基于超声盐浴的再制造毛坯复合清洗机理与应用

During the sophisticated service process, the contaminants seriously restrain the testing and repairing of key parts and components of machines. The studies on the formation mechanism of contaminants at present are insufficient and the cleaning technologies used have many shortcomings, like secondary pollution and inefficiency. Aiming to make clear the complex formation of the contaminants, we will study the microstructure and ingredients of the contaminants and the combining mechanisms of remanufaturing components surfaces and fouling layers to reveal the formation and evolution laws of contaminants in typical working conditions. In this project, we will take advantage of ultrasonic-salt bath compound technology to clean the remanufacturing components. Heat, micro jet and corrosion influnces in the process of transient cavitation will be studied. Also it can reveal the influence of ultrasonic cavitation agitation on motlen salt and its activation effect in the process of cleaning. The parameters of ultrasonic-salt bath compound cleaning process will be optimized. The matching of the salts corresponding to the different contaminants and their physical and chemical properties will be studied. New cleaning processes and eqiupments will also be developed. At last, efficient and green cleaning method of remanufacturing components will be put forward.

机械产品表面在复杂服役过程中产生的各种污物，严重制约其在再制造过程中的检测和修复。目前对再制造污染物的形成机理研究不足，应用的再制造清洗技术缺乏针对性且存在二次污染或效率低等问题。本课题针对再制造毛坯难以清洗的污染层形成过程的复杂性，分析其污染层微观形貌与组成成分，研究零部件表层与污染层之间的结合机制，揭示典型工况条件下再制造毛坯污染层的形成及其演化规律。首次提出采用超声盐浴复合清洗方法，研究瞬态空化过程中的热效应、微射流及其腐蚀作用，揭示超声空化对熔盐本身的搅拌作用及其在清洗过程中的活化效应。优化超声盐浴复合清洗的工艺参数，研究针对不同污染层的熔盐配比及其物理化学性质，研究开发新型超声盐浴复合清洗工艺和设备，实现对再制造对象的高效、绿色清洗。

再制造过程中，再制造清洗工程是后续再制造流程（再制造毛坯检测、零件修复等）正常进行的关键影响因素。而机械产品在不同服役环境过程中会产生各种复杂难去除污物，严重制约其在再制造过程中的检测与修复，因此本项目针对再制造毛坯污物的去除进行深入研究，研究开发超声盐浴复合清洗工艺及设备，最终实现对污物的高效、绿色清洗，对再制造产业发展具有重要意义。. 本项目以产品服役后再制造毛坯污物中难以去除的积碳、油漆等为研究对象，沿“污物理化性质及形成机制-熔盐配方优化-污物去除机理-超声盐浴复合清洗声场仿真分析-复合清洗工艺及参数优化”为主要脉络进行研究。主要包括：（1）研究了再制造毛坯表面常见典型污物的形成理化性质及形成机制。分析了油污、积碳、漆层、水垢及锈垢等污物的形成成分与去除反应机制，归纳出污染物的成长机理，为研究熔盐配方关键成分提供了理论支撑；（2）研究了多元熔盐配方优化，以降低多元熔盐熔点、提高熔盐清洗力为目的，逐步改进优化对于不同污物去除的熔盐配方，对熔盐清洗技术的应用提供了依据；（3）研究了在熔盐超声清洗过程中对典型污物积碳的反应过程，分析了各因素对积碳去除影响规律，并建立了复合清洗污物去除模型；（4）研究了超声盐浴复合清洗最优参数设置，仿真研究了不同参数下声场分布规律，通过分析获得了特定模型下的最优清洗参数，为实际实验设备的开发提供了技术指导；（5）分析了熔盐超声复合清洗对不同工件的清洗效果，确定出复合清洗设备对不同类型工件的清洗工艺及最佳清洗工艺参数，对再制造产业化具有指导意义。. 发表的论文及获得的奖项、专利等主要包括：（1）发表或录用论文12篇，SCI/EI收录10篇，（2）已授权发明专利3项，实用新型专利3项。（3）本项目团队积极参与国际学术交流，并发表项目课题相关论文。（5）培养博士研究生1名，硕士研究生5名。