電真空用金屬零件的不同去油方法的效果評價(jià)

　　結合零件表面油污種類(lèi)、特性，對兩種去油方法進(jìn)行對比：通過(guò)潔凈度測試、真空熱處理和XPS 表面殘留分析測試結果，說(shuō)明含活性劑成分的水基清洗液對表面沾污皂化油和非皂化油類(lèi)的零件清洗效果好，安全無(wú)殘留，適合高要求的電真空金屬零件的去油清洗。

1、試驗過(guò)程

　　將表面污染物為非皂化油和皂化油的A 零件以及污染物為皂化油的B 零件都運用兩種去油方法進(jìn)行去油，對去油后的零件進(jìn)行表面潔凈度檢測，對清洗效果差的樣品進(jìn)行真空熱處理，對熱處理后的零件進(jìn)行表面潔凈度檢測。對潔凈度好的零件進(jìn)行表面殘留分析，試驗流程見(jiàn)圖1。

圖1 試驗流程圖

2、零件表面潔凈度檢測情況

　　判斷零件去油后表面潔凈程度的方法有多種，最常用、簡(jiǎn)單的方法是采用零件表面掛水膜的方法，該方法只能大致判斷去油后的潔凈程度，但對具有高要求的航天、電真空等行業(yè)(尤其是特種電真空行業(yè))來(lái)說(shuō)是不夠的。接觸角法測試零件表面潔凈度是一種行之有效的測試方法，在研究金屬材料(對水潤濕)去油效果評價(jià)上能提供可靠的數據，它是一種通過(guò)測量與表面張力和潤濕程度相關(guān)的接觸角的大小來(lái)反映潔凈程度的測試方法，由于大多數有機物是憎水的，對于親水性的材料，通過(guò)對比接觸角大小可以了解相應的潔凈程度，接觸角法是將定量的水滴在零件的表面上，通過(guò)接觸角測量?jì)x測試水滴與零件表面的接觸角大小來(lái)評價(jià)零件表面潔凈度的一種方法，接觸角越小，表明零件表面潔凈度越高。

　　在試驗中我們運用接觸角法來(lái)測試零件表面潔凈度，真空技術(shù)網(wǎng)(www.chvacum.com)測試組運用的儀器是德國Dataphysics 公司生產(chǎn)的OCA 系列光學(xué)視頻接觸角測量?jì)x。表2 是表面潔凈度的檢測結果，表2 的數據表明：對于表面沾有非皂化油和皂化油成分的A零件來(lái)說(shuō)，經(jīng)方法2 去油后的零件表面要比方法1 潔凈，這與前面的理論分析是相符的，由于方法1 中不含表面活性劑，表面的非皂化油難以去除，接觸角比較大，在特種電真空行業(yè)中，這種潔凈度的零件是滿(mǎn)足不了要求的。B 零件表面只沾皂化油成分，由于兩種去油方法對皂化油都有去除作用，所以清洗后的零件表面比較潔凈，接觸角小———在10°左右，該清洗效果與資料報導的美國sandia 的中子管生產(chǎn)線(xiàn)的清洗水平相當，他們的清洗水平接觸角在10°左右，同時(shí)這種清洗水平也與等離子清洗(屬于精洗類(lèi)清洗)后的水平相當。

表2 不同油污染物零件去油后的潔凈度結果

3、真空熱處理對零件表面潔凈度的作用

　　特種電真空器件對零件表面潔凈度要求很高，經(jīng)過(guò)去油后的零件，要求進(jìn)行真空熱處理，表3 是經(jīng)方法1 去油后的A 零件在真空熱處理前后表面的潔凈度檢測情況。

　　由表3 的數據可知：A 零件經(jīng)方法1 去油后，表面接觸角較大，是因為方法1 中缺乏表面活性劑，零件表面的非皂化油難以去除，有機物殘留比較高，當沾有非皂化油的零件經(jīng)過(guò)950℃的高溫處理后，接觸角幾乎沒(méi)有變化，說(shuō)明非皂化油并沒(méi)有因高溫分解、揮發(fā)，由此可見(jiàn)去油方法對零件去油的有效性是很關(guān)鍵的，如果該步達不到好的效果，想通過(guò)后續的真空熱處理來(lái)提高零件表面的潔凈度是不行的。

　　表3 真空熱處理對零件表面潔凈度的影響

圖2 XPS 表面分析結果

4、零件表面殘留物分析

　　去油方法2 中清洗劑組分是氫氧化鈉、磷酸鈉、硅酸鈉，表面活性劑成分(磺酸類(lèi))，將鐵、鈷、鎳基材的A 零件經(jīng)過(guò)去油方法2 去油后，通過(guò)XPS 表面分析技術(shù)來(lái)分析表面的殘留情況，由于表面活性劑很容易殘留零件表面，所以分析時(shí)特別注重活性劑的殘留分析，分析的譜圖如圖2：譜圖表明沒(méi)有清洗劑成分及活性劑殘留，若有活性劑殘留，就會(huì )有硫元素存在，譜圖中結合能170 eV 左右沒(méi)有硫元素譜，因此無(wú)活性劑成份殘留現象。