Способ ультразвуковой очистки металлических деталей

Изобретение относится к очистке металлических деталей от технологических загрязнений в водно-щелочных растворах с наложением ультразвука, конкретно к очистке металлических деталей подшипников. Изобретение обеспечивает упрощение способа, снижение трудоемкости его выполнения, повышение производительности труда и качества очистки и снижение себестоимости процесса. Способ включает промывку деталей в 5 ваннах ультразвукового комплекса: в первой ванне в обезжиривающем водном растворе, содержащем моющее средство МС-15 или МС-37, концентрацией 20-25 г/л, температурой раствора 60-70°С, во второй ванне с наложением ультразвука технически моющим средством (ТМС) "Гремлос В" концентрацией 20-30 г/л, температурой 45-55°С, в третьей ванне с наложением ультразвука горячей проточной водопроводной водой температурой 45-55°С, в четвертой ванне холодной проточной водопроводной водой и в пятой ванне холодной проточной дистиллированной водой с последующей сушкой горячим воздухом.

 

Изобретение относится к очистке металлических деталей от технологических загрязнений в водно-щелочных растворах с наложением ультразвука, конкретно к очистке металлических деталей подшипников.

Наиболее близким способом является ультразвуковой способ очистки металлических деталей, например металлических шариков, заключающийся в промывке в пяти ваннах ультразвукового комплекса: (УЗК) в первых двух ваннах традиционными высокосолевыми растворами, моющими средствами (МС) МС 6 и тринатрийфосфат с добавкой специального ингибитора коррозии ИФХАН - IM, затем в двух ваннах с проточной водопроводной водой и в последней пятой ванне с проточной дистиллированной водой с последующей сушкой горячим воздухом [1].

Однако данный способ имеет ряд недостатков:

- сложен в выполнении и трудоемок вследствие использования нескольких компонентов щелочных растворов, сложности их приготовления и корректировки ванн;

- недостаточно экономичен из-за использования большого количества дистиллированной воды;

- требует значительного времени, так как подготовка щелочных растворов длительна, составляет 1 час;

- не позволяет добиться достаточно высокого качества очистки, после промывки имеются на поверхности металлических деталей солевые налеты, подтеки, цвета побежалости;

- имеет место нестабильность процесса промывки;

- низкая производительность труда;

- высокая себестоимость;

- недостаточно хорошие санитарно-гигиенические условия труда.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение способа, снижение трудоемкости его выполнения, повышение производительности труда, повышение качества очистки и снижение себестоимости процесса.

Поставленная задача решается способом ультразвуковой очистки металлических деталей путем промывки их в 5 ваннах ультразвукового комплекса: в первой ванне в обезжиривающем водном растворе, содержащем моющее средство МС-15 или МС-37 концентрацией 20-25 г/л, температурой раствора 60-70°С, во второй ванне с наложением ультразвука технически моющим средством (ТМС) "Гремлос В" концентрацией 20-30 г/л, температурой 45-55°С, в третьей ванне с наложением ультразвука горячей проточной водопроводной водой температурой 45-55°С, в четвертой ванне холодной проточной водопроводной водой и в пятой ванне холодной проточной дистиллированной водой с последующей сушкой горячим воздухом.

Новым является то, что в первой ванне проводят предварительную промывку обезжиривающим водным раствором, содержащим МС-15 или МС-37 концентрацией 20-25 г/л, температурой 60-70°С, во второй ванне с наложением ультразвука ТМС "Гремлос В" концентрацией 20-30 г/л, температурой 45-55°С и в третьей ванне проточной водопроводной водой температурой 45-55°С.

Данная совокупность отличительных признаков привела к достижению нового технического результата и она явным образом не следует из уровня техники для специалиста. Предлагаемый способ апробирован на ОАО "Ролтом" г. Томск.

Таким образом, данное техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна", "изобретательский уровень", "промышленно применимо".

Способ осуществляют следующим образом.

После выхаживания в станке с индустриальным маслом, промывки в дизельном топливе металлические детали подают на ультразвуковую очистку УЗК. При выхаживании в масле на операции "доводки" проводят холодное травление металлических деталей на наличие раковин в центральной заводской лаборатории, а также визуальный контроль на внешний вид и качество поверхности (дефекты поверхности) ГОСТ 3722-81 стр. 6 п.27. Сдачу металлических деталей на промывку осуществляют с картой качества ОТК. Металлические детали загружают в дырчатые ведерки в 1-2 слоя и выдерживают в первой ванне с обезжиривающим водным раствором до полного обезжиривания следующего состава: моющее средство МС-15 или МС 37, растворенного в проточной водопроводной воде, концентрацией 20-25 г/л, нагретого до температуры 60-70°С.

Затем металлические детали осторожно пересыпают в специальные барабаны и последовательно выдерживают в ваннах 2,3,4,5 ультразвукового комплекса в течение 1-4 минут в каждой ванне. Во второй ванне промывают с наложением ультразвука ТМС "ГремлосВ" концентрацией 20-30 г/л при температуре раствора 45-55°С.

ТМС "Гремлос В" разработано и выпускается научно-производственной фирмой ООО "Гремлос", г. Владимир, ТУ 2499-002-43160694-2003., Гигиенический сертификат №33. В.Л. 09.238. П.000372.04.03 от 10.04.2003 г.ТМС "Гремлос В" представляет собой жидкий концентрат, который легко растворяется в воде при комнатной температуре, от светло-желтого до темно-коричневого цвета, вязкость кинематическая при 50°С, мм ²/c, не более 30, плотность при 20°С кг/м³ - 990...1065, массовая доля органических веществ (смесь аминоспиртов, анионноактивных и неоногенных ПАВ),%, не менее 35 [2]. В третьей ванне с наложением ультразвука проточной водопроводной водой температурой 45-55°С. В четвертой ванне холодной проточной водопроводной водой и в пятой ванне холодной проточной дистиллированной водой методом окунания с постоянным вращением кассет в каждой ванне. Затем производят сушку горячим воздухом при температуре 40-50°С в течение 1-4 мин.

Сухие металлические детали пересыпают в пластмассовую кассету, выложенную внутри ингибированной или парафинированной бумагой.

Водный обезжиривающий раствор готовят следующим образом.

Заполняют емкость на ³/₄ объема питьевой водой, нагретой до 50°С. В отдельную емкость в горячую воду засыпают, используя защитную маску, рассчитанное количество МС, хорошо перемешивают до полного растворения, раствор отстаивают в течение 10 минут и сливают через фильтрующее полотно в первую емкость, заполненную на ³/₄ объема водой, нагретой до 50°С, и доливают водой до рабочего объема, перемешивают.

Во вторую ванну ТМС "Гремлос В" вливают без предварительного растворения.

Конкретные примеры выполнения способа.

Пример 1. Предлагаемым способом очищали металлические шарики деталей подшипников типа 7/32 " (⊘-5,556). Металлические шарики в количестве 2 кг загрузили в ультразвуковой комплекс. В первой ванне промывали МС 37, t 70°С, концентрацией 25 г/л. Во второй ванне с наложением ультразвука ТМС "ГремлосВ" концентрацией 25 г/л при температуре раствора 55°С.

В третьей ванне с наложением ультразвука проточной водопроводной водой температурой 45°С.

В четвертой ванне холодной проточной водопроводной водой и в пятой ванне холодной проточной дистиллированной водой методом окунания с постоянным вращением кассет в каждой ванне, в течение 2 минут в каждой ванне. Затем произвели сушку горячим воздухом при температуре 40°С в течение 2 мин. Сухие металлические шарики пересыпали в пластмассовую кассету.

Металлические шарики после очистки на ультразвуковом комплексе выходили чистыми, блестящими без подтеков и цветов побежалости с первого предъявления.

Пример 2.

Предлагаемым способом очищали металлические шарики деталей подшипников типа 9/16 " (⊘-14,288). Металлические шарики в количестве 3 кг загрузили в ультразвуковой комплекс.

В первой ванне промывали МС 15, t 60°С, концентрацией 20 г/л.

Во второй ванне с наложением ультразвука ТМС "Гремлос В" концентрацией 20 г/л при температуре раствора 45°С.

В третьей ванне с наложением ультразвука проточной водопроводной водой температурой 55°С.

В четвертой ванне холодной проточной водопроводной водой и в пятой ванне холодной проточной дистиллированной водой методом окунания с постоянным вращением кассет в каждой ванне, в течение 1 минуты в каждой ванне. Затем произвели сушку горячим воздухом при температуре 50°С в течение 1 мин. Сухие металлические шарики пересыпали в пластмассовую кассету. Металлические шарики после очистки на ультразвуковом комплексе выходили чистыми блестящими без подтеков и цветов побежалости.

Пример 3.

Предлагаемым способом промывали кольца типа 302/02. Загрузили в количестве 2 кг колец в ультразвуковой комплекс.

В первой ванне промывали МС 15, t 65°С, концентрацией 20 г/л.

Во второй ванне с наложением ультразвука ТМС "Гремлос В" концентрацией 20 г/л при температуре раствора 50°С.

В третьей ванне с наложением ультразвука проточной водопроводной водой температурой 50°С.

В четвертой ванне холодной проточной водопроводной водой и в пятой ванне холодной проточной дистиллированной водой методом окунания с постоянным вращением кассет в каждой ванне, в течение 4 минут в каждой ванне. Затем произвели сушку горячим воздухом при температуре 50°С в течение 4 мин. Сухие металлические кольца пересыпали в пластмассовую кассету, кольца после промывки на ультразвуковом комплексе выходили чистыми, блестящими, без подтеков и цветов побежалости.

Пример 4.

Предлагаемым способом промывали шайбы типа 60202. В количестве 2 кг шайбу загрузили в ультразвуковой комплекс.

В первой ванне промывали МС 15, t 60°С, концентрацией 25 г/л.

Во второй ванне с наложением ультразвука ТМС "Гремлос В" концентрацией 25 г/л при температуре раствора 50°С.

В третьей ванне с наложением ультразвука проточной водопроводной водой температурой 55°С.

В четвертой ванне холодной проточной водопроводной водой и в пятой ванне холодной проточной дистиллированной водой методом окунания с постоянным вращением кассет в каждой ванне, в течение 2 минут в каждой ванне. Затем произвели сушку горячим воздухом при температуре 50°С в течение 4 мин. Сухие металлические детали пересыпали в пластмассовую кассету.

Шайба после очистки на ультразвуковом комплексе выходила чистая, блестящая, без подтеков и цветов побежалости.

Пример 5.

Предлагаемым способом промывали сепаратор типа 201. В количестве 3 кг сепараторы загрузили в ультразвуковой комплекс.

В первой ванне промывали МС 37, t 60°С, концентрацией 25 г/л.

Во второй ванне с наложением ультразвука ТМС "Гремлос В" концентрацией 25 г/л при температуре раствора 50°С.

В третьей ванне с наложением ультразвука проточной водопроводной водой температурой 55°С. В четвертой ванне холодной проточной водопроводной водой и в пятой ванне холодной проточной дистиллированной водой методом окунания с постоянным вращением кассет в каждой ванне, в течение 2 минут в каждой ванне. Затем произвели сушку горячим воздухом при температуре 50°С в течение 4 мин. Сухие металлические детали пересыпали в пластмассовую кассету. Сепараторы после очистки на ультразвуковом комплексе выходили чистыми, блестящими, без подтеков и цветов побежалости.

Новая предлагаемая совокупность отличительных признаков позволила добиться нового положительного эффекта.

Так, замена в первой ванне ТМС - 6 и тринатрий - фосфата с добавкой специального ингибитора "Ифхан-1" на МС-15 и МС-37 предлагаемой концентрацией и температурой уменьшило количество солей, остающихся на поверхности металлических деталей, не ухудшая при этом операцию обезжиривания.

Применение во 2-ой ванне ТМС "Гремлос В" предлагаемой концентрацией и температурой способствует простоте приготовления моющего раствора, экономии времени процесса промывки. Поверхностно-активные вещества, входящие в состав ТМС "Гремлос В", смывают грязь с поверхности металлических деталей, тем самым повышают качество их очистки - аминоспирты образуют с поверхностью металлических деталей невидимую защитно-пассивирующую пленку, которая защищает поверхность металлических деталей от коррозии.

Замена в третьей ванне холодной воды на горячую позволило добиться полного растворения оставшихся солей на металлической поверхности деталей, удаления подтеков и цветов побежалости.

Режимы концентрации растворов и температуры были подобраны эспериментально. Данные режимы позволяют добиться оптимально высокого качества очистки металлических деталей.

Таким образом, предлагаемый способ за счет использования новых отличительных признаков обладает следующими преимуществами:

- улучшилось качество промывки металлических деталей;

- способ более экономичен вследствие замены в первой и второй ваннах дистиллированной воды простой водопроводной водой и сокращения компонентов растворов. Экономический эффект составляет 477435,88 рублей в год;

- увеличилась производительность труда за счет сокращения времени подготовки растворов и сокращения времени получения результатов химического анализа, компонентов щелочных растворов;

- сократилось время очистки, так как нет необходимости частой смены дистиллированной воды, а также за счет легкости растворения и сокращения времени на корректировку растворов с 1 часа до 15 минут;

- упростился процесс очистки, и уменьшилась трудоемкость способа за счет уменьшения числа компонентов щелочных растворов и простоты их приготовления;

- улучшилось качество очистки, при использовании данного способа: отсутствуют на металлических деталях подтеки, цвета побежалости за счет использования ТМС "Гремлос В" и очистки в горячей воде;

- улучшились санитарно-гигиенические условия труда.

Источники информации

1. Сборник научных трудов. Создание новых и совершенствование действующих технологических процессов производства деталей подшипников. НПО ВНИПП, Москва, №3, 1988, стр.119.

2. Технические условия ТУ 2499-002-43160694-2003. Техническо-моющее средство ТМС "Гремлос В", г. Владимир.

Способ ультразвуковой очистки металлических деталей путем их промывки в 5 ваннах ультразвукового комплекса в течение 1-4 мин в каждой ванне: в четвертой ванне водопроводной проточной водой, в пятой ванне проточной дистиллированной водой с последующей сушкой горячим воздухом, отличающийся тем, что в первой ванне промывку производят в обезжиривающем растворе, содержащем моющее средство МС-15 или МС-37 концентрацией 20-25 г/л, температурой раствора 60-70°С, во второй ванне с наложением ультразвука технически-моющим средством "Гремлос В" концентрацией 20-30 г/л, температурой 45-55°С, в третьей ванне с наложением ультразвука горячей проточной водопроводной водой температурой 45-55°С.