金剛石鋸片基體清洗工藝研究

莫 斌

(1.桂林特邦新材料有限公司，廣西 桂林 541004；2.廣西超硬材料研究開發(fā)重點實驗室，廣西 桂林 541004)

金剛石鋸片基體清洗工藝研究

莫 斌

(1.桂林特邦新材料有限公司，廣西 桂林 541004；2.廣西超硬材料研究開發(fā)重點實驗室，廣西 桂林 541004)

通過三種金剛石鋸片基體清洗工藝研究，介紹了三種清洗工藝的清洗方法，并且對每種方法用到的清洗工具、清洗試劑、清洗效果、清洗成本進行總結(jié)及工藝對比。最終選擇鋸片自動清洗機清洗工藝，該工藝操作方便，自動化程度高，清洗效率高，成本低，節(jié)能環(huán)保，能夠滿足大批量訂單生產(chǎn)。

鋸片基體自動清洗；工藝研究；清洗成本；工藝對比

前 言

金剛石鋸片焊接前需要對基體進行清洗的工序被市場上很多企業(yè)認同，對基體的清洗方法有很多，清洗方法不一樣，清洗效率與清洗效果也存在很大的差異，本研究希望能夠獲得較好的清洗效果和清洗效率，降低生產(chǎn)成本。本研究通過對自動清洗工藝與手工清洗工藝以及超聲波清洗工藝三種清洗工藝進行對比，確定出最優(yōu)的清洗工藝。

1 金剛石鋸片基體清洗工藝現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.1 金剛石鋸片基體清洗工藝現(xiàn)狀

20世紀80年代后期，隨著石材工業(yè)的發(fā)展，金剛石鋸片得到很大發(fā)展，為了提高鋸片焊接質(zhì)量達到最佳效益，研究者們對鋸片生產(chǎn)工藝不斷研究改進[1]，其中鋸片焊接前，對鋸片基體的清洗工藝也不斷改進創(chuàng)新。

目前各企業(yè)以及實驗室，采用不同的清洗方法。實驗室以單件或者小批量，采用手工汽油清洗方法，以清洗干凈為主，不太計算清洗效率與成本。而企業(yè)生產(chǎn)使用的清洗工藝需要考慮清洗成本、清洗效率、清洗效果，使企業(yè)實現(xiàn)最佳效益。市場上廣泛應(yīng)用的幾種鋸片基體清洗工藝有手工汽油清洗、超聲波清洗、自動清洗機清洗。其中手工汽油清洗深受實驗室以及小企業(yè)歡迎，主要是因其成本低，清洗效果好。超聲波清洗，自動清洗機清洗，正在被更多的中大型企業(yè)接受使用。

1.2 金剛石鋸片基體清洗工藝發(fā)展趨勢

為適應(yīng)節(jié)約資源、環(huán)境友好的發(fā)展趨勢，面對國家對環(huán)保越來越高的要求，汽油清洗工藝正在逐步被市場淘汰，市場上廣泛應(yīng)用的幾種鋸片基體清洗工藝還有超聲波清洗、鋸片基體自動清洗機清洗。其中鋸片基體自動清洗機優(yōu)勢凸出，符合低勞動成本、低清洗劑成本、較高勞動生產(chǎn)效率，符合國家環(huán)保要求，使用的單位越來越多，成為金剛石鋸片基體清洗工藝的主流，未來高效率，低污染，低成本[2]，將成為金剛石鋸片基體清洗工藝的發(fā)展方向。

2 金剛石鋸片基體常見清洗工藝介紹

根據(jù)不同的金剛石鋸片基體清洗方法，每種清洗工藝都有自己的優(yōu)勢與不足。各企業(yè)和實驗室都根據(jù)自己的實際情況選用了最適合自己的清洗工藝[3]。

2.1 手工汽油清洗工藝

2.1.1工具和汽油選用

首先，清洗劑的選用，選擇93號汽油，要求汽油必須清潔干凈，清洗過程中才能保證清洗出干凈的基體表面，汽油可回收提純再次利用，市場上也有專門的汽油回收機。其次，其它輔助材料選用，口罩、膠手套、清洗毛刷、碎布、桶、汽油回收機，這些材料都是易購買且價格便宜的。

2.1.2 清洗方法

清洗工具準(zhǔn)備好后，操作員工必須佩戴口罩和膠手套，對鋸片基體進行清洗，清洗工藝流程 見表1。

2.1.3 清洗效果

用汽油清洗完后，對基體兩大面，焊接面和水口進行觀察，表面清潔干凈，無異物，無油脂，無汽油清洗殘留痕跡。水口內(nèi)有少量汽油清洗印跡，不影響焊接使用，清洗后的基體達到基體焊接前的清洗要求，可直接用于激光焊接或高頻焊接用。

表1 手工汽油清洗工藝流程表Table 1 Process flow chart of manual gas cleaning

2.1.4 小結(jié)

手工汽油清洗工藝，清洗效果能達到焊接前的清洗要求，操作簡單，使用材料易購買且價格便宜，汽油使用過后可回收再利用。但手工清洗效率低，對基體水口或基體定位孔內(nèi)壁清洗時間比較長，水口內(nèi)壁難清洗干凈，同時汽油對操作人員身體有一定的危害，而且汽油是易燃物品，使生產(chǎn)現(xiàn)場存在火災(zāi)隱患。

2.2 超聲波清洗工藝

2.2.1 工具和試劑選用

超聲波機清洗，所用清洗劑市場上能夠買到，選擇市場上專用超聲波清洗劑，這種清洗劑無毒且易降解，對人體無害，環(huán)保，防腐蝕、防銹性能好，對基體具有良好的工序間防銹性，脫脂除油能力強，廢水可排放。其它輔助材料，若干碎布、自來水、超聲波清洗機一臺。

2.2.2 清洗方法

清洗工具準(zhǔn)備好后，對鋸片基體進行清洗，清洗工藝流程見表2。

2.2.3 清洗效果

超聲波清洗的鋸片基體表面干凈，無油脂污垢，水口內(nèi)也比較干凈，達到焊接前的清洗要求，用超聲波清洗機，清洗后的基體可直接用于焊接。

2.2.4 小結(jié)

超聲波清洗機清洗鋸片基體，可批量清洗，效率高，清洗干凈。清洗劑無毒易降解，對人體無害，環(huán)保，防腐蝕、防銹性能好，對基體具有良好的工序間防銹性[4]，脫脂除油能力強，廢水可排放。但是也存在一些缺陷，比如直徑大于1000毫米的基體，由于超聲波清洗機清洗槽尺寸有限，就放不進清洗槽進行清洗。常用清洗槽內(nèi)尺寸見表3。

表2 超聲波清洗工藝流程表Table 2 Process flow chart of ultrasonic cleaning

表3 常用超聲波清洗機規(guī)格Table 3 Specifications of commonly used ultrasonic cleaning machine

3 鋸片自動清洗新工藝研究

3.1 設(shè)備、工具和試劑選用

選用市場上型號為HYC1200的鋸片清洗機，清洗劑使用洗潔精、自來水、防銹液。機身外形尺寸總長3.5米 寬1.2米，設(shè)置三個獨立水箱，采用循環(huán)水過濾系統(tǒng)，能節(jié)約大量用水，排放不會對環(huán)境造成傷害。達到粗洗，精洗，清水再清洗，三次重復(fù)清洗，使其圓形鋸片基體無油污、灰塵、雜質(zhì)，光潔美觀，提高產(chǎn)品質(zhì)感，效率高，省人工。

3.2 清洗工藝研究

鋸片基體清洗劑必須達到表面去除油污、油脂、污垢效果，酸堿度中性，對基體表面無腐蝕或腐蝕小?？紤]清洗過程中水溫會自動加熱而產(chǎn)生蒸汽，選用時，要考慮清洗劑對人體無毒無害。如白貓洗潔精，市場價每公斤價格約6元，便宜易購買，PH值中性，適合作為清洗劑。

清洗劑的配比，可以參考白貓洗潔精的配比清洗說明進行配比，將洗潔精用水稀釋成200～500倍(洗滌濃度以0.2%至0.5%為宜)。

鋸片自動清洗機水箱可控溫度范圍0℃到60℃，參考根據(jù)白貓洗潔精的清洗說明書，水箱清洗溫度設(shè)置在38攝氏度，進行清洗。

基體清洗和烘干的時間和傳送速度，調(diào)節(jié)范圍最小0.05m/S，最大0.4m/S，根據(jù)經(jīng)驗值，可取0.1m/S 速度進行清洗烘干。清洗效果能達到生產(chǎn)要求，清洗效率高。

清洗區(qū)由上下部分組成，上下安裝滾輪毛刷，鋸片基體清洗方法，基體通過傳送帶經(jīng)過清洗區(qū)時，基體在滾輪毛刷中間移動清洗，水泵把水箱中配有清洗液的水抽到清洗區(qū)，噴灑到基體上，清洗區(qū)域2米長，清洗完成后，基體從清洗區(qū)傳送出來時，安裝2對強力吸水棉棒，對基體上下兩面進行吸水處理。最后經(jīng)過傳送，進入烘干區(qū)。

鋸片清洗機烘干區(qū)域的烘干溫度由裝在烘干區(qū)的烘干機決定，型號為HYC1200的鋸片清洗機烘干區(qū)裝置功率為2800W的兩臺風(fēng)機烘干時，上下各一臺對準(zhǔn)鋸片上下兩面吹風(fēng)，出風(fēng)溫度45℃。烘干時間由基體在傳送帶上面?zhèn)魉偷乃俣葲Q定。傳送經(jīng)過烘干區(qū)的時間為烘干時間，烘干區(qū)長1米。

鋸片基體自動清洗機，清洗工藝流程 見表4。

表4 鋸片清洗機清洗工藝流程表Table 4 Process flow chart of blade cleaning machine

3.3 清洗效果

清洗后鋸片表面無油污，灰塵、雜質(zhì)，表面光潔美觀無水汽水印，達到焊接前的清洗要求，用鋸片清洗機，清洗后的基體可直接用于焊接。

3.4 與常規(guī)清洗工藝對比

根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，以14寸鋸片基體清洗為例，對三種清洗方法的效率、耗能、成本進行對比，具體數(shù)據(jù)見表5。

表5 三種清洗方法效率、耗能、成本對比Table 5 Comparison of the cleaning efficiency, energy consumption and cost of the three types of cleaning methods

3.5 小結(jié)

鋸片基體清洗機，采用特制滾動式毛刷清洗，強力吸水棉棍脫水，高溫烘干裝置，消除工件表面水份，清洗脫水與烘干一步到位，清洗過后迅速烘干基體不易生銹，清洗液可循環(huán)使用，效率高，省人工。

4 三種清洗工藝的清洗效果與清洗后焊接強度檢驗效果對比

選擇基體 14寸、外徑336mm、中孔25.4mm、基體厚度2.5mm，三種清洗工藝的清洗效果與清洗后焊接強度檢驗效果對比見表6。

通過表6可知，三種清洗方法的清洗效果都能夠滿足生產(chǎn)要求。

表6 三種清洗工藝的清洗效果與清洗后焊接強度檢驗效果對比Table 6 Comparison of the cleaning effect of the three types of cleaning process and the test result of welding strength after cleaning

5 結(jié) 論

通過對三種金剛石鋸片基體清洗工藝分析和性能對比，可知鋸片自動清洗機清洗工藝、工序少，效率高，清洗、烘干、防銹，一次完成。清洗液不僅環(huán)保，還可以循環(huán)使用。與其它兩種工藝相比，性能更突出。綜合考慮效率與成本，自動清洗機能夠滿足大批量訂單生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，成本低，符合企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營原則。根據(jù)對以上三種鋸片基體清洗工藝研究，每種清洗方法都有自身的優(yōu)勢與不足，根據(jù)實際情況，選用清洗工藝，對企業(yè)和實驗室選擇鋸片基體清洗工藝有一定的指導(dǎo)意義。

[1] 呂智，鄭超,等.超硬材料工具設(shè)計與制造[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009:53-54.

[2] 呂智，鄭超,等.中國超硬材料制品技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展 [J]．超硬材料工程，2012(2):25-28.

[3] 劉金昌.十一五，我國超硬材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展盤點[J/OL]．中國超硬材料網(wǎng)，專題資訊，2012.

[4] 馮曉英,王麗娟,李茵,等.超聲波清洗機頻率對腔鏡手術(shù)器械清洗效果和不良影響的研究[J].泰山醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2016(7)．

Study of Cleaning Technology of Diamond Saw Matrix

MO Bin

(1.GuangxiKeyLaboratoryofSuperhardMaterials,Guilin,Guangxi,China541004; 2.GuilinTebonSuperhardMaterialCo.,Ltd,Guilin,Guangxi,China541004)

The cleaning methods of three types of cleaning technology have been introduced through the study of the cleaning technology for three kinds of diamond saw matrix. A summary of the cleaning tools, cleaning agents, cleaning effect and the cost of each method has been given and their technologies have been compared. Finally, the cleaning technology of saw blade automatic rinser has been selected due to its convenient operation, high automaticity and cleaning efficiency, low cost, energy-saving and environmental friendly feature and capability of meeting high-volume production orders.

automatic cleaning of saw blade; technology research; cleaning cost; technology comparison

2017-02-18

莫斌(1989-)，男，廣西陽朔人，本科，從事超硬材料研發(fā)工作。

莫斌.金剛石鋸片基體清洗工藝研究[J].超硬材料工程，2017，29(3)：36-39.

TQ164

A

1673-1433(2017)03-0036-04