Способ очистки сквозных внутренних полостей изделий сложной конфигурации

 

Использование: в машиностроении и оптическом приборостроении при промШ- ке, например, охлаждаемых металлических зеркал. Сущность изобретения: изделия обрабатывают в ванне. Через полости с двух концов изделий прокачивают моющий раствор навстречу друг другу. В качестве моющего раствора йспШШуют бром-, йодили бромйодсодержащий углеводородный растворитель с плотностью 2,25-3,33 г/см3, или раствор с плотностью, Превышающей 2,42 г/см3. Последний содержит бром-, йодили бромйодсодержащий углеводород или углерод с уд.весом 2,45-4,32 г/см3 в смеси с органическим растворителем. Смесь включает 28.3-97,4 мас.%, бромили бромйодсодержащего углеводорода с уд.весом 2,25-4,32 г/см3 и остальное органический растворитель. 1 табл.

„„5U, 1784283 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 08 В 3/08, 9/00, 9/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С В ИДЕТЕЛ ЪСТВУ

Вчч

Изобретение относится к машинострое-. оптических зеркал, так как при этом уходит нию и оптическому приборостроению и мо- геометрическая форма, изменяются s сторожет найти применение при промйвке нуухудшения оптические параметры. сама .сквозных гвнуутреййих полостей изделий оптическая поверхность также может засложной конфигурации, например охлаж- гряэйяться жидким металлом, что недойу- g, даемых металлических зеркал, раствори- стимо, ...: . ф телямй. : :: . Наиболее близким по технической сущИэвчестен способ очистки внутренней мости(прототипом)являетсяспособочистки поверхйости трубопровода, заключающий- сквозных внутренних полостей изделий ® ся в прокачке через него жидкого металла сложной конфигурации, заключающийся в или сплава, который дополнительно разо-. их обработке в ванне с подачей через пологреввют в зоне очистки путей врвщения: сти моющего рвстворв с протнвополоинмх ) протянутого через трубутроса (1); .: концовиэделия навстречудругдругуиотво- а .. Однако известный способ требует для де загрязненного раствора из полости в своей реализации значительного расхода процессе промывки(2), электроэнергии (прямой и дополнительный Однако известный способ не позволяет подогрев металла) и дополнительного при- осуществлять очистку внутренних полостей способления — троса. Кроме того, жидкий от металлических и других примесей с больметалл,используемыйдля очистки, нагрева- шим удельным весом, а моющий раствор, ет само изделие, которое подвергается очи- . содержащий ПАВ и используемый вспособе стке, что недопустимо при очистке для очистки картеров ведущих мостов авто1 (21) 4924443/12 (22) 03.04.91 (46) 30,12.92. Бюл, М 48 (71) Научно-производственное обьедийение иАстрофиэика" (723 M.Ê.Èëüèé и С.А.Филин (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 797799, кл. B 08 В 9/00, 1981. .2. Авторское свидетельство СССР

М 603439; кл. В 08 В 9/00, 1978. (54) СПОСО6 ОЧИСТКИ СКВОЗНЫХ ВНУТРЕННИХ ПОЛОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ (57) Использование: в машиностроении и

: оптическом приборостроении при промь|вке, найример, охлаждаемых металлических

2 зеркал. Сущность изобретения: изделия об-. рабатывают в ванне. Через полости с двух концов изделий прокачивают моющий раствор навстречу друг другу. В качестве моющего раствора используют бром-, йод- или бромйодсодержащий углеводородный растворитель с плотностью 2.25-3,33 г/см, или раствор с плотностью, превышающей

2,42 г/см . Последний содержит бром-, йодили бромйодсодержащий углеводород или углерод с уд.весом 2,45-4,32 г/см в смеси с органическим растворйтелем. Смесь вклю-; чает 28,3-97,4 мас. $, бром- или бромйодсодержащего углеводорода с уд.весом

2,25-4,32 г/см и остальное органический растворитель. 1 табл. чг

1784283 мобилей не может быть использован для очистки оптических зеркал, так как в ванне, попав на оптическую поверхность, он резко ухудшит ее оптические свойства.

Цель изобретения — расширение техно- 5 логических возможностей способа за счет обеспечения удаления металлических за грязнений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сквозных внутренних по- 10 лостей изделий сложной конфигурации, вкл ючаМГщеМ Нодачу через полости моющеto раствора с противоположных концов Msделил навстречу друг другу и отвод загрязненного раствора, согласно изобре- 15 тению, в качестве раствора используют бром-, йод- или бромйодсодержащий углеводородный растворитель с плотностью

2,25-3,33 г/смз или раствор с плотностью превышающей 2,20 г/см бром-, йод- или 20 бромйодсодержащего углеводорода или глерода с удельным весом 2,25-4,32 г/см и органического растворителя при следующем содержании компонентов, мас. Д:

Бром-, йод- или 25 бромйодсодержащий углеводород или углерод с удельным весом 2,25 — 4,32 г/см 28,3-97,4

Органический 30 .растворитель 2,6 — 71,7 .Способ реализуется следующим образом

Пример 1. Изделие сложной конфигурации, содержащее внутренние полости, 35 например оптический элемент из алюминия марки АМГ-б, содержащий каналы охлаждения сложной структуры, перед процессом вакуумного нанесения покрытия и после операций изготовления элемента (механи- 40 ческая обработка, шлифовка и полировка) йомещают в рабочую ванну установки для. очистки и подают через полости каналов . охлаждения спротивоположных концов из входа и выхода каналов навстречу друг 45 другу, бром-, йод- или бромйодсодержащий углеводородный растворитель ректификацйонной очистки с удельйым весом

2,25 — 3,33 г/смз, например 1, t; 1,2-тетрабромэтан с удельным весом 2,88 г/см, до 50 полного заполнения внутренних полостей каналов охлаждения и оптического элемента в целом, включая оптическую поверхность. Оптический элемент выдерживают в течение 30 мин в растйорителе в заполнен- 55 ном соСтоянии и атводят загрязненйый рас-" творитель, в том числе из внутренних полостей каналов охлаждения; напрймер, самотеком. Затем тФвторяют процесс про- мывки оптического элемента, включая заливку внутренних полостей каналов охлаждения и оптического элемента в целом, аналогично описанному выше.

Процесс промывки оптического элемента повторяют. до тех пор, пока растворитель, используемый для промывки, не перестает загрязняться .примесями, присутствующими на поверхности оптического элемента и во внутренних полостях каналов охлаждения в пределах ошибки измерений.

Контроль за химической чистотой оптической поверхности в процессе очистки. удалением тяжелых, преимущественно металлическйх прймесей, из внутренних полостей каналов охлаждения и окончанием самого процесса очистки осуществляли флуорометрическим методом с помощью флуорометра ЭФ-ЗМА, эллипсометрическим методом с помощью эллипсометра ЛЭФ-3М и визуальна.

Результаты испйтаний, изложенные в йримере 1, сведены в таблицу;

Пример2,,Изделие сложной конфигурации, содержащее внутренние полости, например оптический элемент из кремния, диаметром 1000 мм, содержащий каналы охлаждения. сложной структуры, перед эксплуатацией на стенде и после операций изготовления элемента (механическая обработка, шлифовка и полировка) помещают в рабочую ванну установки для очистки.

Готовят раствор плотностью, превышающей 2,20 г/см бром-, йод- или бромйодсодержащего углеводорода йли углерода с удельным весом 2,25-4,32 г/см с органическим растворителем при следующем содержании компонентов, мас,Я,:

Бром-, йод- или бромйодсодержащий углеводород или углерод с удельным весом 2,25 — 4,32 г/см 28,3 — 97,4

Органический растворитель 2,6-71,7

Для чего смешивают жидкий при нормальных условиях бром-, йод- или бромйодсодержащий углеводород или углерод, например 1,1 2-трибромэтан с удельным весом 2,57 г/см ректификационной очистки в соотношении 89,3 и 10,7 мас.,ь соответственно до полйой гомогенизации раствора с удельным весом 2,42 г/см .

Подают приготовленный раствор через полости каналов охлаждения с противоположных концов из входа и выхода каналов навстречу друг другу до полного заполнения внутренних полостей каналов охлаждения оптического элемента в целом, включая оптическую noaepõíoñòü, Далее проделывают операции аналогичные описанным в приме1784283 ре 1. Результаты испытаний. изложенные в Начальная загрязненность повеохнопримере 2, сведены в таблицу. сти всех элементов составляла 1 10 мг

Пример 3. Изделие сложной конфи- примесей/см . гурации, содержащее внутренние полости, Как показали результаты испытаний, например . элемент из углерода диаметром 5 представленные в таблице, эффективность

500 мм, содержащий каналы охлаждения очистки внутренних полостей от примесей, сложной структуры, после операций изго- в том числе металлических. предложейным товления элемента(механическая обработка, способом (по примерам 1-3. 5, 7-11, 13, 15, шлифовка)и передначаломэксплуатациипо- 16) превышает очистку по прототипу (примещают в рабочую ваннуустановки для очи- 10 мер t7) не менее чем на порядок по химичестки, Готовят раствор с плотностью. ской чистоте очищенной поверхности, превышающей 2,20 г/см бром-, йод- или включая химическуа чистоту внутренних бромйодсодержащего углеводорода или уг- полостей. лерода с удельным весом 2,25-4,32 г/см с Предложейный способ позволяет удаорганическим растворителем при следую- 15 лять также из внутренних полостей стружку, щем соотношении компонентов, @ас;ф крошку и пыль из материалов "очйщаемых

: Бром-, йод- или -" деталей, что не обеспечивается при очистке бромйодсодержащий способом по прототипу(пример 17). углеводород или - -: Выбор бром-, йод- или бромйодсодеруглерод с удельным 20 жащего углеводородного растворителя с весом 2,25-4,32 г/см 28,3-97,4 .. плотностью 2.25-3,33 г/см обусловлен тем, Органический ..: . что бром-, йод- или бромйодсодержащие уграстворйтель 2,6-71,7 .: леводородные растворители с плотностью

Для чего взвешивают навеску твердбго меньше 2,25 г/см не удаляют углеродную при нормальных условиях бром-; йод- или 25 крошку и пыль из внутренних полостей грабромйодсодержащего углеводорода или уг- фитовых подложек (пример 4). лерода, например четйрехиодистого угле- . Бром-, йод- или бромйодсодержащие угрода с удельным весом 4,32 марки "осч" в леводородные растворители с плотностью колйчестве, например83кг, Затем навеску больше 3.33 г/см (пример 12) являются четырехиодистого углерода растворяют а 83 30 твердыми или сильновязкими веществами кгдизтилового эфира с удельным весом 0,71 при нормальных условиях,"поэтому не могут г/см ректификационной очистки до полной использоваться для очистки внутренних погомогениэации раствора с удельным "веСом лостей. Применение температур свыше

2,21 г/см и соотношением компонентов 30 С нецелесообразно при очистке оптичез о

41,5 и 58,5 мас.% соответственно. - . 35 ских элементов, так как может уйти их геоДалее проделывают операции; анало- метрическая форма. гичные описанным е примере 2. Результаты Выбор бром-. йод- или бромйодсодериспытаний, изложенные в примере 3, а так- жащего углеводорода или углерода с удельже,результаты испытаний для оптических °: ным весом 2,25-4,32 г/см в качестве о@ног элементов иэ других материалов-с обработ- 40 из компонентов раствора с органическим кой бром-, йод- или бромйодсодержащими: растворителем Обусловлен тем, что при исрастворителями, преимуществеййо алифа- пользовании в растворителе бром-, йод-или тическими или ароматическими бром-, йод- бромйодсодержащего углерода с удельным или бромйодсодержащими углеводородаМи весом меньше 2,25 г/см плотность раствоили углеродами, и растворами на их основе 45 ра будет равна меньше 2.20 г/смэ, что не с органическими растворйтелями в разМИч-- no5ebniieV ных соотношейиях приведены в таблице. ту внутренних полостей от крошки и пыли для элементов из углерода (графита).

Для сравнения в таблице приведена . Бром-, йод- или бромйодсодержащие очистка оптического элемента и сплава алю- 50 углеводороды или углероды с удельным веминия АМГ-6 габаритом 400 х 200 мм, со- . сом свыше 4,32 являются практически нерадержащего каналы охлаждения, моющим створимыми в органических растворителях раствором, применяемым в авторемонтных при нормальных условиях и поэтому не мо- мастерских для очистки картеров ведущих гут использоваться для очистки внутренних мостов автомобилей на основе 3 мас. $ вод- 55 полостей элементов. ного раствора ПАВ типа "Прогресс" по про- В качестве органических растворителей тоти пу. в растворе испольэовали растворители, в

Всепроцессыочистки,кроме сйециаль- . которых соответствующие бром-, йод- или но оговоренных в примечании, осуществля- бромйодсодержащие углеводороды или. г- ли при нормальных условиях. лероды наиболее хорошо растворяютсл.

1784283

Кроме перечисленных в таблице, многие бром-, йод- или бромйодсодержащие углеводороды или углероды хорошо растворяются также в ацетоне, бензоле и петролейном эфире.. 5

Оптимальным удельным весом Ором-, йод- или бромйодсодержащего углеводоро-, да или углерода является такой, который. обеспечивает минимальное йревышение . удельного веса раствора над удельным весом материала очищаемого элемента.

В этом случае вязкость раствора будет оптимальной, а очищающие свойства раствора и его эффективность будут максимальными, Аналогично выбирают и оптимальный бром-, йод- или бромйодсодержащйй углеводородный растворитель, Как показали результаты йспытанйй, даже в случае. если ненамного плотность 20 раствора ниже удельного веса материала очищаемого элемента; тем не менее происходит удаление стружки, крошки и пыли из материала элемента из их внутренних полостей (примеры 3,5,13 — углерод (графит); 9 — 25 кремний; 16- иридий, титан, медь). Это происходит благодаря совокупности ряда факто- . ров, а именно: за счет сниженйя удельного веса примесей под действием растворителя или раствора до 0,02-0,05 г/см — для крем- 30 ния и углерода и до 1,01 — 5,59 г/см - для з. иридия, титана и меди, за счет высокой моющей способности растворителя Й раствора; позволяющей удалять органические примеси, обволакивающие примеси из ма- 35 ,териала элемента, и способствующей; тем: самым, снижению адгезионйой прочйости связей прймесей из материала элемента с поверхностью внутренних полостей и отмыванйю этих примесей за счет расклийиваю- 40

:щего эффекта Ребиндера. Все- это в совокупности позволяет "вытаскивать". стружку, крошку и пыль из материала элемента из внутренних полостей изделия за счет естественной ударной силы встречных потоков при заполнении внутренних йолостей изделия и их последующим освобождейий (примеры 3,5,9,13). В случае более тяжелых материалов (пример 16) для удаления -металлической стружки из внутренних полостей достаточно мощного сливного потока растворителя после очистки из внутренних полостей, так как большой удельный вес растворителя создает мощную сливную струю. обеспечивающую "вытаскивание" стружки.

Предложенный способ очистки сквозных внутренних полостей сложной конфигурации позволяет повысить эффективность очистки внутренних полостей не менее чем на порядок по химической чистоте очищенной поверхности, включая химическую чистоту внутренних полостей, в том числе от примесей:иэ материала очйщаемого изделия, преимущественно металлических, и испольэовать для очистки внутренних полос гей бром-, йод- или бромйодсодержащие углеводороды или углероды, находящиеся при нормальных условиях в твердом состоянии, но имеющие больший удельный вес, чем жидкие, и потому более эффективные при удалении тяжелых примесей, за счет их растворения в органических растворителях.

Формула изобретения

Способ очистки сквозных внутренних полостей изделий сложной конфигурации, включающий их обработку в ванне с прокачкой.через полости моющего раствора.с двух концов изделий навстречу друг другу и отвода загрязненного раствора и полостей, о тл и ч а ю щ и и с-я тем, что; с целью расширения технологических воэможностей способа путем обеспечения удаления загрязнений с большим удельным весом, в качестве моющего раствора используют бром-, йод- или бромйодсодержащий углеводородный растворитель с плотностью .2,25-3,33 г/см или раствора с плотностью, з превышающей 2,20 г/смз, на основе бром-, йод- или бромйодсодержащето углеводорода или углерода с удельным весом 2,25-4,32 г/см и органического растворителя при содержайий компонентов раствора, мас.%: . бром-, йод или бромйодсодержащий углеводород с удельным . весом 2,25-4,32 г/смз 28,3-97,4; органический

:растворитель остальное.

1784283

Примечание материал элемента и его уд.вес,, г/снт

Химическая чистота очищенмой поверхности, нг/смт

Плотность раствора, I-/O„Ç эпический творитель .ь и его тность смэ

При мер

Алюминий (2,70) 1,1,1,2-Тетрабронэтан, Этвнол (10,72) 2,42

О ° 79

2 Кремний кристаллический (2,42) 1,1 ° 2-Трибромэтан (89.32)! 2,58

3 Углерод графит (2,25) Четырехиодистый углерод (41 50); 4 ° 32 г

Диэтиловый эфир 2,21 .(58,54) 0,71

Оронистмй этилен(2,18

4 ч

Диэтиловый эфир 2,21 .(2,62)1 0,71

Иодистый метил: (97 ° 42), 2,25

6 Углерод графит (2,25) 1,4-Диброноензол (97,52)1 2>26

Этянол (2,52) Твердый

0,79 раствор

Раствор остается в твердом виде даже при температуре

60 С

/, «и

Иоднстый нвтил; 2,25

Температура очистки 30еС

1-Срон-3-иодьензол;

2,26

Этанол (2,72) . 0,79

У Бор (2,34) Кремний (2,42) Углерод (2,25) графит

1,2 ° 3-Триьронпропан (97,32)! 2,44

2,40

10 Креиний (2,42)

Бор (2,34)

Углерод (2,25) .Графит

l,2-Дииолэтилен;

3,06

11 Алюминий (2,70)

Кремний (2,42)

Бор (2,34)

Углерод

ГраФит,(2,25) Иетилен иодистый;

3,33

Температура очистки 20 С

12 Алюминий (2,70) Иетилен иодистый (3,41) Температура 10 С! (лорьформ (71 ° 8ь)1

l 50

14 Углерод графит (2,25) Иолофорн (28,2 );

4,01

Большая вязкость н помиаеннме очищающие свойства раствора

2,30

15 Углерод графит (2,25) Хлороформ (71 6 ) 2,22

Иодофори (28,42)1

4 01

5 Углерод графит (2,25) Бром-,йод" ил содермаыий уг ный растворит бром-, иод- и содержащий уг или углердд, ность (уд.еес

3 ° 10 (алюминиевая стружка ° крошка и пыль удаляются из каналов)

1-!О (кремниевая крошка и пыль удаляются нз каналов)

-у

2 10 (углеродная крошке и пыль удаляются из каналов) Удаление происходит эа счет снижения уд.веса лод дейст. вием раствора, его ,очищающей способ .ности и естественной ударной силы встречных потоков раствора -р

4 10 (углеродная крошка и Пыль удаляются из" каналов)

-S

2 10 (углеродная. крошка и пмль удаляются из каналов) Удаление происходит за счет сниаения, его уд.веса под дей станем раствобз его очищаоцей способности и естест венной ударной силы встречных потоков раствора при температуре 30 С э

4 10 (углероднвя крошка н пыль удаляются из каналов)

"S

4 10 (углеродная крошка и пыль уда ляются из каналов)

2 10 (борная н углеродмая ямль и кройка удаляется из каналов) Удаление кремния

flDoIIcxoäèò эа счет сниаения его уд. ве са под действиен раствора, его очищающей способности и естественной удар ной силы встречных потоков растворе

-з

4 10 (стружка, крошка и пыль . кремниевая,борная, углеродмая удаляются из каналов)

-S

5 10 (стружка, крошка и пмль алюминиевая, кремниевая, борная н уг tлеродная удаляются из каналов) Оязкое вещество, непригодное для очистки

5 ° 10 (углеводная крошка м пмль не удаляются из каналов) .

5 10 (углеродная

-з крошка и пыль удаляются из каналов) 12

1784283

Продолкенме таблмци

" — ) """"""""Т""""".""""--.Г--- -- Г----Т-- .......!

1 (2 3 9 . 6 . 1 7

«Л - - - »- - - - - - - — - — - « — - - ---- »»

16 Нридий (4,34) Нетмлен иодистий 3. 33 - - 9 ° 10 (иридевал, Удаление неталлм7итан (4,94) тмтановвл н нед» чесмой струнки

Нейе (8,92) .: . -.... : мал струнка удали- происходит ва счет

«тсл ив камалов) смииенил их удаль ного веса под дейстеиен l9ctoo0074

° лл его емсокой очниаццей способности м поеиаенной ударной спли

° стремнин потоков при варнеке и сли° е раствора

Дистмллмровам- 1,00 9 1О алсминмееал мал вода (972) "струнка н пипа ме

1,00 " удалиетсл ив ка налов

17 Длеммнмй (2, 70) прототил

Поверхностно-актманое вемество "Прогресс (38), 0,89

Удаление струнки н пипи ме происходит дане прн противен» ной иоцности сливного потфка раство ра м температуре" .

30 С. На 32 снима ется коэффициент. : отраиенил оптичес- кой поверхности иа длине вопим

0,63 мкн

»» *

»»»ч»»4»

° .г

Составитель С,Филин

Редактор T. Горячева Техред М.Моргентал Корректор 3. Салко

: Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

"Заказ 4330 Тираж::, . Пбдписное

ВНИИПИ Государственного комитета оо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская нэб.. 4/5