光纤陶瓷插芯套管超声波清洗机解决方案
光纤陶瓷插芯套管超声波清洗机解决方案
随着光纤信息通信技术的飞速发展,光通信中所使用的光纤连接器是把光纤的两个端面精密地对接起来,使发射光纤输出的光能量最大限度地耦合到接收光纤中,陶瓷插芯是这种光纤连接器的核心部件。
氧化锆陶瓷插芯,在经过了各道工序加工后,小孔内残留了各种污物,有切削加工中产品的陶瓷粉,有用来加工内孔的金刚石粉,粒径都在0.5μm以下。陶瓷插芯小孔之小,内孔里污物的复杂性,决定了在陶瓷插芯整个制作工艺过程中,内孔污物的有效去除占有举足轻重的地位。这使得陶瓷插芯的生产设备必须是专业设备,也是只能用于生产陶瓷插芯。光纤陶瓷插芯超声波清洗机作为生产过程中的一个配套设备,起到重要作用。
技术要求
针对陶瓷插芯产品的结构及污物的特性,以及超声波清洗在陶瓷插芯制作工艺中的具体应用,决定了超声波功率密度、频率、清洗温度的选择和产品清洗效果的有密切关系。
功率密度
陶瓷插芯内孔很小,内孔中污垢与内孔表面结合牢固,如果只是利用清洗液的乳化和溶解作用,清洗再长的时间也不能完全去除污垢,必须用一定的压力和冲击力,才能迅速地将污垢从内孔表面扯裂和剥离。事实证明,一定的清洗压力和冲击力,不但能有效地去除污垢,还大大地缩短了清洗时间。不过,同时也要考虑陶瓷插芯的脆性问题。陶瓷插芯是利用氧化锆粉粒,经过混炼、注射成型后高温烧制而成的,其密度为6.0g/cm,硬度为HV1250。极高的密度和硬度特性,使产品在受到较大的碰撞、振动力时,会在外径和内径边缘等尖角处,产生破碎,甚至裂纹。烧制成的毛坯,在经过后加工,扩孔至Ф125.3μm,其孔口边缘存在较大的加工应力。受到较大的冲击力时,孔口边缘材料会部分脱落,造成孔口破碎。所以,在清洗陶瓷插芯内孔污垢时,虽然需要一定的压力和冲击力的作用,才能有效地去除内孔中的污物,但所受的压力和冲击力并不是越大越好,所以避免造成插芯外径和内孔尖角处的破碎,甚至出现裂缝。
超声波频率
根据陶瓷插芯产品结构和污物的特性,对内孔污物的清洗提出如下要求:清洗液要有足够的穿透力,能够进入小孔内进行清洗,并且将清洗掉的污物及时带出小孔,以免污垢再次结合在内孔的表面,造成重复污染。这就需要更多的空化泡,从而产生更多、更密集的冲击波才能实现。在功率密度一定的情况下,可以通过选择合适的超声波的频率来达到这一要求。频率越大,空化泡数量越多,所产生的冲击波越密集;但是,随着频率的增加,空化泡所产生的冲击波越密集;但是,随着频率的增加,空化泡所产生的冲击力减弱,空化强度变小,又不利于小孔污垢的清洗。在一定的功率密度条件下,可通过选择超声波来调整空化泡数量和空化强度,使清洗液既能充分进入到小孔内,又能产生足够的压力和冲击力,将污垢从内孔表面扯裂和剥离。以达到最佳的清洗效果。
清洗温度
由于陶瓷插芯小孔内的污物特性,对所使用的清洗液有一定的要求:清洗液要能提供一定的碱度,有分散悬浮作用,可防止脱下来的油脂重新吸附在产品内,所使用的碱性一般以Ph9~10为佳,清洗液需具有对污物较强溶解能力。
清洗液的去污能力与温度密切相关。如果清洗液的温度过低,会降低溶液的化学活性,同时污物的溶解速度过低,不利于对小孔内污物的清洗;随着温度的升高,会明显朝着有利于清洗方向变化。但是,过高的温度,溶液中的某些成分受热分解而失去作用。当清洗温度高于非离子表面活性剂的浊点时,表面活性剂在水中的溶解度下降,析出上浮,使之失去脱脂能力。同时,过高的温度,会使溶剂过量蒸发,也影响了污物的溶解速度。
产品特点
光纤陶瓷插芯产品的高质量要求,决定了光纤陶瓷插芯专用超声波清洗机具有以下优越性:
1、极少会伤害到被清洗零件。
2、能够洗净微小的粒子。
3、很少会引超洗净斑,交有良好的洗净均一性。
4、不会产生噪音。
5、可清除附近氧化铈(cerium oxide),二气化硅(sillicon dioxide)等研磨剂中干燥后的粒子。
6、可良好产生及持续空穴现象(清洗能力强)。
7、表面的交换性(exchange of surface contamination)良好,因为污染扩散快,能加强清洗能力,缩短清洗时间。
8、DI Water的冲洗性能良好,在清洗过程中即使清洗剂干燥,也可以冲洗。
9、可除去固著性的尘埃。
10、可优越清除0.5μ以下的粒子。
超声波是一种频率超出人类听觉范围20 kHz以上的声波。超声波的传播要依靠弹性介质,其传播时,使弹性介质中的粒子振荡,并通过介质按超声波的传播方向传递能量,这种波可分为纵向波和横向波。在固体内,两者都可以传送,而在气体和液体内,只有纵向波可以传送。超声波能够引起质点振动,质点振动的加速度与超声频
超声波清洗
超声波清洗
率的平方成正比。因此,几十千赫兹的超声会产生极大的作用力,强超声波在液体中传播时,由于非线性作用,会产生声空化。在空化气泡突然闭合时发出的冲击波可在其周围产生上千个大气压力,对污层的直接反复冲击,一方面破坏污物与清洗件表面的吸附,另一方面也会引起污物层的破坏而脱离清洗件表面并使它们分散到清洗液中。气泡的振动也能对固体表面进行擦洗。气泡还能“钻入”裂缝中做振动,使污物脱落。对于有油脂性污物,由于超声空化作用,两种液体在界面迅速分散而乳化,当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子即脱落。空化气泡在振动过程中会使液体本身产生环流,即所谓声流。他可使振动气泡表面存在很高的速度梯度和粘滞应力,促使清洗件表面污物的破坏和脱落,超声空化在固体和液体表面上所产生的高速微射流能够除去或削弱边界污层,腐蚀固体表面,增加搅拌作用,加速可溶性污物的溶解,强化化学清洗剂的清洗作用。此外,超声振动在清洗液中引起质点很大的振动速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到频繁而激烈的冲击。
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影响清洗因素
清洗介质:采用超声波清洗,一般有两类清洗剂即化学溶剂和水基清洗剂。清洗介质的化学作用可以加速超声波清洗效果,超声波清洗是物理作用,两种作用相结合,依对物件进行充分、彻底的清洗。
功率密度:超声波的功率密度越高,空化效果越强,速度越快,清洗效果越好,但对于精密的表面光洁度甚高的物件,采用长时间的高功率密度清洗会对物件表面产生空化、腐蚀。
超声频率:适用于工件粗、脏、初洗,频率高则超声波方向性强,适合于精细的物件清洗。
清洗高温:一般来说,超声波在50°C~60°C时的空化效果最好,清洗剂也不是温度越高,作用越显著,有可能会高温失效,通常超声波在超过85°C时,清洗效果已变差。所以实际应用超声波清洗时,采用50°C~70°C的工作温度。