近半個世紀(jì)以來, 氟氯烴(ODS -Ozone DepletingSubstance 臭氧層消耗物質(zhì))類清洗技術(shù), 它以化學(xué)性能穩(wěn)定、去污力強(qiáng)、毒性低、與金屬和非金屬材料有極好相溶性及安全速干等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn), 在機(jī)械制造、電子等行業(yè)的清洗領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。但它既是破壞地球表面臭氧層的元兇, 又是造成環(huán)境污染的源頭。出于對保護(hù)臭氧層這一人類面臨的全球性環(huán)境問題的急迫感,聯(lián)合國決定在2005 年全面禁止使用ODS 類清洗技術(shù)。隨之, 尋求各種替代ODS 清洗工藝的研究和開發(fā)成為世界各國關(guān)注的熱點(diǎn), 而超聲波清洗技術(shù)采用非ODS 水基溶劑, 可有效地降低污染, 減少有毒溶劑對人類的損害, 是綠色環(huán)保的清洗技術(shù)。超聲波清洗機(jī)理超聲波是指頻率高于20 kHz 的聲波, 與普通聲波相比, 它波長很短, 頻率很高。

超聲波具有如下特征:

1)可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播;

2)可傳遞很強(qiáng)的能量;

3)會發(fā)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象;

4)在液體介質(zhì)中傳播時, 可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。

在機(jī)械制造過程中, 工件在油漆、電鍍、熱處理、防銹、裝配前, 以及裝配過程中都需要清洗, 清洗是多種工藝過程中反復(fù)進(jìn)行的一項(xiàng)工序, 清洗質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的加工性能以及產(chǎn)品的整體性能。傳統(tǒng)的清洗方法有人工刷洗、在含有ODS 的溶劑浸洗、電解清洗、噴淋清洗、高壓噴洗、氣相清洗等, 存在工人勞動強(qiáng)度大、清洗質(zhì)量不穩(wěn)定、效率較低等缺點(diǎn)。超聲波清洗作為一種先進(jìn)、高效、綠色非ODS 的現(xiàn)代清洗技術(shù), 在機(jī)械行業(yè)正越來越得到廣泛的應(yīng)用。

1)除油脂　包括乳化油、潤滑油、防銹油等各種油脂。工件在防銹封存前、電鍍前和涂裝前都必須進(jìn)行除油清洗, 超聲波清洗的關(guān)鍵是選用含針對性的表面活性劑和乳化劑的清洗液。

2)除銹及氧化皮　鋼鐵零件在軋制或熱處理后, 表面會生成一層5 ～ 10 μm 的氧化鐵, 超聲波清洗可以用弱酸代替強(qiáng)酸、強(qiáng)堿, 減少了公害, 避免了氫脆。作為鍍膜前處理工藝, 提高了鍍膜質(zhì)量。

3)除污垢　除污垢清洗主要有:

(1)除積碳:積碳是燃油和機(jī)油在高溫缺氧條件下燃燒生成的硬質(zhì)碳化物, 與金屬表面吸附, 分子間結(jié)合強(qiáng)度極大, 用一般方法很難去除, 還可能損壞了活塞表面的光潔度。改用超聲波清洗, 清除徹底, 不損壞工件表面質(zhì)量, 而且效率高。

(2)油膩和油泥:工件被機(jī)油污染, 再落入塵土,形成油膩附著力很強(qiáng);油泥是機(jī)油、焦油、含氧酸、碳化物、灰及水的混合物, 結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)10 ～ 15 kPa ,用超聲波清洗非常徹底。

(3)涂鍍前的清洗:電鍍和噴漆前的清洗效果直接影響涂鍍質(zhì)量的好壞。除蠟和拋光膏清洗一直是困擾電鍍業(yè)的難題, 用超聲波清洗則會解決這一難題。作為鍍膜前處理工藝, 提高了鍍膜質(zhì)量 。

超聲波清洗技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械零部件的清洗(特別是精密零部件)、工件表面處理(如除銹、除油、磷化、鈍化等)、鍍前處理等領(lǐng)域, 是清洗軸承、油泵、油嘴、液壓元件、鐘表零件、五金工具、汽車部件等的良好方法。隨著技術(shù)的進(jìn)步, 超聲波清洗應(yīng)用正日益擴(kuò)大, 除機(jī)械及相關(guān)行業(yè)外, 目前, 已應(yīng)用于電子、醫(yī)療衛(wèi)生、工藝美術(shù)、醫(yī)藥及家庭等領(lǐng)域。超聲波清洗的發(fā)展趨勢是清洗裝置的大型化, 主要因為清洗物件在增大, 超聲電源功率在提高, 一方面從原先的數(shù)百瓦到目前的數(shù)十千瓦, 甚至更高;另一方面, 由多臺中小功率的超聲電源組合使用代替大功率超聲電源。此外, 超聲波清洗的另一發(fā)展趨勢是超聲清洗裝置的自動化, 超聲波清洗多為多步清洗,從清洗到烘干, 采用現(xiàn)代控制技術(shù), 實(shí)現(xiàn)超聲波清洗生產(chǎn)線的自動化。