再制造零件表面积碳的熔盐清洗研究及工艺优化

发布时间：2017-08-19 01:01

  本文关键词：再制造零件表面积碳的熔盐清洗研究及工艺优化

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【摘要】：在再制造工程中,再制造清洗工程是后续的再制造毛坯检测与再制造零件修复的关键因素。熔盐具有粘度较低,流动性较好,化学稳定性强的特点,盐浴清洗可综合应用于各种有机污染物的去除,如积碳、油污、防松胶并且不受工件外形及孔洞的限制,高效的清洗可以将单工序的时间控制在3-10min之内。熔盐具有自洁净功能,清洗池中的污物可自行分解,重复使用,而且废弃的熔盐呈块状,废渣易于处理。面对熔盐清洗的诸多优势,国外已经开发了相应的设备及配套的工艺参数。但是国内对于此方面的研究还很少。本文研究了积碳的形成及吸附过程,然后探究了配方、温度、时间对于熔盐去污能力及清洗效果的影响,根据以上分析,优化了熔盐成分及比例,为熔盐清洗的工业应用提供了依据。本文首先观测了积碳的微观形貌和组成成分,探究了积碳的形成与吸附过程,通过实验验证了积碳的形成机制。使用SEM、红外-拉曼光谱等方法对积碳的化学成分及微观形貌做了分析,得到了积碳的微观结构；分析了积碳的生成反应与黏附过程；探讨了不同的作用力对积碳形成的贡献,解释了积碳形成的原因；结合高温熔盐清洗技术进行了积碳的分层清洗,验证了积碳形成的机制。然后,通过去除率实验和清洗效果实验从熔盐的配方、工作温度、清洗时间三个变量角度探究熔盐清洗影响规律。本文使用了正交试验设计研究了各影响因素对于熔盐的去污能力与清洗效果的影响。温度在270-330℃时去污能力和清洗效果急剧提高,到330-360℃之后,虽然去污能力也在提高,但是表面清洗质量有所下降；随着KN03含量的提高,去污能力和清洗效果在逐渐降低。在保证表面不被损伤的前提下,熔盐清洗的时间越长,零件表面清洗效果越好。根据得出的结论分析了各因素如何对清洗效果产生影响,并且对于熔盐的清洗规律从不同的角度进行了阐述。最后,通过混料实验改进现有配方,并与现用的清洗方式作对比,表现出优异的清洗效果。原有配方的最优工作温度高于NaNO2的分解点,工作时会产生大量的有毒气体。借鉴太阳能储热介质的研究,提出新型的熔盐配方。通过DSC-DT技术研究新的配方的热物性,在250-300℃时,新熔盐配方处于很稳定的状态。基于混料实验设计,对新的熔盐配方中的成分百分比进行预测。确定硝酸钾的含量为10%,亚硝酸钠的含量为55%,硝酸钠的含量为35%,清洗温度为290℃时,为最佳的工艺参数。并且与之前的熔盐配方、煤油清洗、水基油污清洗剂清洗对比,在新配方的稳定区间内,新的工艺对于去除气门、螺栓、挺柱上的污染物有着良好的表现。
【关键词】：再制造 积碳 盐浴清洗 去污过程
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 研究背景13-19
• 1.1.1 再制造清洗13-15
• 1.1.2 熔盐清洗优势15-16
• 1.1.3 盐浴清洗的发展16-17
• 1.1.4 熔盐清洗的现状17-19
• 1.2 课题的提出与研究的意义19
• 1.3 课题来源19
• 1.4 研究内容19-21
• 第2章 积碳形成过程研究21-33
• 2.1 积碳性质分析22-26
• 2.1.1 化学成分分析22
• 2.1.2 红外光谱分析22-24
• 2.1.3 微观形貌分析24-26
• 2.2 积碳的形成过程分析26-28
• 2.2.1 积碳形成的化学反应26
• 2.2.2 积碳黏附机制研究26-28
• 2.3 积碳形成过程验证28-32
• 2.3.1 实验设计28-29
• 2.3.2 实验现象与分析29-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 熔盐清洗工艺及影响规律研究33-49
• 3.1 熔盐清洗工艺及设备33-36
• 3.1.1 熔盐清洗工艺33-34
• 3.1.2 熔盐清洗设备34-36
• 3.2 清洗对象36
• 3.3 实验方法及设计36-38
• 3.4 实验结果38-42
• 3.4.1 去污能力实验38-39
• 3.4.2 清洗效果实验39-42
• 3.5 熔盐清洗实验分析42-44
• 3.6 熔盐清洗机理44-46
• 3.6.1 热膨胀作用45
• 3.6.2 化学作用45
• 3.6.3 表面张力的作用45
• 3.6.4 综合作用45-46
• 3.7 本章小结46-49
• 第4章 多元熔盐配方优化研究49-65
• 4.1 目前熔盐配方的不足49
• 4.2 配方优化的理论依据49-52
• 4.3 多元熔盐的配方优化52-63
• 4.3.1 实验对象52
• 4.3.2 试验方法与设计52-54
• 4.3.3 实验步骤与现象54
• 4.3.4 实验结果分析54-58
• 4.3.5 清洗效果对比实验58-63
• 4.4 熔盐清洗其他应用63-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 结论与展望65-67
• 5.1 总结65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间发表论文和参与的科研项目71-73
• 致谢73-74
• 学位论文评阅及答辩情况表74

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