فرایند های تمیز کاری مورد استفاده برای  از بین بردن مواد زائد و آلاینده ها متنوع است و اثربخشی آنها بستگی به الزامات  کاربردی خاص دارد. این مقاله خصوصیات اساسی پرکاربردترین فرآیند های تمیزکاری سطح را توصیف می کند و رهنمودهایی را برای انتخاب فرآیند مناسب برای کاربردهای خاص ارائه می دهد.

روشهای عملیاتی ، نیازمندی های تجهیزات ، تأثیرات  متغیرها و اقدامات احتیاطی ایمنی که برای فرآیندهای تمیز کردن منفرد قابل استفاده است ، در مقاله های جداگانه ای که در این بخش از کتاب راهنما دنبال می شود ، آورده شده است. اطلاعات مرتبط اضافی در مقالات “تنظیم محیط مهندسی سطح” ، “جایگزین های چربی زدایی تبخیری” و “پاک کننده های مالشی  سازگار” در این جلد موجود است. اطلاعات مربوط به ملاحظات مربوط به تمیز کاری  فلزات خاص در بخشهای این کتاب راهنما موجود است

انتخاب فرآیند تمیزکاری

در انتخاب فرآیند تمیز کاری  فلزات ، عوامل متعددی از جمله موارد زیر  می بایست در نظر گرفته شود:

• ماهیت مواد زائدی  که باید برداشته شود
• جنس لایه ای که می بایست  تمیز شود (به عنوان مثال ، آهنی ، غیر آهنی و غیره)
• اهمیت وضعیت سطح برای استفاده نهایی از قطعه
• درجه تمیزی مورد نیاز
• قابلیت های ممکن در امکانات موجود
• تأثیرات زیست محیطی فرآیند تمیز کاری
• ملاحظات هزینه ای
• سطح کلی که بایستی  تمیز شود
• اثرات  فرآیندهای قبلی
• الزامات پیشگیری از  زنگ زدگی
• عوامل مربوط به جابجایی مواد
• نیازمندی های سطح مربوط به عملیات بعدی ، مانند پوشش تبدیلی فسفاته ، رنگ آمیزی و یا  آبکاری

تعداد بسیار کمی از این عوامل را می توان به طور دقیق که منجر به تجزیه و تحلیل ذهنی شود،  تعیین کرد ،. غالباً ، توالی های مختلفی از عملیات که با هم نتیجه نهایی مطلوب را ایجاد کنند، انتخاب می شوند. همانند اغلب  عملیات صنعتی ، تمایل به ایجاد انعطاف پذیری و تطبیق پذیری به اندازه بودجه در اختیار وابسته است. اندازه و شکل بزرگترین قطعه کار پیش بینی شده به طور کلی برای اقتباس رویه تمیزکاری ، اندازه تجهیزات و تکنیک های انتقال و جابجایی در نظر گرفته می شوند.

بدلیل تنوع موجود در مواد تمیز کننده و امکان انجام فرآیند ، انتخاب روش تمیز کاری  بستگی زیادی به درجه تمیزی مورد انتظار و عملیات بعدی مورد نیازی دارد که می بایست انجام شود. پاشش مواد سایا کمترین درجه تمیزی را ایجاد می کند. حلالها ، چربی زدایی با بخار حلال ، غوطه وری امولسیون ، غوطه وری قلیایی ،تمیزکاری  الکترولیتی قلیایی و در نهایت تمیزکاری اولتراسونیک هر یک به تدریج یک سطح تمیزتر تولید می کند. علاوه بر این روشهای متداول ، روشهای بسیار قابل توجه و با تکنولوژی بالا در زمینه الکترونیک وصنایع هوا فضا برای تولید سطوح بسیار تمیزو بالاتر از نیازهای مورد نظر در صنایع مختلف  ایجاد شده است.

محیط تمیزکاری

   درک کامل مکانیسم تمیزکاری  برای فرآیندهای منحصر بفرد، راهنمای مناسبی برای کمک به  انتخاب روش درست تمیزکاری است.

تمیزکاری با حلال

همانطور که از نام آن مشخص است ، حل نمودن  آلاینده ها توسط یک حلال آلی است. حلالهای معمول تری کلرواتیلن، تیلن کلراید، تولوئن و بنزن هستند. حلال را می توان با جاروب کردن ، غوطه وری مخزنی ، اسپری یا جریان پر فشار ،بصورت میعان بخار استفاده کرد. چربی زدایی تبخیری  با غوطه ور نمودن قطعه کار در هاله ای از حلال تبخیر شده انجام می شود. بخار روی سطح کار خنک کننده متراکم شده و آلودگی ها را در خود حل می کند. شستشوی بعدی با حلال مایع روند تمیز کاری را کامل می کند. افزایش دما فعالیت را تسریع می کند. یک اشکالات عمده در تمیز کاری محلولی ، امکان باقی ماندن برخی از مانده ها روی سطح است که غالباً اجتناب ناپذیر است.

یکی دیگر از معایب مهم  تمیز کاری با حلال ، تأثیرنامطلوب  زیست محیطی است. در عمل ، تلاش زیادی برای جایگزینی فرایندهای حلال محور با فرآیندهای سازگار با محیط زیست قابل قبول ترانجام شده است.

تمیز کاری امولسیونی

این نوع تمیزکاری به عمل فیزیکی امولسیون سازی  بستگی دارد که در آن ذرات گسسته آلودگی در محیط تمیز کننده معلق شده و از سطح قطعه کار جدا می شوند. پاک کننده های امولسیونی می توانند آب و یا محلول های حل شده با آب باشند. به عنوان مثال، امولسیون های حلال های هیدروکربن مانند نفت سفید و آب حاوی سورفاکتانت امولسیون پذیر. برای حفظ امولسیون های پایدار ، عوامل اتصال مانند اسید اولئیک اضافه می شوند.

تمیزکاری قلیایی

پایه اصلی تمیزکاری صنعتی است و معمولا از اقدامات فیزیکی و شیمیایی استفاده می شود. این پاک کننده ها حاوی ترکیبی از موادی مانند سورفاکتانت ها، عوامل جداساز ، صابون سازها ، امولسیون کننده ها و کیلاتورها و همچنین اشکال مختلف تثبیت کننده ها هستند. به جز صابون سازها ، این مواد از نظر فیزیکی فعال و بمنظور کاهش کشش سطحی استفاده شده و برای تشکیل امولسیون ها و تعلیق یا شناور سازی ذرات نامحلول عمل می کنند. به طور کلی تصور می شود که ذرات جامد موجود در سطح به صورت الکتریکی جذب سطح می شوند. در طی فرآیند تمیزکاری ، این ذرات توسط عوامل خیس کننده احاطه تا بار الکتریکی را خنثی ودر محلول  شناور می شوند.

مواد جدا شده از سطح  به طور نامحدود در محلول بصورت معلق  نگه داشته شده یا در نهایت به صورت لجن در مخزن تمیز کننده ته نشین می گردند.

تمیزکاری الکترولیتی

 اصلاح شده تميز کاری  قليايي است كه در آن جريان الكتريكي بر روي قطعه اعمال مي شود تا گازي شديد بر روي سطح کار  توليد شده تا زدودن مواد زائد را  تسهیل نماید. تمیز کاری الکتریکی می تواند به صورت آند یا کاتدی باشد. تمیزکاری آندی “تمیز کردن معکوس” ، و تمیز کردن کاتدی “تمیز کردن مستقیم” نیز نامیده می شود. انتشار گاز اکسیژن تحت تمیز کاری آندی یا گاز هیدروژن تحت تمیز کاری کاتدی به صورت حباب های ریزی از سطح کار ، جدایش و زدودن آلودگی های سطحی  را بسیار تسهیل می کند.

تمیزکاری با استفاده از مواد ساینده

  در این روش از ذرات کوچک که توسط جریان هوا یا جت آب به سمت قطعه کار رانده می شوند برای نفوذ به سطح استفاده می شود  و آلودگی های سطحی  را توسط نیروی ضربه حاصل از پرتاب ذرات  از بین می برد. طیف گسترده ای از مواد ساینده در اندازه های مختلف برای رفع نیازهای خاص در دسترس می باشد. تمیزکاری با  ساینده اغلب برای از بین بردن پوسته های  سنگین و رنگ ، به ویژه در تناژ بالا مورد استفاده قرار می گیرند. تمیز کاری با استفاده از  ساینده در بسیاری از مواقع  تنها روش تمیز کردن مجاز فولادهای حساس به تردی هیدروژن است. این روش تمیز کاری همچنین برای تهیه فلزاتی ، مانند فولاد ضد زنگ و تیتانیوم ، برای رنگ آمیزی سطوح بمنظور چسبندگی خوب پوشش مورد استفاده قرار می گیرد.

تمیزکاری با  اسید

 معمولا این فرآیند به  همراه مراحل دیگرتمیزکاری  مورد استفاده قرار می گیرد. اسیدها توانایی حل اکسیدها را دارند که معمولاً در محلولهای دیگر محلول نیستند. از اسیدهای معدنی مانند اسیدهای کلریدریک ، سولفوریک و نیتریک برای اغلب تمیز کاری اسیدی استفاده می شود لیکن اسیدهای آلی مانند اسیدهای سیتریک ، اگزالیک ، استیک ، تارتار و گلوکونیک به دلیل خاصیت چلیتینگ ، در پاک سازی اسیدها جایگاه مهمی دارند .

اسید فسفریک غالباً جهت اچ نمودن  فلزات غیر آهنی (مانند مس ، برنج ، آلومینیوم و روی) برای افزایش چسبندگی رنگ استفاده می شود. یک محلول فسفاته کننده آهن حاوی مواد شوینده اغلب برای این نوع روش تمیز کاری و اچینگ ایده آل است.

تمیز کاری حمام نمک مذاب

  برای از بین بردن بسیاری از مواد زائد ، به ویژه رنگ ها و پوسته های ضخیم ، بسیار موثر است. با این حال ، دمای عملیاتی بسیار بالا و هزینه های بالای تجهیزات ومواد مصرفی، استفاده از این روش را محدود نموده است.

تمیزکاری التراسونیکی

 در این نوع تمیزکاری از امواج صوتی عبور داده شده با فرکانس بسیار بالا از طریق مایع تمیز کننده ، که می تواند حلالهای قلیایی ، اسیدی یا حتی آلی باشد.استفاده می شود. عبور امواج فراصوت از محیط مایع حباب های گازی ریز ایجاد می کند ،که باعث شستشوی شدید قطعات کار می گردد. اگرچه سازوکار این عمل کاملاً مشخص نیست، لیکن باعث تمیزکاری بسیار کارآمد  می شود. این روش برای قطعاتی که  که دارای آلودگی کم  و همچنین دارای شکل، سطح و حفره های پیچیده بوده و به راحتی با اسپری یا تکنیک های غوطه وری قابل تمیز کاری نیستند ، ایده آل است. عیب اساسی فرآیندهای تمیزکاری اولتراسونیک هزینه بالای منابع تغذیه و مبدلهای سیستم است. بنابراین ، تنها  در زمان هایی دقیق ترین و بهترین  نوع تمیزکاری نیاز است از این روش استفاده می شود.

ملاحظات 

انتخاب یک فرآیند تمیزکاری بایستی بر اساس زیرلایه ای که تمیز می شود و همچنین مواد زائدی که بایستی زدوده شود  انجام شود. فلزاتی مانند آلومینیوم و منیزیم به دلیل حساسیت در برابر حمله توسط مواد شیمیایی نیاز به توجه ویژه ای دارند. آلومینیوم به سرعت توسط قلیاها و اسیدها حل می شود. منیزیم در برابر محلولهای قلیایی با مقادیر PH تا 11 مقاوم است، اما در معرض  بسیاری از اسیدها بسیار آسیب پذیر است. مس تنها با مواد قلیایی رنگ آمیزی می شود ، در عین حال به شدت توسط اسیدهای اکسید کننده (مانند اسید نیتریک) مورد حمله قرار می گیرد و در مقابل سایر اسید ها کمی آسیب پذیرمی باشند. روی و کادمیوم هم توسط اسیدها و هم توسط مواد قلیایی مورد حمله قرار می گیرند. فولادها در برابر مواد قلیایی بسیار مقاوم بوده و توسط کلیه مواد اسیدی مورد حمله قرار می گیرند. فولادهای مقاوم در برابر خوردگی که به عنوان فولادهای ضد زنگ شناخته می شوند ، مقاومت بالایی در برابر اسیدها و قلیاها دارند ،لیکن درجه مقاومت آنها  به میزان عناصر آلیاژی آنها بستگی دارد. تیتانیوم و زیرکونیوم به دلیل مقاومت شیمیایی بسیار عالی معمولاً مورد استفاده قرار گرفته اند. این دو فلز در برابر مواد قلیایی و اسیدها به استثنای فلوریدهای اسیدی که به سرعت و به شدت به آنها حمله می کنند، بسیار مقاوم هستند.