CN114214701A - 清洗方法及阳极氧化染色处理方法 - Google Patents

Abstract

一种清洗待清洗工件的清洗方法，待清洗工件包括间隙以及位于间隙中的脏污。清洗方法包括：将待清洗工件置于装有清洗剂的清洗容器中；施加超声波于清洗剂；对清洗容器第一次抽真空处理至负压状态及维持负压状态第一预设时间，以抽出间隙中的部分气体；解除负压状态，以使清洗剂进入间隙；以及对清洗容器第二次抽真空处理至负压状态并维持负压状态第二预设时间以使间隙中残留的气体推动清洗剂从间隙进入清洗容器以带走脏污，以及解除第二次抽真空处理的负压状态，以使清洗剂再次进入间隙得到工件成品。其中，实施第二次抽真空处理、维持负压状态以及解除第二次抽真空处理的负压状态步骤至少一次。本申请还提供一种阳极氧化染色处理方法。

Description

清洗方法及阳极氧化染色处理方法

技术领域

本申请涉及工件清洗领域，尤其涉及一种清洗方法及阳极氧化染色处理方法。

背景技术

在工件成品制作过程中，需经过多个步骤形成。在制作过程中，某些步骤完成后，通常采用超声清洗以去除工件成品表面的脏污，提升工件成品的洁净度，以避免脏污对工件成品的质量的影响。

采用超声波对工件进行清洗，存在如下问题：超声清洗效率低；清洗工件缝隙中的脏污难以去除；清洗洁净度与超声持续时间和超声波的频率有关，为了提升清洁度，延长超声持续时间和增加超声波的频率，但都会损伤工件成品的表面。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种清洗效率高、减小对工件成品损伤的清洗方法。

另，还有必要提供一种阳极氧化染色处理方法。

本申请提供一种清洗方法，用于清洗待清洗工件，待清洗工件包括间隙以及位于间隙中的脏污。清洗方法包括：将待清洗工件置于装有清洗剂的清洗容器中；施加超声波于清洗剂；对清洗容器第一次抽真空处理至负压状态及维持负压状态第一预设时间，以抽出间隙中的部分气体；解除负压状态，以使清洗剂进入间隙；对清洗容器第二次抽真空处理至负压状态并维持负压状态第二预设时间，以使间隙中残留的气体推动进入间隙中的清洗剂从间隙进入清洗容器以带走脏污，以及解除第二次抽真空处理的负压状态，以使清洗剂再次进入间隙得到工件成品。其中，实施第二次抽真空处理、维持负压状态以及解除第二次抽真空处理的负压状态步骤至少一次。

在一些实施方式中，实施抽真空处理、维持负压状态以及解除负压状态步骤时维持施加超声波于清洗剂。

在一些实施方式中，负压的压力值范围为10kPa-90kPa。

在一些实施方式中，维持负压状态的时间的范围为1min-10min。

在一些实施方式中，施加超声波的频率的范围为28kHz-80kHz。

在一些实施方式中，清洗剂为水。

在一些实施方式中，解除负压状态后，还包括超声波水洗的步骤。

本申请还提供一种阳极氧化染色处理方法，包括：对一工件预制品进行阳极氧化处理；对阳极氧化处理后的工件预制品置于活化剂中浸泡得到待清洗工件；将待清洗工件采用上述清洗方法进行清洗；以及对清洗后的工件成品进行染色处理。

在一些实施方式中，活化剂为硝酸。

在一些实施方式中，阳极氧化染色处理方法，还包括：对经染色处理的工件成品进行封孔处理，以封闭阳极氧化处理后的氧化膜中的孔。

本申请采用的超声清洗和真空清洗相互结合的清洗方法，提升清洗速率，相较于单一的超声清洗，大幅度降低超声时间，从而减小和避免长时间超声和高频率的超声波对待清洗工件的损坏。

附图说明

图1为本申请实施例提供的清洗待清洗工件的方法流程图。

图2为本申请实施例提供的清洗待清洗工件的结构流程图。

图3为本申请实施例提供的阳极氧化染色处理方法的方法流程图。

图4为本申请实施例提供的阳极氧化染色处理方法的结构流程图。

主要元件符号说明

清洗容器	10
		清洗剂	11
待清洗工件	20
		间隙	21
脏污	23
		空泡	30、30a
工件预制品	40
		氧化膜	41
工件成品	50

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。

请参阅图1和图2，本申请实施例提供一种清洗方法，清洗方法用于清洗待清洗工件20。待清洗工件20包括间隙21以及位于工件间隙21中的脏污23。间隙21中未被脏污23填充的区域被气体填充，例如空气。

待清洗工件20的材质并不限制，可以是金属、合金、塑料中的一种，也可以是金属、合金、塑料等材料的复合体。例如，在本实施例中，待清洗工件20为金属与塑料的复合体，待清洗工件20包括间隙21，脏污23填充部分间隙21。

脏污23的具体种类与形成待清洗工件20的工艺步骤、待清洗工件20的材质等因素有关。脏污23包括但不限于残酸、矿物油、草酸铝、磷酸铝凝胶、拋光液等。

请再次参阅图1和图2，其中，图2中的(a)-(e)步骤依次对应图1中的步骤S11-S15，清洗方法包括以下步骤：

步骤S11：将待清洗工件20置于装有清洗剂11的清洗容器10中。

清洗剂11在常温下为液态。清洗剂11可以为水或者其他不会对待清洗工件20产生腐蚀的液体，例如磷酸盐溶液、硅酸盐溶液等。清洗剂11中也可以添加用于去污的添加剂，例如聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂。

清洗剂11至少淹没待清洗工件20的待清洗部分。在本实施例中，清洗剂11淹没整个待清洗工件20，即清洗剂11淹没间隙21以及位于工件间隙21中的脏污23，清洗剂11可以进入至间隙21中，从而对部分容易去除脏污23产生稀释作用，同时产生皂化、乳化、中和等反应。其中，由于有些间隙21较小，在未进行其他处理时，位于间隙21中的气体难以释放出。

步骤S12：施加超声波于清洗剂11。

施加超声波于清洗剂11时，清洗剂11在超声波的作用下持续地产生数以万计的微小空泡30，即声空化，当微小空泡30受到的压力减小到达一定程度时候，空泡30就会迅速膨胀，然后又突然闭合。空泡30a闭合的瞬间产生冲击波，使空泡30a周围产生强大的压力，强大的压力破坏脏污23而使脏污23分散于清洗剂11中；当脏污23包括油污时，强大的压力冲击油污加速乳化使得油污进入清洗剂11中。

施加超声波的频率的范围可以根据待清洗工件20的承受能力、待清洗工件20的精密程度等实际需要进行设置。在一些实施例中，施加超声波的频率的范围可以28kHz-80kHz，例如超声波的频率可以为28kHz、40kHz、47kHz、60kHz、80kHz等。超声波频率过高，超声波产生的空泡较小且由于频率高，单个空泡的强度小，对间隙21内的脏污23震动较小短时间内的清洗效果不佳；超声波频率过低，超声波产生的空泡尺寸较大且由于频率低，单个空泡的强度大，增加了对待清洗工件20损坏的可能性。

步骤S13：对清洗容器10第一次抽真空处理至负压状态及维持负压状态第一预设时间，以抽出间隙21中的部分气体。

负压的压力值的范围可以是10kPa-90kPa，例如压力值可以为15kPa、28kPa、37kPa、55kPa、78kPa等。压力值过大(大于90kPa、小于大气压)，对间隙21的清洗深度较小；压力值过小，对真空设备的要求大幅度提升，同时由于压力值小，清洗剂11的沸点降低，为保证清洗效果，需要对清洗剂11需要降温，成本也会大幅度提升。

间隙21中的部分气体在第一次抽真空处理时被抽出，释放部分间隙21的空间。

施加超声波以及第一次抽真空处理并维持负压状态同时进行，清洗容器10第一次抽真空处理后，一方面，清洗剂11承受的压力更小，微小空泡30受到的压力也更小，更利于空泡30的长大、膨胀、闭合过程，从而提升使得空泡30a闭合产生强大的压力冲击脏污23的速率提升；另一方面，开始产生的微小空泡30(未长大前)中的气压接近清洗容器10负压状态时的气压，微小空泡30中的气压相较于常压较小，空泡30长大后能承受的压力也更小，闭合的阈值也更小，相较于常压下超声，空泡30更容易闭合而更容易产生强大的压力冲击脏污23。因此，相较于单一的超声清洗，超声处理与第一次抽真空处理并维持负压状态相互作用能够较大程度提升清洗速率，降低超声时间，从而减小或避免单一超声对待清洗工件20带来的损坏。

维持负压状态的第一预设时间为1min-10min。对于脏污23含量较少时，维持负压状态的第一预设时间为1min-3min，持续时间适中即可，对于脏污23含量较少或者清洁度要求相对较低的情况下，维持负压状态的时间为1min-3min即可满足清洗力度；在一些实施例中，维持负压状态的时间为1min-10min，可满足超高清洁度的需求，同时对于结构复杂的间隙21也可做到更深入的清洁，也可以通过在解除负压后更换清洗剂11，提升清洗效果。

步骤S14：解除负压状态，以使清洗剂11进入间隙21。

其中，步骤S14中的清洗剂11进入步骤S13抽真空步骤时抽出的部分气体所占据的部分间隙21。

步骤S15：对清洗容器10第二次抽真空处理至负压状态并维持负压状态第二预设时间，以使间隙21中残留的气体推动进入间隙21中的清洗剂11从间隙21进入清洗容器10以带走脏污23，以及解除第二次抽真空处理的负压状态，以使清洗剂11再次进入所述间隙21，其中，实施第二次抽真空处理、维持负压状态以及解除第二次抽真空处理的负压状态步骤至少一次。

施加超声波与第二次抽真空处理并维持负压状态同时进行，在第一次抽真空处理并解压后进入间隙21中的清洗剂11同样会产生空泡30，空泡30长大后也会膨胀、闭合，从而产生强大的压力冲击脏污23，以进一步提升清洗速率。

实施抽真空处理、维持负压状态以及解除负压状态的步骤时，均维持施加超声波于清洗剂11。

维持负压状态的第二预设时间为1min-10min。

实施第二次抽真空处理、维持负压状态以及解除负压状态步骤至少一次，例如两次、三次等，超高洁净需求的可重复第二次抽真空处理、维持负压状态以及解除第二次抽真空处理的负压状态3-10次。

在一些实施方式中，清洗方法还可以包括步骤S16：将工件20转移进入纯水，重复步骤S13-S15至少3次，清洗后得到工件成品50。例如，重复步骤S13-S15可以为3-5次。

在一些实施方式中，在步骤S15中解除第二次抽真空处理的负压状态后且需要再次真空清洗时，可以更换清洗剂11，以去除溶解或分散有脏污23的清洗剂11，提升清洗效果。

请参阅图3和图4，本申请还提供一种阳极氧化染色处理方法，包括以下步骤：

步骤S21：对一工件预制品40进行阳极氧化处理。

工件预制品40中包括铝元素，铝元素存在的形式可以是铝金属或铝合金。将工件预制品40置于硫酸溶液中施加电压进行阳极氧化，在工件预制品40的表面形成多孔的氧化膜41，多孔的氧化膜41吸附性好、易染色，还能提升工件预制品40的表面硬度、耐磨损性能、延长使用寿命。

步骤S22：对阳极氧化处理后的工件预制品40置于活化剂中浸泡得到待清洗工件20。

将工件预制品40置于活化剂中，活化剂为硝酸和硫酸，活化处理可以提升在氧化膜41的孔中的染色速度与染色均匀性。

步骤S23：将待清洗工件20上述清洗方法进行清洗得到工件成品50。

经过上述清洗方法清洗待清洗工件20，将位于待清洗工件20的间隙21中的脏污23去除，以得到洁净的工件成品50。

步骤S24：对工件成品50进行染色处理。

步骤S25：对经染色处理的工件成品50进行封孔处理，以封闭阳极氧化处理后的氧化膜41中的孔。

在上述每一步骤之后都可以包括水洗的步骤。水洗的次数可以为一次或多次，其中，水洗的次数多，有利于提升工件成品50的洁净度，同时也会增加相应的成本。

在一些具体实施例方式中，将一工件预制品40进行阳极氧化处理后水洗，水洗的次数可以是一次或多次；对阳极氧化处理后的工件预制品40置于硝酸中浸泡5min-7min(例如6min)后再水洗一次或多次(例如2次)，得到待清洗工件20；将上述待清洗工件20置于装有水的清洗容器10中并持续施加超声波，同时对清洗容器10抽真空至负压、维持负压状态、接触负压状态进行真空清洗，对清洗容器10抽真空至负压、维持负压状态、接触负压状态的次数为一次或多次(例如3次)，持续施加超声波的时间为5min，得到洁净的工件成品50进行测试。

将上述工件成品50超声水洗5min后再一次或多次(例如3次)；进行染色处理后水洗一次或多次(例如2次)，最后进行封孔处理，以封闭阳极氧化处理后的氧化膜41中的孔。

以下通过具体的实施例以及对比例来对本申请进行说明。其中，实施例和对比例均清洗一直径为1mm的毛细管(代表待清洗工件20)，毛细管一端为盲孔，毛细管中具有切削液与抛光液混合体(脏污23)。清洗后测试毛细管的有效清洗高度。

对比例1

采用超声清洗，超声频率为47kHz，超声清洗时间为5min。

对比例2

与对比例1的区别在于：超声清洗时间为10min。

对比例3

与对比例1的区别在于：超声清洗时间为20min。

对比例4

与对比例1的区别在于：超声清洗时间为60min。

对比例5

与对比例1的区别在于：超声清洗时间为120min。

实施例1

采用超声清洗和抽真空处理共同作用，超声频率为47kHz，实施第一次抽真空处理至30kPa、维持负压状态2min以及解除第一次抽真空处理的负压状态；实施第二次抽真空处理至30kPa、维持负压状态以及解除第二次抽真空处理的负压状态的次数为一次，维持负压时间为2min。

实施例2

与实施例1不同的是：实施抽真空处理、维持负压状态以及解除负压状态的次数为2次。

实施例3

与实施例1不同的是：实施抽真空处理、维持负压状态以及解除负压状态的次数为3次。

实施例4

与实施例1不同的是：实施抽真空处理、维持负压状态以及解除负压状态的次数为4次。

请参阅表1，为对比例1-5和实施例1-4中主要区别条件以及相应的测试结果汇总，其中，表1中的实施例1-4的清洗参数为第二次抽真空处理、维持负压状态以及解除第二次抽真空处理的负压状态的参数。

表1

从表1中的数据可以看出：抽真空处理和超声共同清洗2min的清洁效果即可超过单一超声清洗60min的清洗效果。另外，增加抽真空处理、维持负压状态以及解除负压状态的次数，可有效提升毛细管的清洁高度，而超声清洗大幅度延长超声清洗时间，对清洁度的提升并不明显。

实施例5

与实施例1不同的是：实施抽真空处理的真空度为10kPa。

实施例6

与实施例1不同的是：实施抽真空处理的真空度为60kPa。

实施例7

与实施例1不同的是：实施抽真空处理的真空度为90kPa。

实施例8

与实施例1不同的是：实施抽真空处理的真空度为95kPa。

请参阅表2，为实施例1，实施例6-8中主要区别条件以及相应的测试结果汇总，其中，表2中的实施例6-8的清洗参数为第二次抽真空处理、维持负压状态以及解除第二次抽真空处理的负压状态的参数。

表2

从表2中的数据可以看出：抽真空操作时，提升真空度会在毛细管内抽出更多空气，进而回吸的清洗剂更多，即清洗剂可以接触更深部位的污垢，有效清洗深度值更大，当压强降低至10kPa时，虽然清洗深度会增加，但由于压强过低，水的沸点降低，需要控制水温，防止水沸腾造成的清洗效果不佳。

实施例9

与实施例1不同的是：实施抽真空处理、维持负压状态以及解除负压状态的次数为5次。

实施例10

与实施例9不同的是：实施超声波的频率为28kHz。

实施例11

与实施例9不同的是：实施超声波的频率为80kHz。

请参阅表3，为实施例9-11中主要区别条件以及相应的测试结果汇总，其中，表3中的实施例9-11的清洗参数为第二次抽真空处理、维持负压状态以及解除第二次抽真空处理的负压状态的参数。

表3

从表3中的数据可以看出：超声波频率对清洗深度几乎没有影响。但超声频率会影响工件成品50的外观以及水温。超声波频率过高，超声波产生的空泡30较小且由于频率高，单个空泡30的强度小，对间隙21内的脏污23震动较小短时间内的清洗效果不佳；超声波频率过低，超声波产生的空泡30尺寸较大且由于频率低，单个空泡30的强度大，增加了对待清洗工件20损坏的可能性。超声波频率较高时，如80kHz，超声波在高频时产生的空泡30小，单个空泡30的强度小，对工件无损伤，但超声波在高频时能量较高，会使水温升高，如实施例11，水温会升高5℃。因为真空度越低，水的沸腾温度越低，由于超声频率造成水温的升高会影响可使用的真空度的选择范围。从实施例10的结果可以看出，超声波频率较低时，由于低频超声波产生的空泡30大且强度大，会对工件成品50产生轻微损伤，但不会对水温造成影响。所以要调整超声波频率和真空度的配合，以达到最佳的清洗效果。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种清洗方法，用于清洗待清洗工件，所述待清洗工件包括间隙以及位于所述间隙中的脏污；所述清洗方法包括：

将所述待清洗工件置于装有清洗剂的清洗容器中；

施加超声波于所述清洗剂；

对所述清洗容器第一次抽真空处理至负压状态及维持所述负压状态第一预设时间，以抽出所述间隙中的部分气体；

解除所述负压状态，以使所述清洗剂进入所述间隙；对所述清洗容器第二次抽真空处理至负压状态并维持所述负压状态第二预设时间，以使所述间隙中残留的气体推动进入所述间隙中的所述清洗剂从所述间隙进入所述清洗容器以带走所述脏污；以及

解除所述第二次抽真空处理的所述负压状态；

其中，实施所述第二次抽真空处理、维持所述负压状态以及解除所述第二次抽真空处理的所述负压状态步骤至少一次。

2.根据权利要求1所述的清洗方法，其中，实施所述第二次抽真空处理、维持所述负压状态以及解除所述负压状态步骤时维持施加超声波于所述清洗剂。

3.根据权利要求1所述的清洗方法，其中，所述负压的压力值范围为10kPa-90kPa。

4.根据权利要求1所述的清洗方法，其中，维持所述负压状态的时间的范围为1min-10min。

5.根据权利要求1所述的清洗方法，其中，施加所述超声波的频率的范围为28kHz-80kHz。

6.根据权利要求1所述的清洗方法，其中，所述清洗剂为水。

7.根据权利要求1所述的清洗方法，其中，解除所述负压状态后，还包括超声波水洗的步骤。

8.一种阳极氧化染色处理方法，包括：

对一工件预制品进行阳极氧化处理；

对阳极氧化处理后的所述工件预制品置于活化剂中浸泡得到待清洗工件；

将所述待清洗工件采用权利要求1-7任意一项所述的清洗方法进行清洗；以及

对清洗后的所述工件成品进行染色处理。

9.根据权利要求8所述的阳极氧化染色处理方法，其中，所述活化剂为硝酸。

10.根据权利要求8所述的阳极氧化染色处理方法，还包括：

对经所述染色处理的所述工件成品进行封孔处理，以封闭所述阳极氧化处理后的氧化膜中的孔。

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