溶解超聲波清理工藝研究

采用溶解超聲波的清理工藝清理型芯，試驗(yàn)研究不同NaOH溶液濃度、超聲波功率和型芯受熱溫度對(duì)溶解超聲波清理效率的影響。型芯受熱溫度為300℃時(shí)，不同的NaOH溶液濃度和超聲波功率對(duì)溶解超聲波清理效率的影響曲線圖。

型芯的落砂率隨著NaOH溶液濃度的增大而增加，其影響機(jī)理與溶解振動(dòng)時(shí)相同；型芯的落砂率隨著超聲波功率的增大而增大，與溶解振動(dòng)清理工藝的不同之處是：當(dāng)清理液為水時(shí)，超聲波功率的增大會(huì)小幅增加型芯的清理效率，這表明清水溶解和超聲波清理工藝仍然具有一定的清理效果。在超聲清理過程中，隨著超聲波作用時(shí)間和功率的增加，清理液的溫度有小幅提高（35℃左右）。
在溶解超聲波清理工藝中，超聲波清理的主要作用機(jī)理是超聲波在液體中的“空化效應(yīng)”。超聲“空化效應(yīng)”是超聲波在清理液中傳播時(shí)，液體中的空化核（微氣泡）在超聲波的正負(fù)聲壓周期作用下發(fā)生超聲振動(dòng)，當(dāng)聲壓（能量）達(dá)到一定值后，微氣泡迅速膨脹然后突然閉合，在微氣泡閉合的瞬間會(huì)產(chǎn)生沖擊波，使液體產(chǎn)生局部高壓和局部高溫及整體升溫，這種現(xiàn)象被稱為超聲的瞬時(shí)“空化效應(yīng)”‘。高壓的沖擊作用會(huì)破壞型芯的粘結(jié)橋，從而達(dá)到清理型芯之目的；此外局部高溫還可以加快si0.,和NaOH的化學(xué)反應(yīng)速率，可快速清理型芯：超聲波功率增大時(shí)，聲強(qiáng)增加、空化強(qiáng)度增大，從而有利于型芯的清理。
除了超聲空化作用對(duì)型芯清洗的主要作用外，超聲振動(dòng)本身也起著一定的清理作用。超聲振動(dòng)在清洗液中引起介質(zhì)較大的振動(dòng)速度和加速度，使鑄件和型芯受到頻繁而激烈的沖擊作用。此外超聲波空化過程中也會(huì)引起其他效應(yīng)，如熱效應(yīng)（局部高溫高壓甚至整體升溫）和活化效應(yīng)（溶液中產(chǎn)生羥基自由基）等，其中活化效應(yīng)為清水超聲波清理型芯提供了化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)條件，這也驗(yàn)證了上文所述的清水溶解和超聲波清理工藝仍然具有一定清理效果。