毛刺，那么最好將含水清洗液除氣到范圍為0.01至0.5ppm的溶解氧含量，以便產(chǎn)生足夠強(qiáng)的微射流，將毛刺從工件上分離并清除掉。如果要清除被油污粘附到工件上的固體異物，那么含水清洗液最好含有一種表面活性劑，并且除氣到范圍為2至5ppm，最好3至4ppm的溶解氧含量。由于固體異物是通過油粘附到工件上的，因此僅僅用強(qiáng)微射流不能容易地將粘附在工件上的固體異物清除掉。為了清除這種固體異物，需要清除掉油污。發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)表明，當(dāng)溶解氧含量小于2ppm時(shí)，強(qiáng)微射流可以暫時(shí)將油污清除下來，但卻存在形成更大的油滴的趨勢。由于這種油滴不能容易地乳化擴(kuò)散到清洗液中，它們又粘附到工件上。結(jié)果就不能容易地將固體異物從工件上清除掉。由于考慮到通過溶入清洗液中的氣體能容易地將油污乳化，因此在清除油污時(shí)，溶解氧含量最好為2ppm或更高。如果溶解氧含量超過5ppm，工件上的大部分油污都會(huì)被清除，但浸入到工件中的油則不能充分地清除而往往保留在工件上。此時(shí)，相對較大的固體異物將會(huì)與大部分油污一起被清洗掉。但是較小的固體異物由剩余的油污仍保持粘附在工件上，因?yàn)闆]有施加強(qiáng)的微射流。當(dāng)對清洗液除氣，將溶解氧含量調(diào)節(jié)到2至5ppm的范圍后，則有足夠強(qiáng)的微射流作用束清除由于油污而仍粘在工件上的固體異物。被微射流清除下來的油污被乳化并擴(kuò)散到清洗液中，而不會(huì)再粘附到工件上。這樣，油污和固體異物就都從工件上清除掉了。本方法還可以進(jìn)一步包括以下步驟將清洗液引入一個(gè)密封罐中并對密封罐抽真空，使得溶解在清洗液中的氣體排放到密封罐中的一個(gè)空間中，由此對清洗液除氣。按照本發(fā)明，含水清洗液可以除氣到其溶解氧含量的范圍為0.01-5ppm，而不要求除氣到溶解氧含量低于0.01ppm。因此，清洗液可以通過上述除氣步驟有效地除氣，而不必采用極昂貴的由一些氣體分離膜模件組成的除氣器。用一個(gè)獨(dú)立于超聲波清洗槽并具有上述密封槽和對該密封槽抽真空的抽氣裝置的除氣器將含水清洗液除氣到上述溶解氧含量后，就可以將該含水清洗液供入超聲波清洗槽中。本方法還可以進(jìn)一步包括將清洗液加熱到范圍為30-55℃的溫度的步驟。當(dāng)清洗液加熱到上述溫度范圍后，由于空穴作用，空穴能夠容易地在清洗液中產(chǎn)生，油污能容易地在清洗液中乳化。清洗液可以用一個(gè)裝在超聲波清洗液槽中的加熱器進(jìn)行加熱。結(jié)合附圖，從以下的描述中可清楚地了解到本發(fā)明的上述目的和其它的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖中作為例子示出了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例。圖1是實(shí)施本發(fā)明所述超聲波清洗工件的方法的一個(gè)超聲波清洗設(shè)備的系統(tǒng)示意圖；圖2是實(shí)施本發(fā)明所述超聲波清洗工件的方法的另一個(gè)超聲波清洗設(shè)備的系統(tǒng)示意圖；圖3是表示溶入清洗液中的氧氣量、清洗液中空穴破裂時(shí)產(chǎn)生的微射流的強(qiáng)度和清除的油污量之間的關(guān)系曲線圖。如圖1所示，一個(gè)實(shí)施本發(fā)明所述超聲波清洗工件的方法的超聲波清洗設(shè)備包括一個(gè)容納清洗液1的超聲波清洗槽2和一個(gè)與該槽2相鄰設(shè)置的溢流槽3，該超聲波清洗槽2和溢流槽3由一個(gè)傾斜排放通道4相互連接。超聲波清洗槽2的底部裝有一個(gè)超聲波振動(dòng)器5，用于向清洗液1中發(fā)射超聲波能，清洗浸沒在其中的工件6。超聲波清洗槽2的底部上還裝有一個(gè)用于加熱清洗液1的加熱器7。超聲波清洗槽2的側(cè)壁上裝有一個(gè)清洗液出口8和一個(gè)清洗液入口9，兩者相互相對地設(shè)置，并且出口8和入口9都各配有一臺(tái)流量校正裝置(未示出)，以便使通過的清洗液的流量均勻平穩(wěn)。在超聲波清洗槽2的外面設(shè)置了一個(gè)對清洗液除氣的除氣器10，該除氣器10包括一個(gè)容納清洗液1的密封罐13和一個(gè)對密封罐13抽真空的真空泵14，用于將溶入在清洗液1中的氣體排到密封罐13中的一個(gè)空間中，由此對清洗液1除氣。除氣器10經(jīng)排放管道11與清洗液出口8相連，經(jīng)供給管道12與清洗液入口9相連。一個(gè)排放泵15在除氣器10的上游與排放管道11相連，該排放泵15用于將從清洗液出口8排出的清洗液引入除氣器10中。在除氣器10和排放泵15之間連接有一個(gè)過濾器16。用于將除氣后的清洗液1從除氣器10供入超聲波清洗槽2的供給泵17連接在除氣器10和清洗液入口9之間的供給管道12上。在超聲波清洗槽2壁的上部分上安置了一個(gè)上部清洗液入口18，該入口與一個(gè)從供給泵17下游的供給管道12分支出來的上部供給管道19相連。一個(gè)清洗液排放管道20和一個(gè)清洗液溢流排放管道21分別連接到超聲波清洗槽2和溢流槽3的底部，并且這兩個(gè)管道20和21都與排放管道11相連，管道11，12，19，20，21上裝有流量控制閥22。盛裝在超聲波清洗槽2中的清洗液1是自來水和5％的某種洗滌劑的混合物。該洗滌劑包含一種含水溶液，該含水溶液含有60％的一種非離子表面活性劑，7.0％的一種無機(jī)物增潔劑，10.0％的一種增溶劑，和1.0％的其它組份。超聲波清洗槽2中的清洗液1由排放泵15通過清洗液出口8從槽2中抽出，并通過排放管道11經(jīng)過濾器16引入除氣器10中。由于真空泵14除去了除氣器10的密封罐13中的氣體，當(dāng)清洗液1通過排放管道11引入密封罐13中后，溶在清洗液1中的氣體就被充入到密封罐13中已抽真空的空間中。此時(shí)清洗液就受到除氣，似清洗工件6的類型情況，除氣的程度可使溶解的氧氣量在0.01～5ppm范圍內(nèi)。根據(jù)要清洗的工件6的不同類型，通過改變真空泵14對密封罐13抽真空的真空度可以容易地調(diào)節(jié)溶解的氧氣量。除氣后的清洗液1由供給泵17從除氣器10中抽出，通過供給管道12和清洗液入口9供入超聲波清洗槽2中。如上所述，由于清洗液1在超聲波清洗設(shè)備中是循環(huán)的，因此清洗液1中溶解的氧氣量可以總是保持在上述范圍內(nèi)。由于清洗液出口8和入口9都各自配有流量校正裝置，因此在超聲波清洗槽2中的清洗液1中形成一種從清洗液入口9指向清洗液出口8的平行于超聲波振動(dòng)器5的層流，這種層流由于成穴作用能使空穴或部分真空容易地在清洗液1中產(chǎn)生。啟動(dòng)超聲波振動(dòng)器5，以將超聲波能發(fā)射到超聲波清洗槽2中的清洗液中，對浸沒在清洗液1中的工件6進(jìn)行清洗。如果工件6尺寸較小，則將一些工件6放置在一個(gè)不銹鋼容器6a中，再將該容器6a浸在清洗液1中。工件6浸沒到超聲波清洗槽2的清洗液1中后，一部分清洗液1則溢出超聲波清洗槽2，并經(jīng)排放通道4引入溢流槽3，然后通過溢流排放管道21排到排放管道11中。清洗液1由除氣器10供給和除氣，除氣后的清洗液1供入超聲波清洗槽2。因此，液面高度，溶解的氧氣量和超聲波清洗槽2中的清洗液1的溫度保持不變。超聲波清洗槽2底部上的清洗液1通過清洗液排放管道20抽到排放管道11，再從此處將清洗液1引入除氣器10。一部分除氣了的清洗液1從上部清洗液入口18供入超聲波清洗槽2中。從上部入口18供入的已除氣清洗液1能有效地?cái)噭?dòng)清洗槽2中的清洗液1，使得由加熱器7加熱的清洗液1的溫度均勻。通過管道11，20，21從超聲波清洗槽2抽出的清洗液1含有從工件6上清除下來的毛刺和固體異物。這些毛刺和固體異物由安置在排放泵15和除氣器10之間的排放管道11中的過濾器16來收集。對于該實(shí)施例所述的超聲波清洗設(shè)備，不要求它將清洗液除氣到這樣高的程度，即清洗液1中含氧量等于或低于0.01ppm。除氣器10能夠?qū)η逑匆?除氣，使溶解在清洗液1中的氧氣量的范圍達(dá)到0.01至5ppm的程度。超聲波清洗設(shè)備不需要用由多個(gè)氣體分離膜模件構(gòu)成的極昂貴的除氣器，因此其總體結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單。下面描述上述超聲波處理方法的一些例子。在一個(gè)例子中，已被除氣到其溶解氧氣量范圍為0.01至0.5ppm的清洗液1被供入超聲波清洗槽2中，帶有尺寸約100μm的小毛刺的不銹鋼剃須刀片作為工件浸沒在清洗液1中。若用通常使用有機(jī)溶劑的清洗方法則這些沒有完全從剃須刀片上分離掉的毛刺就不能清除掉。在該例子中，應(yīng)用除氣到上述溶解氧氣量范圍的清洗液1對剃須刀片進(jìn)行超聲波清洗，毛刺以及其它異物如塵粒和材料殘余都幾乎完全清除掉了。當(dāng)溶解氧氣量大于0.5ppm時(shí)，則毛刺沒有完全從剃須刀片上清除掉。在另一個(gè)例子中，除氣到溶解氧含量范圍為0.01至3ppm的清洗液，供入到超聲波清洗槽2中，而帶有固體異物如材料殘余物和由靜電吸附在其上的塵粒的燒結(jié)部件作為工件6浸沒在清洗液1中。當(dāng)燒結(jié)部件在具有上述溶解氧含量的清洗液1中進(jìn)行超聲波清洗后，諸如材料殘余和塵粒等固體異物基本上完全被清除掉。由于材料殘余和塵粒這樣的固體異物不是與燒結(jié)部件相連接的，因此即使當(dāng)這些異物承受的微射流的強(qiáng)度沒有在上述例子中用于清除毛刺時(shí)的微射流強(qiáng)度那樣大，也仍能被充分地清除掉。但是當(dāng)溶解氧含量超過3ppm，則不能完全除去固體異物，如材料殘余和塵粒?？梢杂萌芙庋鹾吭?.01至3ppm范圍的清洗液1有效清洗的工件6包括磁鐵，針灸針，活塞桿以及燒結(jié)部件。塵粒和磨料顆粒由于靜電作用直接與針灸針接觸。磨料顆粒，一種研磨材料，和其它的異物5活塞桿保持直接接觸。再有一個(gè)例子，除氣到溶解氧含量范圍為2至5ppm的清洗液1供入超聲波清洗槽2中，金屬連接銷(插銷)作為工件浸沒在清洗液1中。固體異物，如材料殘余，包括機(jī)加工金屬連接銷時(shí)產(chǎn)生的金屬屑和當(dāng)毛刺破碎時(shí)產(chǎn)生的小顆粒，這些固體異物通過油，例如加工金屬連接銷時(shí)使用的切削油，而粘附到金屬連接銷上。當(dāng)金屬連接銷在具有上述溶解氧含量的清洗液1中進(jìn)行超聲波清洗時(shí)，油污和固體異物都基本上被完全清除掉。當(dāng)溶解氧含量低于2ppm時(shí)，由微射流清除的油污沒有被乳化和擴(kuò)散在清洗液1中，并且再次粘附到工件6上。因此不能完全清除由于油污而粘附到工件上的異物。當(dāng)溶解氧含量大于5ppm，大部分油污和相對較大的異物被清除掉，但由于滲入在工件6中的油污而粘附在工件6上的較小的異物則沒有清除掉。可以用溶解氧含量為2至5ppm范圍的清洗液1進(jìn)行有效清洗的工件6包括用于鐘表中的金屬部件，壓制金屬件，塑料注射和擠壓成型件，環(huán)形鋁件和機(jī)械密封件以及連接銷(插頭)。在上述這些例子中，根據(jù)不同類型的待清洗工件6，清洗液1除氣到上述溶解氧含量，這種清洗液1然后供入一個(gè)單獨(dú)的工對工件6進(jìn)行超聲波清洗的超聲波清洗槽2中。但是也可以采用多個(gè)超聲波清洗槽2，除氣到溶解氧含量為2～5ppm范圍的清洗液1可以供入第一個(gè)超聲波清洗槽2中，除氣到溶解氧含量為0.01～0.5ppm范圍的清洗液1可以供入第二個(gè)超聲波清洗槽2中。根據(jù)這種變型，一種類型的工件6可以通過多個(gè)步驟進(jìn)行超聲波清洗。例如，剃須刀片可以在第一個(gè)超聲波清洗槽2中進(jìn)行超聲波清洗，以除去由油污粘附到剃須刀片上的固體異物，然后在第二個(gè)超聲波清洗槽2中進(jìn)行超聲波清洗，以除去剃須刀片上的毛刺。為了確定不同溶解氧含量適用于不同類型的待清洗工件的原因，進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)。下面首先參照附圖2說明一下實(shí)驗(yàn)中用于對工件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性超聲波清洗的超聲波清洗設(shè)備。在一個(gè)容納清洗液1的由丙烯酸樹脂材料制造的超聲波清洗槽2的底部裝有一個(gè)超聲波振動(dòng)器5，該超聲波振動(dòng)器5將超聲波能發(fā)射到清洗液中，以清洗放置在容器6a中并浸沒在清洗液1中的工件6。超聲波清洗槽2的側(cè)壁上相互相對地安裝了一個(gè)清洗液出口8和一個(gè)清洗液入口9。出口8和入口9都各自配有一個(gè)流量校正裝置(未示出)，使由此通過的清洗液的流量均勻平穩(wěn)。一個(gè)與圖1中所示的除氣器10相同的除氣器10安置在超聲波清洗槽2的外面，用于對清洗液除氣。除氣器10經(jīng)排放管道11連接到清洗液出口8上，經(jīng)供給管道12連接到清洗液入口9上。一個(gè)循環(huán)泵22用來將從清洗液出口8排出的清洗液1引入除氣器10并將除氣后的清洗液供入超聲波清洗槽2中，該循環(huán)泵22連接在除氣器10上游的排放管道11上。過濾器23a，23b連接在除氣器10和循環(huán)泵22之間。一個(gè)旁通管道24和一個(gè)流量控制閥25連接到排放管道11上，旁通管道24連接在循環(huán)泵22的上游側(cè)和下游側(cè)之間。旁通管道24可以由連接在其上的流量控制閥26開啟和關(guān)閉。在圖2所示的超聲波清洗設(shè)備中，位于超聲波清洗槽2中的清洗液1由循環(huán)泵22從清洗液出口8抽入排放管道11，然后供到過濾器23a，23b。清洗液1中含有在超聲波清洗槽2通過超聲波清洗過程從工件6上清除下來的毛刺和異物。過濾器23a清除掉較大的毛刺和尺寸為5μm或更大的異物，而過濾器23b清除掉較小的毛刺和尺寸為2μm以下的異物。然后，清洗液1從過濾器23a，23b引到除氣器10中，后者將清洗液1除氣到所要求的溶解氧含量，除氣后的清洗液1通過供給管道12和清洗液入口9供入超聲波清洗槽2中。實(shí)驗(yàn)1超聲波清洗槽2中加入作為清洗液1的自來水，在清洗液1中浸入一塊尺寸為100mm×100mm×10mm的純鋁板代替工件6和容器6a，該鋁板垂直于超聲波振動(dòng)器5，鋁板有一上緣邊，置于清洗液1液面下50mm處。純鋁板的下緣邊沒有達(dá)到超聲波振動(dòng)器5處，而是與該超聲波振動(dòng)器5相隔50mm或更多。然后超聲波振動(dòng)器5將超聲波能發(fā)射到清洗液1中，產(chǎn)生浸蝕鋁板的微射流。在超聲波清洗過程中，鋁板垂直移動(dòng)了一個(gè)25mm的垂直距離，以便均勻地暴露給微射流。溶解在清洗液1中的氧氣量在0.05到9ppm之間被逐步地改變。超聲波清洗過程對每份溶解的氧氣量進(jìn)行了60分鐘。在每道超聲波清洗過程之后，取出鋁板，并測量鋁板重量的浸蝕損失，以此反映微射流的強(qiáng)度。鋁浸蝕量大，鋁板重量損失也大，這表明微射流強(qiáng)度高。對每份溶解的氧氣量測重10次，以其平均值做為在溶解的氧氣量中的浸蝕鋁量。將清洗液1保持在20至25℃的標(biāo)定溫度下，在超聲波清洗箱2中，以層流形式將清洗溶液1平行于超聲波振動(dòng)器5地從清洗溶液入口9引至清洗液出口8。超聲波振動(dòng)器5的單頻28KHz，600W強(qiáng)度的發(fā)射超聲波能。超聲波振動(dòng)器5的最大輸出功率密度為1W/cm2。實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果由表1和圖3曲線所表示。表1表示隨超聲波清洗溶解在清洗液1中的氧氣量和浸蝕的鋁量。表1</tables></tables>其中，A為溶入其清洗液中的氧氣量B為浸蝕掉的鋁量由表1和圖3中可以看出，當(dāng)溶解含氧量約為0.5ppm以下時(shí)，微射流強(qiáng)度最大，并且隨著溶解含量增加到2ppm左右而逐漸地減小，然后隨著溶解含氧量的增加，微射流的強(qiáng)度基本上呈線性下降，直到溶解含氧量達(dá)到6ppm，而溶解含氧量在7ppm或更高以上后浸蝕掉的鋁的數(shù)量基本上保持在15至16mg的恒定水平上。對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的詳細(xì)研究表明，當(dāng)溶解氧含量約為5ppm或更低時(shí)，則微射流具有足以能清洗鋁板的強(qiáng)度，當(dāng)溶解氧含量高于大約5ppm時(shí)則不產(chǎn)生有效的清洗效果，而當(dāng)溶解氧含量為7ppm或更高時(shí)則幾乎沒有清洗效果。從表1和圖3中還不能清楚地看出溶解含氧量高于和低于0.5ppm時(shí)被浸蝕的鋁量之間的差別。但是，實(shí)際清洗過程的結(jié)果表明，當(dāng)溶解含氧量為0.5ppm或更低時(shí)，工件的毛刺被完全清除掉，顯示出與在溶解含氧量大于0.5ppm進(jìn)行的清洗過程存在明顯的不同。下面做的實(shí)驗(yàn)用于檢查溶入清洗液中的氧氣量和清除的油污量之間的關(guān)系。準(zhǔn)備的試件為一塊尺寸為100mm×100mm×10mm的SUS板，用磨料顆粒研磨該板的相對表面并在該板上加上10cc的礦物機(jī)油。機(jī)油是用四氯化碳分離的，測量了5次機(jī)油的紅外吸收率，測量值的平均值用作一空白值(bland)，該空白值表示在進(jìn)行超聲波清洗之前粘附在試件上的機(jī)油量，即粘附在試件上的機(jī)油初始值，它為147.6mg。之后，將包括自來水和5％的一種由某種非離子表面活性劑組成的洗滌劑的清洗液1供入圖2所示的超聲波清洗槽2中，上述試件代替工件6和容器6a被浸沒在清洗液1中并垂直于超聲波振動(dòng)器5，試件有一上緣邊，位于清洗液液面下50mm處。純鋁板的下緣邊沒有達(dá)到超聲波振動(dòng)器5，而是與其相距50mm或更多。然后，由聲聲波振動(dòng)器5向清洗液1中發(fā)射超聲波能。對試件表面進(jìn)行清洗，由此清除機(jī)油。在超聲波清洗過程中，試件垂直地移了一個(gè)25mm的垂直距離，以便均勻地暴露給微射流。清洗過程按實(shí)驗(yàn)1的相同方式進(jìn)行。溶入清洗液1中的氧氣量在0.05至9ppm之間被逐步地改變，相對每個(gè)溶解含氧量值超聲波清洗過程的時(shí)間為60分鐘。每個(gè)超聲波清洗過程之后，取出試件并且直接在試件上施加熱空氣，使試件在80℃下干燥60秒。試件干燥后，用四氯化碳將粘附在試件上的機(jī)油分離出，對于每個(gè)溶解含氧量值都要測量5次機(jī)油的紅外吸收率，這些測量值的平均值用著進(jìn)行超聲波清洗后粘附的機(jī)油量。確定出上述空白值和進(jìn)行超聲波清洗后粘附的機(jī)油量之間的差異，以便計(jì)算出超聲波清洗后清除的機(jī)油量。實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果示于下面的表2和圖3的曲線圖中。表2表示出溶入清洗液1中的氧氣量和由超聲波清洗而清除的油污量之間的關(guān)系。表2<p>其中A為溶入清洗液中的氧氣量，B為清洗后粘附著的油污量，C為清洗后清除的油污量。清洗后清除的油污量＝空白值(147.6)-清洗后粘附著的油污量。從表2和圖3中可以看到，當(dāng)溶入清洗液1中的氧氣量小于2ppm時(shí)，清除的油污量少，并隨著溶解氧氣量的增加而增多。對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的詳細(xì)研究表明，當(dāng)溶解氧含量小于2ppm時(shí)，粘附在試件上的油被微射流清除掉，然后又粘附上去。由這種重新粘附上的油而帶到試件上的固體異體即使應(yīng)用強(qiáng)烈的微射流也不容易清除掉。還發(fā)現(xiàn)，在溶解氧含量范圍為2-5ppm中，由于試件上作用上相當(dāng)強(qiáng)的微射流，加在試件上的油和固體異物能容易地清除掉，并且油能容易地被溶解的氣體乳化并擴(kuò)散在清洗液中，因此油和固體異物兩者都能清除掉。還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溶解氧含量大于5ppm時(shí)，大部分油被清除，但滲入試件中的油仍然沒有去掉，由于此時(shí)微射流較強(qiáng)，因此由剩余的油而粘附在試件上的固體異物也不容易清除掉。圖2中所示的超聲波清洗設(shè)備非常實(shí)用，足以能有效地作為臺(tái)式超聲波清洗設(shè)備應(yīng)用于小部件的清洗以及作為實(shí)驗(yàn)用超聲波清洗設(shè)備。雖然上面詳細(xì)地展示和描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)該知道在不偏離所附權(quán)利要求書范圍的情況下對本發(fā)明可以做出各種變化和改型。權(quán)利要求1.超聲波清洗工件的方法，包括以下步驟向底部裝有一個(gè)超聲波振動(dòng)器的超聲波清洗槽中供入一種含水清洗液，該清洗液已被除氣到一個(gè)范圍為0.01至5ppm的預(yù)先確定的溶解氧含量，將工件浸沒在上述清洗液中，由超聲波振動(dòng)器向清洗液中發(fā)射超聲波能，以清除掉工件上的異物和毛刺。2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果要清除與工件直接接觸的固體異物，則將所述含水清洗液除氣到范圍為0.01至3ppm中的一個(gè)溶解氧含量。3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果要清除沒有完全與工件分離的毛刺，則將所述含水清洗液除氣到范圍為0.01至0.5ppm中的一個(gè)溶解氧含量。4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，如果要清除由于油污而粘附到工件上的固體異物，則所述含水清洗劑含有一種表面活性劑，并被除氣到范圍為2-5ppm的一個(gè)溶解氧含量。5.按照權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將清洗液引入一個(gè)密封罐中并對密封罐抽真空，使得溶解在清洗液中的氣體排放到密封罐中的一個(gè)空間中，由此對清洗液除氣。6.按照權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將清洗液加熱到范圍為30-50℃的溫度的步驟。全文摘要在一個(gè)底部裝有一個(gè)超聲波振動(dòng)器的超聲波清洗槽中供入一種含水清洗劑，該清洗劑已被除氣到溶解氧含量為0.01—5ppm范圍內(nèi)的一預(yù)定值，然后在清洗液中浸入一個(gè)要進(jìn)行超聲波清洗的工件，之后由超聲波振動(dòng)器向清洗液中發(fā)送超聲波能，以便清除掉工件上的異物和毛刺。文檔編號(hào)B08B3/12GK1079679SQ9310622公開日1993年12月22日申請日期1993年5月25日優(yōu)先權(quán)日1992年5月25日發(fā)明者柴野佳英申請人:柴野佳英