CN1079679A - 超声波清洗工件的方法 - Google Patents

Abstract

在一个底部装有一个超声波振动器的超声波清 洗槽中供入一种含水清洗剂，该清洗剂已被除气到溶 解氧含量为0.01—5ppm范围内的一预定值，然后在 清洗液中浸入一个要进行超声波清洗的工件，之后由 超声波振动器向清洗液中发送超声波能，以便清除掉 工件上的异物和毛刺。

Description

本发明涉及一种超声波清洗工件的方法，更具体地说是涉及这样一种超声波清洗工件的方法，即将一种除气了的清洗液供入一个底部装有一个超声波振动器的清洗槽中，由超声波振动器向清洗液中发送超声波能，由此清洗浸没在清洗液中的模制的或铸造的或机加工工件。

诸如通过磨削、镗或研磨加工的金属工件，毛玻璃或陶瓷工件，或塑料注射或挤压成型工件，这些工件刚加工成形后常常有毛刺。这种工件的表面上粘附有固体异物，如金属屑，小的毛刺碎粒(碎片)和尘粒。为了对这些工件进行精加工，就需要清除掉工件表面上的毛刺和固体异物，将表面清洗干净。

至今，通常采用诸如氯化碳有机溶剂这样的清洗液来清洗机加工工件，例如全氯乙烯，1，1，1，-三氯乙烯或类似物，或者用氟氯碳有机溶剂清洗工件。尽管还需要另外一个独立的步骤清除还没有从工件上完全分离的毛刺，上述清洗方法在清除沉积在工件上的异物方面是高度有效的，因此可以简单地将工件浸没在充满有机溶剂的清洗槽中而清洗掉异物。

但是，这些氯化碳有机溶剂很难处置，因为它们大多数都具有一种麻醉剂效应，长期吸入会导致血液病。应该指出，氟氯碳有机溶剂的分子中含有的氯会导致地球周围的臭氧层的破坏。已经达到一项国际性协议，该协议规定到1995年废除使用所有氟氯碳有机溶剂。

鉴于常规清洗剂的缺陷，人们已经做了一些旨在采用含水清洗液的研究工作。人们知道如果将超声波清洗中使用的清洗液除气，以减少溶解气体的含量，那么它的清洗效果就会增加。除气了的清洗液能增加清洗效果的原理如下：

在超声波清洗过程中，当超声波能被发射到清洗液中时，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气并且大都是真空的，因此它们在周围的情洗剂的压力作用下立刻破碎了。空穴破碎时，清洗液中产生微射流。由于微射流作用于浸没在清洗液中的要清洗工件表面上，因此沉积在工件上的固体异物被清除，由此清洗了工件。

如果清洗液没有进行除气而含有高浓度的溶解气体，那么气体则在空穴中蒸发，从而导致清洗液中产生气泡。如果产生气泡，那么由于气泡中的气体压力作用于周围清洗液的压力，空穴就不太容易破碎，从而难以产生微射流。即使产生了微射流，它们也会被气泡减弱，从而减小了对工件表面的作用力。一旦产生了气泡，由超声波振动器发射的超声波能则被气泡吸收，从而很难形成空穴。结果，用没有除气的清洗液的超声波清洗方法不能产生比气泡产生的极弱清洗效果更强的清洗效果。

相反，如果在超声波清洗过程中采用除气了的清洗液，则产生较强的微射流，因为在空穴中蒸发的气体数量较少，从而与周围的清洗液的压力相作用的压力较低。

作为在上述认识的基础针对超声波清洗过程所进行的研究活动的结果，发明人发现，由于当除气了的清洗液中的空穴破碎时就产生作用于要清洗工件表面上的强有力的微射流，采用含水清洗液的超声波清洗方法能有效地清除掉工件表面上的固体异物，在含水清洗液中产生的更强的微射流则能够清除掉还没有完全从工件上分离掉的毛刺。

然而，即使含水清洗液中溶入的气体数量被大大地减少，含水清洗液也会由于待清洗工件类型的不同而不能提供足够的清洗效果。

因此，本发明的一个目的就是提供一种清洗效果高又与要清洗工件类型无关的超声波清洗工件的方法。

作为发明人为了寻求为什么仅仅通过减少溶入含水清洗液中的气体数量则不能达到所希望的清洗效果的原因而进行研究的结果，发明人发现，溶入含水清洗液中的气体与超声波清洗过程有关并且对于不同的待清洗工件有一个合适的含量范围。

为了实现上述目的，本发明提供了一种超声波清洗工件的方法，该方法包括以下步骤：向底部装有一个超声波振动器的超声波清洗槽中供入一种含水清洗液，该清洗液已被除气到一个范围为0.9至5ppm的预先确定的溶解氧含量，将工件浸没在清洗液中，由超声波振动器向清洗液中发射超声波能，以清除掉工件上的异物和毛刺。由于超声波清洗过程是在空气中进行的，溶入清洗液中的气体是空气。空气中氧气和氮气的体积比约为1∶4，因此在整个说明书中用溶入清洗液中的氧气量(含氧量)来表示溶解在清洗液中的气体量。

含水清洗液包括水，或纯水或除去了离子的超级纯水，这要依赖于要清洗的工件类型而定，和可以含有一种包含表面活性剂的洗涤剂。当含水清洗液中含有一种表面活性剂时，其表面张力减小，从而含水清洗液容易进入细小的裂缝并能容易地使油污乳化。因此，这种含水清洗液适合用于清除小的异物，如尘粒和油污。表面活性剂洗涤剂可以包含一种阳离子表面活性剂，一种阴离子表面活性剂，或者一种非离子表面活性剂，但最好包含一种非离子表面活性剂。

溶入在通常温度下溶入水中的氧气饱和数量约为8ppm。由于在本发明的超声波清洗方法中，含水清洗液被除气到上述溶解氧含量，由成穴作用而在含水清洗液中产生的空穴当超声波能发送到清洗液中时就很容易地被破碎，从而产生强的微射流。

要将溶入清洗液中的氧气量减少到0.01ppm以下，实际中是困难的，因为空气会从超声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气量超过5ppm，那么当超声波能从超声波振动器发射到清洗液中时由空穴作用产生的空穴则不能容易地被破碎，从而没有强的微射流作用到工件上，这样就不能提供足够的清洗效果。

按照本发明，对溶入清洗液中的氧气量根据工件的类型在上述范围中进行调节。因此可以在合适于工件类型的条件下以足够好的清洗效果对工件进行超声波清洗。

如果要清除受诸如静电力这样的物理力而与工件直接接触的固体异物如材料残余或尘粒时，那么最好将含水清洗液除气到范围为0.01至3ppm的溶解氧含量，以克服物理力而清除掉固体异物。

如果要清除还未完全与工件分离而是部分连接在工件上的毛刺，那么最好将含水清洗液除气到范围为0.01至0.5ppm的溶解氧含量，以便产生足够强的微射流，将毛刺从工件上分离并清除掉。

如果要清除被油污粘附到工件上的固体异物，那么含水清洗液最好含有一种表面活性剂，并且除气到范围为2至5ppm，最好3至4ppm的溶解氧含量。

由于固体异物是通过油粘附到工件上的，因此仅仅用强微射流不能容易地将粘附在工件上的固体异物清除掉。为了清除这种固体异物，需要清除掉油污。

发明人的发现表明，当溶解氧含量小于2ppm时，强微射流可以暂时将油污清除下来，但却存在形成更大的油滴的趋势。由于这种油滴不能容易地乳化扩散到清洗液中，它们又粘附到工件上。结果就不能容易地将固体异物从工件上清除掉。

由于考虑到通过溶入清洗液中的气体能容易地将油污乳化，因此在清除油污时，溶解氧含量最好为2ppm或更高。如果溶解氧含量超过5ppm，工件上的大部分油污都会被清除，但浸入到工件中的油则不能充分地清除而往往保留在工件上。此时，相对较大的固体异物将会与大部分油污一起被清洗掉。但是较小的固体异物由剩余的油污仍保持粘附在工件上，因为没有施加强的微射流。

当对清洗液除气，将溶解氧含量调节到2至5ppm的范围后，则有足够强的微射流作用束清除由于油污而仍粘在工件上的固体异物。被微射流清除下来的油污被乳化并扩散到清洗液中，而不会再粘附到工件上。这样，油污和固体异物就都从工件上清除掉了。

本方法还可以进一步包括以下步骤：将清洗液引入一个密封罐中并对密封罐抽真空，使得溶解在清洗液中的气体排放到密封罐中的一个空间中，由此对清洗液除气。

按照本发明，含水清洗液可以除气到其溶解氧含量的范围为0.01-5ppm，而不要求除气到溶解氧含量低于0.01ppm。因此，清洗液可以通过上述除气步骤有效地除气，而不必采用极昂贵的由一些气体分离膜模件组成的除气器。

用一个独立于超声波清洗槽并具有上述密封槽和对该密封槽抽真空的抽气装置的除气器将含水清洗液除气到上述溶解氧含量后，就可以将该含水清洗液供入超声波清洗槽中。

本方法还可以进一步包括将清洗液加热到范围为30-55℃的温度的步骤。当清洗液加热到上述温度范围后，由于空穴作用，空穴能够容易地在清洗液中产生，油污能容易地在清洗液中乳化。清洗液可以用一个装在超声波清洗液槽中的加热器进行加热。

结合附图，从以下的描述中可清楚地了解到本发明的上述目的和其它的目的，特征和优点。附图中作为例子示出了本发明的一些优选实施例。

图1是实施本发明所述超声波清洗工件的方法的一个超声波清洗设备的系统示意图；

图2是实施本发明所述超声波清洗工件的方法的另一个超声波清洗设备的系统示意图；

图3是表示溶入清洗液中的氧气量、清洗液中空穴破裂时产生的微射流的强度和清除的油污量之间的关系曲线图。

如图1所示，一个实施本发明所述超声波清洗工件的方法的超声波清洗设备包括一个容纳清洗液1的超声波清洗槽2和一个与该槽2相邻设置的溢流槽3，该超声波清洗槽2和溢流槽3由一个倾斜排放通道4相互连接。超声波清洗槽2的底部装有一个超声波振动器5，用于向清洗液1中发射超声波能，清洗浸没在其中的工件6。超声波清洗槽2的底部上还装有一个用于加热清洗液1的加热器7。

超声波清洗槽2的侧壁上装有一个清洗液出口8和一个清洗液入口9，两者相互相对地设置，并且出口8和入口9都各配有一台流量校正装置(未示出)，以便使通过的清洗液的流量均匀平稳。在超声波清洗槽2的外面设置了一个对清洗液除气的除气器10，该除气器10包括一个容纳清洗液1的密封罐13和一个对密封罐13抽真空的真空泵14，用于将溶入在清洗液1中的气体排到密封罐13中的一个空间中，由此对清洗液1除气。除气器10经排放管道11与清洗液出口8相连，经供给管道12与清洗液入口9相连。

一个排放泵15在除气器10的上游与排放管道11相连，该排放泵15用于将从清洗液出口8排出的清洗液引入除气器10中。在除气器10和排放泵15之间连接有一个过滤器16。用于将除气后的清洗液1从除气器10供入超声波清洗槽2的供给泵17连接在除气器10和清洗液入口9之间的供给管道12上。

在超声波清洗槽2壁的上部分上安置了一个上部清洗液入口18，该入口与一个从供给泵17下游的供给管道12分支出来的上部供给管道19相连。一个清洗液排放管道20和一个清洗液溢流排放管道21分别连接到超声波清洗槽2和溢流槽3的底部，并且这两个管道20和21都与排放管道11相连，管道11，12，19，20，21上装有流量控制阀22。

盛装在超声波清洗槽2中的清洗液1是自来水和5％的某种洗涤剂的混合物。该洗涤剂包含一种含水溶液，该含水溶液含有60％的一种非离子表面活性剂，7.0％的一种无机物增洁剂，10.0％的一种增溶剂，和1.0％的其它组份。

超声波清洗槽2中的清洗液1由排放泵15通过清洗液出口8从槽2中抽出，并通过排放管道11经过滤器16引入除气器10中。由于真空泵14除去了除气器10的密封罐13中的气体，当清洗液1通过排放管道11引入密封罐13中后，溶在清洗液1中的气体就被充入到密封罐13中已抽真空的空间中。此时清洗液就受到除气，似清洗工件6的类型情况，除气的程度可使溶解的氧气量在0.01～5ppm范围内。根据要清洗的工件6的不同类型，通过改变真空泵14对密封罐13抽真空的真空度可以容易地调节溶解的氧气量。

除气后的清洗液1由供给泵17从除气器10中抽出，通过供给管道12和清洗液入口9供入超声波清洗槽2中。如上所述，由于清洗液1在超声波清洗设备中是循环的，因此清洗液1中溶解的氧气量可以总是保持在上述范围内。

由于清洗液出口8和入口9都各自配有流量校正装置，因此在超声波清洗槽2中的清洗液1中形成一种从清洗液入口9指向清洗液出口8的平行于超声波振动器5的层流，这种层流由于成穴作用能使空穴或部分真空容易地在清洗液1中产生。

启动超声波振动器5，以将超声波能发射到超声波清洗槽2中的清洗液中，对浸没在清洗液1中的工件6进行清洗。如果工件6尺寸较小，则将一些工件6放置在一个不锈钢容器6a中，再将该容器6a浸在清洗液1中。

工件6浸没到超声波清洗槽2的清洗液1中后，一部分清洗液1则溢出超声波清洗槽2，并经排放通道4引入溢流槽3，然后通过溢流排放管道21排到排放管道11中。清洗液1由除气器10供给和除气，除气后的清洗液1供入超声波清洗槽2。因此，液面高度，溶解的氧气量和超声波清洗槽2中的清洗液1的温度保持不变。

超声波清洗槽2底部上的清洗液1通过清洗液排放管道20抽到排放管道11，再从此处将清洗液1引入除气器10。一部分除气了的清洗液1从上部清洗液入口18供入超声波清洗槽2中。从上部入口18供入的已除气清洗液1能有效地搅动清洗槽2中的清洗液1，使得由加热器7加热的清洗液1的温度均匀。

通过管道11，20，21从超声波清洗槽2抽出的清洗液1含有从工件6上清除下来的毛刺和固体异物。这些毛刺和固体异物由安置在排放泵15和除气器10之间的排放管道11中的过滤器16来收集。

对于该实施例所述的超声波清洗设备，不要求它将清洗液除气到这样高的程度，即清洗液1中含氧量等于或低于0.01ppm。除气器10能够对清洗液1除气，使溶解在清洗液1中的氧气量的范围达到0.01至5ppm的程度。超声波清洗设备不需要用由多个气体分离膜模件构成的极昂贵的除气器，因此其总体结构相当简单。

下面描述上述超声波处理方法的一些例子。

在一个例子中，已被除气到其溶解氧气量范围为0.01至0.5ppm的清洗液1被供入超声波清洗槽2中，带有尺寸约100μm的小毛刺的不锈钢剃须刀片作为工件浸没在清洗液1中。若用通常使用有机溶剂的清洗方法则这些没有完全从剃须刀片上分离掉的毛刺就不能清除掉。在该例子中，应用除气到上述溶解氧气量范围的清洗液1对剃须刀片进行超声波清洗，毛刺以及其它异物如尘粒和材料残余都几乎完全清除掉了。当溶解氧气量大于0.5ppm时，则毛刺没有完全从剃须刀片上清除掉。

在另一个例子中，除气到溶解氧含量范围为0.01至3ppm的清洗液，供入到超声波清洗槽2中，而带有固体异物如材料残余物和由静电吸附在其上的尘粒的烧结部件作为工件6浸没在清洗液1中。当烧结部件在具有上述溶解氧含量的清洗液1中进行超声波清洗后，诸如材料残余和尘粒等固体异物基本上完全被清除掉。由于材料残余和尘粒这样的固体异物不是与烧结部件相连接的，因此即使当这些异物承受的微射流的强度没有在上述例子中用于清除毛刺时的微射流强度那样大，也仍能被充分地清除掉。但是当溶解氧含量超过3ppm，则不能完全除去固体异物，如材料残余和尘粒。可以用溶解氧含量在0.01至3ppm范围的清洗液1有效清洗的工件6包括磁铁，针灸针，活塞杆以及烧结部件。尘粒和磨料颗粒由于静电作用直接与针灸针接触。磨料颗粒，一种研磨材料，和其它的异物5活塞杆保持直接接触。

再有一个例子，除气到溶解氧含量范围为2至5ppm的清洗液1供入超声波清洗槽2中，金属连接销(插销)作为工件浸没在清洗液1中。固体异物，如材料残余，包括机加工金属连接销时产生的金属屑和当毛刺破碎时产生的小颗粒，这些固体异物通过油，例如加工金属连接销时使用的切削油，而粘附到金属连接销上。当金属连接销在具有上述溶解氧含量的清洗液1中进行超声波清洗时，油污和固体异物都基本上被完全清除掉。

当溶解氧含量低于2ppm时，由微射流清除的油污没有被乳化和扩散在清洗液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异物。当溶解氧含量大于5ppm，大部分油污和相对较大的异物被清除掉，但由于渗入在工件6中的油污而粘附在工件6上的较小的异物则没有清除掉。

可以用溶解氧含量为2至5ppm范围的清洗液1进行有效清洗的工件6包括用于钟表中的金属部件，压制金属件，塑料注射和挤压成型件，环形铝件和机械密封件以及连接销(插头)。

在上述这些例子中，根据不同类型的待清洗工件6，清洗液1除气到上述溶解氧含量，这种清洗液1然后供入一个单独的工对工件6进行超声波清洗的超声波清洗槽2中。但是也可以采用多个超声波清洗槽2，除气到溶解氧含量为2～5ppm范围的清洗液1可以供入第一个超声波清洗槽2中，除气到溶解氧含量为0.01～0.5ppm范围的清洗液1可以供入第二个超声波清洗槽2中。根据这种变型，一种类型的工件6可以通过多个步骤进行超声波清洗。例如，剃须刀片可以在第一个超声波清洗槽2中进行超声波清洗，以除去由油污粘附到剃须刀片上的固体异物，然后在第二个超声波清洗槽2中进行超声波清洗，以除去剃须刀片上的毛刺。

为了确定不同溶解氧含量适用于不同类型的待清洗工件的原因，进行了一些实验。下面首先参照附图2说明一下实验中用于对工件进行实验性超声波清洗的超声波清洗设备。在一个容纳清洗液1的由丙烯酸树脂材料制造的超声波清洗槽2的底部装有一个超声波振动器5，该超声波振动器5将超声波能发射到清洗液中，以清洗放置在容器6a中并浸没在清洗液1中的工件6。

超声波清洗槽2的侧壁上相互相对地安装了一个清洗液出口8和一个清洗液入口9。出口8和入口9都各自配有一个流量校正装置(未示出)，使由此通过的清洗液的流量均匀平稳。一个与图1中所示的除气器10相同的除气器10安置在超声波清洗槽2的外面，用于对清洗液除气。除气器10经排放管道11连接到清洗液出口8上，经供给管道12连接到清洗液入口9上。

一个循环泵22用来将从清洗液出口8排出的清洗液1引入除气器10并将除气后的清洗液供入超声波清洗槽2中，该循环泵22连接在除气器10上游的排放管道11上。过滤器23a，23b连接在除气器10和循环泵22之间。

一个旁通管道24和一个流量控制阀25连接到排放管道11上，旁通管道24连接在循环泵22的上游侧和下游侧之间。旁通管道24可以由连接在其上的流量控制阀26开启和关闭。

在图2所示的超声波清洗设备中，位于超声波清洗槽2中的清洗液1由循环泵22从清洗液出口8抽入排放管道11，然后供到过滤器23a，23b。清洗液1中含有在超声波清洗槽2通过超声波清洗过程从工件6上清除下来的毛刺和异物。过滤器23a清除掉较大的毛刺和尺寸为5μm或更大的异物，而过滤器23b清除掉较小的毛刺和尺寸为2μm以下的异物。然后，清洗液1从过滤器23a，23b引到除气器10中，后者将清洗液1除气到所要求的溶解氧含量，除气后的清洗液1通过供给管道12和清洗液入口9供入超声波清洗槽2中。

实验1：

超声波清洗槽2中加入作为清洗液1的自来水，在清洗液1中浸入一块尺寸为100mm×100mm×10mm的纯铝板代替工件6和容器6a，该铝板垂直于超声波振动器5，铝板有一上缘边，置于清洗液1液面下50mm处。纯铝板的下缘边没有达到超声波振动器5处，而是与该超声波振动器5相隔50mm或更多。

然后超声波振动器5将超声波能发射到清洗液1中，产生浸蚀铝板的微射流。在超声波清洗过程中，铝板垂直移动了一个25mm的垂直距离，以便均匀地暴露给微射流。

溶解在清洗液1中的氧气量在0.05到9ppm之间被逐步地改变。超声波清洗过程对每份溶解的氧气量进行了60分钟。在每道超声波清洗过程之后，取出铝板，并测量铝板重量的浸蚀损失，以此反映微射流的强度。铝浸蚀量大，铝板重量损失也大，这表明微射流强度高。对每份溶解的氧气量测重10次，以其平均值做为在溶解的氧气量中的浸蚀铝量。

将清洗液1保持在20至25℃的标定温度下，在超声波清洗箱2中，以层流形式将清洗溶液1平行于超声波振动器5地从清洗溶液入口9引至清洗液出口8。超声波振动器5的单频28KHz，600W强度的发射超声波能。超声波振动器5的最大输出功率密度为1W/cm²。

实验1的结果由表1和图3曲线所表示。表1表示随超声波清洗溶解在清洗液1中的氧气量和浸蚀的铝量。

                                       表1

A(ppm)	0.07	0.2	0.4	0.7	1.2	1.9	2.1
								B(mg)	492	466	465	455	435	420	370

A(ppm)	3.2	4.4	5.4	5.7	6.2	6.9
							B(mg)	250	175	85	42.0	15.8	15.2

其中，A为溶入其清洗液中的氧气量

      B为浸蚀掉的铝量

由表1和图3中可以看出，当溶解含氧量约为0.5ppm以下时，微射流强度最大，并且随着溶解含量增加到2ppm左右而逐渐地减小，然后随着溶解含氧量的增加，微射流的强度基本上呈线性下降，直到溶解含氧量达到6ppm，而溶解含氧量在7ppm或更高以上后浸蚀掉的铝的数量基本上保持在15至16mg的恒定水平上。对实验结果的详细研究表明，当溶解氧含量约为5ppm或更低时，则微射流具有足以能清洗铝板的强度，当溶解氧含量高于大约5ppm时则不产生有效的清洗效果，而当溶解氧含量为7ppm或更高时则几乎没有清洗效果。

从表1和图3中还不能清楚地看出溶解含氧量高于和低于0.5ppm时被浸蚀的铝量之间的差别。但是，实际清洗过程的结果表明，当溶解含氧量为0.5ppm或更低时，工件的毛刺被完全清除掉，显示出与在溶解含氧量大于0.5ppm进行的清洗过程存在明显的不同。

下面做的实验用于检查溶入清洗液中的氧气量和清除的油污量之间的关系。

准备的试件为一块尺寸为100mm×100mm×10mm的SUS板，用磨料颗粒研磨该板的相对表面并在该板上加上10cc的矿物机油。机油是用四氯化碳分离的，测量了5次机油的红外吸收率，测量值的平均值用作一空白值(bland)，该空白值表示在进行超声波清洗之前粘附在试件上的机油量，即粘附在试件上的机油初始值，它为147.6mg。

之后，将包括自来水和5％的一种由某种非离子表面活性剂组成的洗涤剂的清洗液1供入图2所示的超声波清洗槽2中，上述试件代替工件6和容器6a被浸没在清洗液1中并垂直于超声波振动器5，试件有一上缘边，位于清洗液液面下50mm处。纯铝板的下缘边没有达到超声波振动器5，而是与其相距50mm或更多。

然后，由声声波振动器5向清洗液1中发射超声波能。对试件表面进行清洗，由此清除机油。在超声波清洗过程中，试件垂直地移了一个25mm的垂直距离，以便均匀地暴露给微射流。清洗过程按实验1的相同方式进行。

溶入清洗液1中的氧气量在0.05至9ppm之间被逐步地改变，相对每个溶解含氧量值超声波清洗过程的时间为60分钟。每个超声波清洗过程之后，取出试件并且直接在试件上施加热空气，使试件在80℃下干燥60秒。试件干燥后，用四氯化碳将粘附在试件上的机油分离出，对于每个溶解含氧量值都要测量5次机油的红外吸收率，这些测量值的平均值用着进行超声波清洗后粘附的机油量。确定出上述空白值和进行超声波清洗后粘附的机油量之间的差异，以便计算出超声波清洗后清除的机油量。

实验2的结果示于下面的表2和图3的曲线图中。表2表示出溶入清洗液1中的氧气量和由超声波清洗而清除的油污量之间的关系。

                                            表2

A(ppm)	0.2	0.7	1.9	3.2	4.4	5.4	6.2	8.2
									B(mg)	15.5	13.3	12.6	9.5	9.1	7.4	5.8	4.6
C(mg)	132.1	134.3	135.0	138.1	138.5	140.2	141.8	143.0

其中A为溶入清洗液中的氧气量，

    B为清洗后粘附着的油污量，

    C为清洗后清除的油污量。

清洗后清除的油污量＝空白值(147.6)-清洗后粘附着的油污量。

从表2和图3中可以看到，当溶入清洗液1中的氧气量小于2ppm时，清除的油污量少，并随着溶解氧气量的增加而增多。

对实验结果的详细研究表明，当溶解氧含量小于2ppm时，粘附在试件上的油被微射流清除掉，然后又粘附上去。由这种重新粘附上的油而带到试件上的固体异体即使应用强烈的微射流也不容易清除掉。还发现，在溶解氧含量范围为2-5ppm中，由于试件上作用上相当强的微射流，加在试件上的油和固体异物能容易地清除掉，并且油能容易地被溶解的气体乳化并扩散在清洗液中，因此油和固体异物两者都能清除掉。还发现，当溶解氧含量大于5ppm时，大部分油被清除，但渗入试件中的油仍然没有去掉，由于此时微射流较强，因此由剩余的油而粘附在试件上的固体异物也不容易清除掉。

图2中所示的超声波清洗设备非常实用，足以能有效地作为台式超声波清洗设备应用于小部件的清洗以及作为实验用超声波清洗设备。

虽然上面详细地展示和描述了本发明的一些优选实施例，但应该知道在不偏离所附权利要求书范围的情况下对本发明可以做出各种变化和改型。

Claims (6)

1.超声波清洗工件的方法，包括以下步骤：

向底部装有一个超声波振动器的超声波清洗槽中供入一种含水清洗液，该清洗液已被除气到一个范围为0.01至5ppm的预先确定的溶解氧含量，

将工件浸没在上述清洗液中，

由超声波振动器向清洗液中发射超声波能，以清除掉工件上的异物和毛刺。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，如果要清除与工件直接接触的固体异物，则将所述含水清洗液除气到范围为0.01至3ppm中的一个溶解氧含量。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，如果要清除没有完全与工件分离的毛刺，则将所述含水清洗液除气到范围为0.01至0.5ppm中的一个溶解氧含量。

4.按照权利要求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体异物，则所述含水清洗剂含有一种表面活性剂，并被除气到范围为2-5ppm的一个溶解氧含量。

5.按照权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：将清洗液引入一个密封罐中并对密封罐抽真空，使得溶解在清洗液中的气体排放到密封罐中的一个空间中，由此对清洗液除气。

6.按照权利要求1所述的方法，进一步包括将清洗液加热到范围为30-50℃的温度的步骤。

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