CN102899674B - 一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法 - Google Patents
一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法，属于不锈钢零件的清洗领域。本发明解决了现有传统不锈钢零件清洗方法无法满足终端光学组件中不锈钢零件的洁净要求的技术问题。方法：一、粗处理；二、酸洗，清洗剂超声清洗，高纯水超声处理，洁净水喷淋清洗，然后洁净空气吹干，烘干；三、置于洁净间内，用高纯水超声清洗，洁净空气吹干，烘干，即完成了精密铝合金零件的清洗。本发明清洗过程对不锈钢零件的精度无损害；无有机物及颗粒残留，实现超洁净；有效去除材料高真空下易挥发污染物。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢零件的清洗领域。
背景技术
终端光学组件位于惯性约束核聚变装置一神光III中的最后一环，整个组件处于高真空、强辐射环境中，若其内部的相关元件表面存在如灰尘、油脂等污染物时，这些污染物受强激光照射就有可能转变成组件环境内部的气溶胶，破坏组件内部的洁净环境，影响组件的通光质量和强度，甚至当气溶胶附着在光学元件上时，会因激光照射而发生爆炸性挥发，对昂贵的光学元件的表面产生损伤，导致其损伤阈值降低。为避免这些情况的发生，对终端光学组件内部的相关元件的表面洁净度提出了很高的要求。
终端光学组件的零件以不锈钢材料为主，该材料在存放或机械加工中不可避免地会形成一层氧化皮，零件表面也易沾染灰尘、油脂等污染物，故需要对其进行清洗。由于零件要应用于高真空、强辐射的极端环境中，使其对洁净度要求比普通不锈钢零件要高，而传统的不锈钢零件清洗方法无法满足终端光学组件中不锈钢零件的洁净要求。
发明内容
本发明要解决现有传统不锈钢零件清洗方法无法满足终端光学组件中不锈钢零件的洁净要求的技术问题；而提供了一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法。
高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法是通过下述步骤实现的：
步骤一、将机械加工后的精密不锈钢零件置于准备间内，对该零件抛光，然后用洁净水清洗2～3遍，洁净空气吹干，再酸洗，用洁净水喷淋清洗，洁净空气吹干，然后用清洗液进行人工干预，抛光，用洁净水清洗2～3遍，再用洁净氮气或洁净空气吹干；
步骤二、然后酸洗，再用质量浓度为5％、温度为50～63℃的1990GD清洗剂在20～40KHz频率下超声清洗15～20min，然后高纯水超声清洗，再用高纯水喷淋漂洗，洁净空气吹干，再置于远红外烘干箱内130～150℃烘干30min；
步骤三，将经步骤二处理后的精密不锈钢零件置于洁净间内，用高纯水超声清洗，洁净氮气或洁净空气吹干，再置于远红外洁净烘干设备内烘烤30min，然后放置在干燥密封箱内，即完成了精密不锈钢零件的清洗。
步骤一中人工干预是用50～63℃的5％1990GD清洗液(美国Brulin公司制造的)对零件表面反复擦洗及用蘸上述清洗液的长纤维布套棉签清除孔内油污及颗粒污染物。
所述的准备间为千级洁净室，所述的洁净间为百级洁净室。
注：精密薄壁类零件如晶体框等需在这个清洗工艺方法中采用不锈钢挂钩或长丝吊带竖直放置，防止影响精密零件面型精度。
本发明的有益效果在于：清洗过程在不损伤零件精度前提下，实现超洁净，无有机物及颗粒残留，有效去除材料高真空下易挥发污染物。
具体实施方式
具体实施方式一：高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法是通过下述步骤实现的：
步骤一、将机械加工后的精密不锈钢零件置于准备间内，对该零件抛光，然后用洁净水清洗2～3遍，洁净空气吹干，再酸洗，用洁净水喷淋清洗，洁净空气吹干，然后用清洗液进行人工干预，抛光，用洁净水清洗2～3遍，再用洁净氮气或洁净空气吹干；
步骤二、然后酸洗，再用质量浓度为5％、温度为52～58℃的1990GD清洗剂在20～40KHz频率下超声清洗15～20min，然后高纯水超声清洗，再用高纯水喷淋漂洗，洁净空气吹干，再置于远红外烘干箱内130～150℃烘干30min；
步骤三，将经步骤二处理后的精密不锈钢零件置于洁净间内，用高纯水超声清洗，洁净氮气或洁净空气吹干，再置于远红外洁净烘干设备内烘烤30min，然后放置在干燥密封箱内，即完成了精密不锈钢零件的清洗。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述抛光是将零件的外表面去除100～200nm的厚度。其它步骤和参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一所述酸洗是用质量百分比浓度为8％～12％硝酸溶液浸泡0.5～4分钟。其它步骤和参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一洁净水喷淋漂洗的喷淋速度控制在0.1～0.2m2/min，喷淋角度30～45℃，喷淋距离200mm～400mm。其它步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二所述酸洗是用质量百分比浓度为8％～12％硝酸溶液浸泡0.5～1分钟。其它步骤和参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二高纯水超声清洗的水电阻率为15～18MΩ·cm，超声频率为20～40KHz，超声清洗时间为15min～20min。其它步骤和参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二高纯水喷淋漂洗的水电阻率为15～18MΩ·cm，喷淋速度控制在0.1～0.2m2/min，喷淋角度30～45℃，喷淋距离200mm～400mm。其它步骤和参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三所述高纯水的水电阻率为15～18MΩ·cm。其它步骤和参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三用高纯水超声清洗的超声频率为70～80KHz，超声清洗时间为15min～20min。其它步骤和参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤三所述烘烤温度为130～150℃。其它步骤和参数与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法是通过下述步骤实现的：
步骤一、将机械加工后的精密不锈钢零件置于准备间(千级洁净室)内，对该零件抛光，然后用洁净水清洗2遍，洁净空气吹干，再用质量百分比浓度为10％硝酸溶液浸泡2分钟，用洁净水在喷淋速度0.1m2/min，喷淋角度40℃，喷淋距离300mm条件下喷淋清洗，洁净空气吹干，然后用清洗液进行人工干预，抛光，用洁净水清洗2遍，再用洁净氮气吹干；
步骤二、然后用质量百分比浓度为10％硝酸溶液浸泡2分钟，再用质量浓度为5％、温度为60℃的1990GD清洗剂在40KHz频率下超声清洗15min，然后高纯水在超声频率为20KHz条件下超声清洗0.1min，再用高纯水在喷淋速度0.1m2/min，喷淋角度40℃，喷淋距离300mm条件下喷淋漂洗，洁净空气吹干，再置于远红外烘干箱内150℃下烘干30min，用丙酮擦拭法测试，即用白色洁净纤维布在无水乙醇液体中沾湿后擦拭零件表面，洁净布不变色；
步骤三，将经步骤二处理后的精密不锈钢零件置于洁净间(百级洁净室)内，用高纯水在超声频率为20KHz条件下超声清洗0.1min，洁净氮气吹干，再置于远红外洁净烘干设备内150℃下烘烤30min，用酒精擦拭法测试，即用白色洁净纤维布在无水乙醇液体中沾湿后擦拭零件表面，洁净布不变色将零件然后放置在干燥密封箱内，即完成了精密不锈钢零件的清洗。
本实施方式精密不锈钢零件清洗前，经酒精擦拭法和水膜破裂法检测，洁净布上有炭黑、钢屑等颗粒污染物及油污，不能形成稳定水膜；清洗后，经酒精擦拭法和水膜破裂法检测，洁净布上无炭黑、钢屑等颗粒污染物及油污，能形成稳定水膜，且放置在百级洁净内50～60天仍然能形成稳定水膜。清洗前，工件表面有轻微加工刀痕；清洗后，表面加工刀痕减轻，表面平整、光亮。保证精密不锈钢零件精度条件下，有效去除精密不锈钢件在高真空条件下挥发物如材料本身含有在真空条件下易挥发元素如锡等及零件在加工中沾染的有机物如切削液、润滑油等，降低出气率，气溶胶。
Claims (7)
1.一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法，其特征在于高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法是通过下述步骤实现的：
步骤一、将机械加工后的精密不锈钢零件置于准备间内，对该零件抛光，然后用洁净水清洗2～3遍，洁净空气吹干，再酸洗，用洁净水喷淋清洗，洁净空气吹干，然后用清洗液进行人工干预，抛光，用洁净水清洗2～3遍，再用洁净氮气或洁净空气吹干；
步骤二、然后酸洗，再用质量浓度为5％、温度为50～63℃的1990GD清洗剂在20～40KHz频率下超声清洗15～20min，然后高纯水超声清洗，再用高纯水喷淋漂洗，洁净空气吹干，再置于远红外烘干箱内130～150℃烘干30mmin；
步骤三，将经步骤二处理后的精密不锈钢零件置于洁净间内，用高纯水超声清洗，洁净氮气或洁净空气吹干，再置于远红外洁净烘干设备内烘烤30min，然后放置在干燥密封箱内，即完成了精密不锈钢零件的清洗；
步骤一所述抛光是将零件的外表面去除100～200nm的厚度；
步骤一所述酸洗是用质量百分比浓度为8％～12％硝酸溶液浸泡0.5～4分钟；
步骤二所述酸洗是用质量百分比浓度为8％～12％硝酸溶液浸泡0.5～1分钟。
2.根据权利要求1所述一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法，其特征在于步骤一洁净水喷淋漂洗的喷淋速度控制在0.1～0.2m2/min，喷淋角度30～45℃，喷淋距离200mm～400mm。
3.根据权利要求2所述一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法，其特征在于步骤二高纯水超声清洗的水电阻率为15～18MΩ·cm，超声频率为20～40KHz，超声清洗时间为15min～20min。
4.根据权利要求3所述一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法，其特征在于步骤二高纯水喷淋漂洗的水电阻率为15～18MΩ·cm，喷淋速度控制在0.1～0.2m2/min，喷淋角度30～45℃，喷淋距离200mm～400mm。
5.根据权利要求4所述一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法，其特征在于步骤三所述高纯水的水电阻率为15～18MΩ·cm。
6.根据权利要求5所述一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的清洗方法，其特征在于步骤三用高纯水超声清洗的超声频率为70～80KHz，超声清洗时间为15min～20min。
7.根据权利要求1-6中任一项所述一种高真空、强辐射环境下的精密不锈钢零件的
清洗方法，其特征在于步骤三所述烘烤温度为130～150℃。
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