3.1光学行业应用 3.1.1光学零件超声波清洗

光学零件超声波清洗 ,在光学工业生产中,特别是照相机、望远镜行业及其它专业化生产厂家已普遍采用。它代替了传统的手工清洗及精擦操作,使清洗及精擦的效率成倍或十多倍的增加,清洗及精擦质量也明显提高,为光学工业生产辅助工序实现机械化、自动化提供了条件 。

光学镜片加工中不同的工序应有不同的清洗工艺，从整体流程看，可分为四道工序：洗涤、漂洗、脱水、干燥。光学零件超声波清洗,从最初的工序间零件清洗到抛光后零件清洗, 并发展到镀膜、胶合及装配前零件清洗.随着对超声波清洗光学零件质量越来越高的要求 ,对超声波清洗设备及清洗剂 、脱水剂、干化剂等清洗辅料也相应的提出新的要求 ,并得到相应的发展 ,把光学零件超声波清洗推向一个新的阶段. I抛光后光学零件清洗

光学零件在冷加工过程中 ,经过粗磨、精磨、抛光、磨边等工序 ,零件表面和边缘上 ,以物理吸附或化学结合有多种脏污物质 ,如火漆、柏油、抛光粉、玻璃粉、保护漆等都要清洗干净.

这里以国产CX-1六槽清洗机为例,其清洗辅料、工艺条件及工艺流程为: 第一槽0.5%氢氧化钠水溶液,加热、超声,清洗零件表面树脂类及油污物质。 第二槽1%硅-钠混合液,加热、超声,利用化学活性,除去零件表面少量的剩余污物。

第三槽 自来水冲洗、超声、清洗零件表面的碱性物质。

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第四槽 酒精清洗及脱水、加冷却回流管 ,除去零件表面的水份及溶解于酒精的油污类物质。

第五槽 酒精脱水、加冷却回流管 ,进一步脱水 ,防止水份带人下槽。 第六槽 三氯乙烯、加热汽化、冷却回流 ,使附着零件表面的挥发物挥发 ,达到洗净、干燥之目的。也有将三氯乙烯改为三氟三氯乙烷(F113)加热汽化干燥。

为了适应化学稳定性差的光学零件的清洗 ,则将第一槽的碱性溶液改为溶剂汽油。为降低生产成本或供应困难 ,将F113汽化干燥改为酒精脱水 ,再用擦布手工擦干。这种方法虽然简单些 ,也可满足抛光后光学零件的清洗要求 II镀膜、胶合、装配前光学零件清洗

光学零件经冷加工抛光、磨边后,有的需要镀膜、胶合或直接运往装配 ,但进人这些工序前 ,都必须将零件表面擦试干净 ,直到用 6x放大镜检查无任何脏点及各种印迹为止,即达到精擦的要求.

这里以引进瑞士巴尔蔡司公司的USB-109九槽直链式全自动超声波清洗机,用于光学零件镀膜前清洗为例。其清洗辅料、工艺条件及流程为

第一槽 碱性或酸性洗净剂、加热、超声 。 第二槽 去离子水、喷淋。

第三槽 碱性或酸性洗净剂、加热、超声 。 第四槽 去离子水、喷淋。 第五槽 去离子水、冲洗、超声。

第六槽 脱水, Freon Tp-35或 Frig en TR-P等 ,加冷却回流管 。 第七槽 脱水、溶剂同前、超声、加冷却回流管。

第八槽 干燥预处理, Freon TP-35溶液用循环处理机处理 。

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第九槽 干燥、用Freon TF蒸汽浴、加热汽化、冷却回流.

根据清洗光学零件的材质是光学玻璃或化学稳定性差的光学玻璃或塑料等的不同、调换清洗辅料。一般采用多种洗净剂、异丙醇脱水及三氟三氯乙烷(Fll3)干化。

其中第六、七、八槽使用的脱水剂组份基本相同,为Fll3+异丙醇+抑制剂等组成,第九槽干化剂为超纯级Fll3。

从瑞士巴尔蔡司公司引进的还有十槽、十五槽清洗机;日本引进的 IM 1322A八槽及十一槽清洗机 ,根据光学零件精擦的洁净程度要求不同、用于镀膜、胶合或装配前的超声波清洗 。

例如十五槽清洗机与九槽清洗机相比,则增加酸性洗净剂清洗及去离子水冲洗各两次、脱水两次,其中从脱水槽开始即在超净箱中进行,并有冷却回流装置,这样被清洗的光学零件可以获得更高的洁净表面。

清洗过的光学零件,用6x放大镜检查表面无脏点、印迹、放人玻璃罩内,即可转人镀膜、胶合或装配工序,根据现场观察 ,超声波清洗的光学零件表面的洁净程度比手工精擦好

3.光学零件清洗相关原料

洗净剂：主要由非离子型表面活性剂和助剂(硅酸盐、碳酸盐、聚合磷酸盐)鳌合剂等组成的多组份物质

脱水剂：主要是 Freo n Tp -35 ,即以Fll3与载体加人异丙醇和抑制剂组成的多组份溶剂

干化剂：主要是Freon TF ,即超级纯Fll3

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硅-钠混合液：硅钠混合物组成%（十二烷基硫酸钠23%乙二胺四乙酸二钠盐40%磷酸钠31%硅酸钠6%） 3.2超声波清洗在机械行业应用

超声波清洗工艺多选用水基清洗剂，由于这类清洗剂比ODS清洗剂对油脂及亲油污物的溶解性、渗透性和分散性能力差。所以必须采用多槽式超声波加温脱脂、超声波加温清洗,以加快污物的溶解和分散,使污物脱离工件(粗洗)。超声波漂洗(精洗)是用纯水洗去工件表面所残留的清洗介质, 超声波清洗作为一种先进、高效、绿色非ODS的现代清洗技术,在机械行业正越来越得到广泛的应用。

1)除油脂：包括乳化油、润滑油、防锈油等各种油脂。工件在防锈封存前、电镀前和涂装前都必须进行除油清洗,超声波清洗的关键是选用含针对性的表面活性剂和乳化剂的清洗液。

2)除锈及氧化皮：钢铁零件在轧制或热处理后,表面会生成一层 5~ 10Lm的氧化铁,超声波清洗可以用弱酸代替强酸、强碱,减少了公害,避免了氢脆。作为镀膜前处理工艺,提高了镀膜质量。

3)除污垢;除污垢清洗主要有:

1)除积碳:积碳是燃油和机油在高温缺氧条件下燃烧生成的硬质碳化物,与金属表面吸附,分子间结合强度极大,用一般方法很难去除,还可能损坏了活塞表面的光洁度。改用超声波清洗,清除彻底,不损坏工件表面质量,而且效率高。

2)油腻和油泥:工件被机油污染,再落入尘土,形成油腻附着力很强;油泥是机油、焦油、含氧酸、碳化物、灰及水的混合物,结合强度可达 10~15 kPa,用超声波清洗非常彻底。

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3)涂镀前的清洗:电镀和喷漆前的清洗效果直接影响涂镀质量的好坏。除蜡和抛光膏清洗一直是困扰电镀业的难题,用超声波清洗则会解决这一难题。作为镀膜前处理工艺,提高了镀膜质量。 3.3超声波清洗剂常见组分

超声波清洗机所用的清洗剂多为液体洗涤剂，由表面活性剂、螯合剂、其他助剂，及有机溶剂如三氯乙烯等组成。 3.3.1表面活性剂

某物质当其溶于水即使浓度很小时，能显著降低水同空气的表面张力，或水同其他物质的界面张力，则该物质称为表面活性剂。水溶性表面活性剂的分子结构都具有不对称的、极性的特点。由于这种不对称的极性结构，表面活性剂被定向吸附在水溶液同其他相的界面上，这样大大改变了体系的物理性质，特别是各相界面的界面张力。

根据表面活性剂溶于水时亲水基团所表现出来的电性，可把表面活性剂分为阴离子、阳离子、中性及两性表面活性剂。 3.3.2螯合剂

螯合剂和溶液中的某些金属离子如Ca2+、Mg2+等形成稳定的螯合体，从而使洗涤剂具有抗硬水性的功能，具体到镜片清洗时，又可和镜片表面的某些含Ca2+、Mg2+的物质化合而达到清洗作用。 3.3.3助剂

助剂的加入，起到以下作用：

1）缓冲作用，使洗涤剂的pH值能维持稳定； 2）对金属的抗腐蚀作用；

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