浸滲設備在壓鑄件及粉末冶金件制造過程中,由于氣體殘留、晶體收縮等原因,不可避免地形成大量微孔、砂眼、裂紋,微孔滲漏給機器設備的使用帶來隱患,即使用于無壓力要求的用途也可能因電鍍,涂漆及其它表面處理時電鍍液,酸液等進入零件內部導致內部腐蝕,縮短了零件使用壽命,因微孔的存在使表面噴漆、電鍍等形成氣泡或凹凸不平。

浸滲劑類型的選擇與清洗一、浸滲劑類型的選擇
伴隨著浸滲技術發展的同時,化學工業也急劇發展,這又浸滲劑的研究與開發,種類繁多,用途廣泛,性能優良的浸滲劑不斷出現。
較初被廣泛應用的一種浸滲設備是硅酸鈉類(俗稱水玻璃)浸滲劑,由于此類浸滲劑屬于硅酸鹽,也稱無機浸滲劑,屬于前一代浸滲劑,它的水溶液含水60%以上。
用水玻璃做浸滲劑始于上個世紀30年代,能夠承受500℃以上的高溫是其較大的優點,同時其具有耐油的特性。
但相對于優點則為顯著,因其粘度高導致浸滲過程慢長、浸滲后零件難清洗、固化慢滲漏率高而需多次重復浸滲等等。
以上這些缺點均是由它的化學成分決定的:酸鹽浸滲劑里面含有60%以上的水分子,而其浸滲密封是靠對其加熱脫水后的剩余物(硅酸納Na2SiO3)來密封微孔,但這時的硅酸鈉鹽體積變小,不能對孔隙形成完全的封堵,這就是其需反復浸滲的原因。
2、無機浸滲的固化機理為物理變化,屬于可逆反應。
假設一件浸滲后修補好的工件存放在一個足夠濕度的環境當中,這時硅酸鈉鹽能夠吸收空氣中的水分子,時間長了工件表面會“流鼻涕”。
這就是水玻璃吸水后還原反應。
3、固化物。
水玻璃的脫水固化物,這是一種類似細石沙的無機鹽粉狀物,毫無物理強度。
總之,無機浸滲劑的可靠性、耐久性差,已在大多數場合被淘汰。
聚醋類浸滲劑屬于二代浸滲劑,其于二十世紀四十年代使用,其具有密封效果良好、耐化學腐蝕性和能承受溫度達204℃的特點,但它的缺點是固化時間較長且工藝復雜,浸滲后零件表面有較多殘留而不易清洗,需要專門的設備,增加了設備投入成本,因此聚醋類浸滲劑并沒有得到廣泛的應用。
當前,前一代硅酸鈉類和二代聚醋類浸滲劑已逐漸被、環保、浸滲合格率高的第三代丙烯酸醋類浸滲劑所取代(本文所設計的浸滲工藝采用的浸滲劑為此類型)。
而丙烯酸醋類浸滲劑又分為加熱固化型浸滲劑和厭氧自固型浸滲劑兩種。
加熱固化型浸滲劑是由多種類丙烯酸單體、引發劑、表面劑和劑等混合后構成。
它浸滲密封鑄件的原理是利用設備,將零件浸入丙烯酸醋類浸滲劑液體內,采用真空及加壓的方法,讓低粘度的浸滲劑充滿鑄件缺點,后加熱使液態的浸滲齊」聚合固化成強度及韌性俱佳的熱固性彈性體,從而起到密封缺點的效果。
丙烯酸醋類浸滲劑的優點先是粘度低,能夠保證浸滲劑進入零件內缺點;其次是較寬溫度的適用性,固化后的密封體在一50~200℃的范圍內都能正常發揮效能;再次是固化前后體積收縮變化小,能夠保證密封后的高合格率。
較后是由于此類浸滲劑中含有表面劑,因此可使浸滲后的殘留液遇水后乳化達到零件表面易清洗的目的。
但丙烯酸醋類浸滲劑通常含有引發劑和阻聚劑,聚合和阻聚這樣一對競爭反應會造成其在儲存和使用過程中的穩定性差。
同時,這類浸滲劑由于在固化過程中需要對其進行加熱,因此會出現一些密封膠溢出現象,原因是浸滲后的零件在加熱過程中樹脂比金屬的熱膨脹快。
這種結果會導致浸滲后的合格率下降并可能弄污部件表面。
厭氧自固型浸滲劑也稱為厭氧密封膠,同樣是以丙烯酸醋類化合物為主添加表面劑、穩定劑、劑和引發劑等其它成分。
其特點是具有自固化及調節固化的能力,使其成為密封金屬和非金屬部件孔隙的較可靠密封材料。
液態的密封膠有自然聚合的傾向,但通過向包裝物中滲入少量空氣并保持恒定溫度的辦法便可阻止這種聚合。
厭氧密封膠同時具有向微孔主動浸滲的性質,當液態密封膠進入零件孔隙時,它不再具有穩定空氣源,并開始化學固化。
其與金屬離子接觸可固化,這類似某些化學催化劑,然而加熱、催化劑和金屬離子對固化過程并不是必要條件,但它們可調節固化反應的,并通過控制每次浸滲過程中固化反應以獲得較佳浸滲效果。
厭氧密封膠不會出現溢出現象,故部件不會被弄污,密封性能穩定。
厭氧密封膠自固化的可靠性,可確保浸滲過的零部件不滲漏。
由于厭氧密封膠具有以上的性質使其通常適于浸滲粉末金屬部件,因為粉末金屬的孔隙分布范圍廣,使用熱固化密封膠時會產生溢出問題。
浸滲劑除了以上介紹的主要類型外,無機浸滲劑中還包括堿金屬鋁酸鹽類、硫酸鹽類及氯化物類浸滲劑,有機浸滲劑還包括環氧樹脂類、酚醛樹脂類浸滲劑等。
本文根據對以上浸滲劑類型及優缺點的對比分析及與浸滲劑生產廠家的交流,依據生產廠家對高壓鑄造鋁合金零件浸滲的經驗,我們選擇了有機加熱固化型浸滲劑。
二、清洗
為了使工件表面無油污,達到清潔目的,浸滲劑本方案采用了清洗工藝。
這里為什么采用清洗,而非其它清洗方式,主要是由于的頻率較高,大于20000Hz,同時的波長短,因而決定其特性是傳播的方向性好、穿透能力較強。
的力量很大,在液體中會產生空化作用、直進流作用及加作用,利用的力量對液體和污物產生直接和間接的作用,從而使油脂等污濁物被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。
的空化作用是利用以大于每秒兩萬次的高頻變換方式所產生的壓縮力和減壓力交互性的作用向液體進行透射。
在減壓力作用時,液體中會產生真空核群泡的現象,在壓縮力作用時,真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力,由此剝離被清洗物表面的污垢,從而達到清洗目的。
在液體中沿著聲波的傳播方向產生流動的現象稱為的直進流。
肉眼所能夠看到的液體直進流是垂直于振動面產生地流動,流速大約為10cm/s。
通過此直進流運動使被清洗物表面的微油污垢被充分攪拌,污垢表面的清洗液也會產生對流,使得溶解污物的溶解液與新液混合,溶解的,對污物的清洗起著很大的作用。
液體粒子運動會產生加,對于頻率較高的清洗機,空化作用就顯得不很顯著了,這時的清洗主要靠液體粒子在超聲作用下產生的加對污物產生撞擊的撞擊作用實現清洗。
同時為了能夠在清洗后盡量去除缸體表面水分,本序還將進行旋轉甩干工藝。
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