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摘要：金属表面清洗的目的就是要将金属表面的污物清除，使其达到一定的清洁度。清除得愈彻底愈好。但由于表面的污物种类繁多，而且这些污物的物理、化学性质各异，差别很大。在清洗方法方面可供适用的也很多。要得到快速有效的清洗方法，必须综合考虑各种因素，才能作出切合实际的考虑与决定。因为每种方法的原理中，都有着破坏污物并能从表面将污物清除的特定方法。
一、金属表面清洗质量的影响因素
金属表面清洗的目的就是要将金属表面的污物清除，使其达到一定的清洁度。清除得愈彻底愈好。但由于表面的污物种类繁多，而且这些污物的物理、化学性质各异，差别很大。在清洗方法方面可供适用的也很多。要得到快速有效的清洗方法，必须综合考虑各种因素，才能作出切合实际的考虑与决定。因为每种方法的原理中，都有着破坏污物并能从表面将污物清除的特定方法。
表面清洗与破坏污物(即克服污物的内聚力)和清除表面污物(即克服污物对表面的附着力)的能量消耗密切相关。表面清洗所要做的总功如果用P0表示，那么它是由清洗介质本身的理化活性所做的功Pc。和介质对污物及其表面结合的破坏的机械作用相关的功Pm所组成，即是二者之和，P0 = Pc + Pm。从式中可看到，若清洗介质的理化性能愈活泼，即Pc愈大。由于所耗的总功P0是固定的，因此，所需的机械功就小，例如用活泼性很强的溶剂脱脂时，有机溶剂的理化性能很活泼，能把金属零件表面的油污吸除，而无需再加强化的方法(如增加流动性，提高压力或加超声场等)时，Pm≈0，P0≈Pc。这是一种理论上的假设。事实上每种表面清洗要保证质量，都会同时存在上述的两种能量的消耗。因为保证清洗质量和提高清洗效率是由高效可行的操作工艺和经济上的合理性所决定的。Pc是由清洗介质的活泼性决定的，它与清洗介质的类别(如有机溶剂合成洗涤剂溶液，溶化乳化剂，表面活性剂等)及本身的浓度、温度有关。就清洗效果比较，各种清洗溶剂介质之间差别很大，据估计在10～15倍之间;无论何种介质，温度每提高10～15℃，清洗速度可能提高1.5～2倍。Pm则由清洗过程的机械强化如射流喷射、搅拌、机械振动和超声波振动等所加的外力有关。据说各种机械激活的方法对清洗速度的提高有1～24倍之差。因此，正确选择溶剂介质、浓度、温度及适当增加强化清洗过程的方法(如振动，超声)可以使清洗速度加快并高达数十倍。
由此可见，影响金属表面清洗的速度和质量的因素很多，情况很复杂，但归纳起来主要有下列几点。
1. 金属表面的清洗速度与金属本身的材料种类有关。如不同的金属材料有不同的金属组织结构及表面活性。不同材料的组织对污物的附着力不同，需采用不同的方法。如黑金属与有金属，有金属中的铝和铜等有很大的差别。
2. 与金属表面的状态有关。光滑的表面要比粗糙的表面容易清洗，因为粗糙不平的表面容易藏污纳垢，而且不容易除去，需要进行强化，施加振动场、超声场等。消耗的机械功要比光滑表面的大。此外，外形简单的平坦表面要比外形复杂、弯曲、凹凸度大的表面容易清除。理由和上述是相似的。
3. 与污物的类别和性质有关。如油污、锈、漆膜等，它们的化学成分、内聚力和流变特性，都对金属表面的豁着力有很大的差别。同属油污和漆膜，由于它们的组成和性质不同，在采用清除防范上也有很大的不同。
4. 与表面的污物数量、浓度或厚度等有关，要考虑表面原有的污物、表面清洗后允许的污物
量、表面上污物的分布状况等。因为清洗速度是由单位时间内从表面清除掉污物数量而决定的。清洗速度在清洗过程中不断变化，并随着表面污物的减少而降低。一般来说，平均90%-95%的污物是在整个清洗过程中的前一半时间清除的，剩下的污物清除要占后一半的清除时间，愈到最后愈难清除干净。
5. 清洗的溶液介质有关，清洗介质的种类、成分、浓度和温度等都对清洗有很大影响。例如，不同的有机溶剂对油脂的清洗作用有很大的不同，不同成分和浓度组成的化学溶液对油污和锈迹的清洗效果有很大的差别。一般来说，溶液的浓度愈大、温度愈高，清洗的效果愈好。
6. 与外加的机械物理作用有关，增加外力作用可以提高表面清洗的速度或强化清洗过程。例如，提高溶液介质的压力可以增加溶液的渗透能力使污物脱离表面;增加搅拌或溶液的流动性，可加速污物的脱落速度；增加振动或超声场，可以使污物更松动、更快溶入到溶液介质中带出，大大提高清洗速度和清洗效率。
由此可见，在金属表面清洗中，除了选择有效的溶液清洗介质外，还要根据表面清洁度的要求，进一步采取一些必要的措施才能获得快速、高效、质优的清洗效果。
二、金属表面清洗方法的选择
金属表面清洗要达到高质量、高效率、低成本，是有很高的难度的，因为它牵扯的问题很多，很复杂，最主要的有洗涤剂的效能和价格问题，清洗过程所消耗的各种能量，施工设备的复杂性和可靠因素，劳动生产力效率与成本，以及环境保护、废物处理及安全生产施工等诸多的问题。由于可供考虑选择的表面清洗工艺及方法很多，在能满足生产需要、达到预处理要求的清洁度的前提下，应选择采用便宜实用的清洁方法。在选择时应从下列几个方面考虑。
1. 表面清洗剂。绝大多数的金属表面清洗都离不开清洗剂，目前使用的清洗溶液主要有下列几类。有以汽油、煤油或卤代烃为主的有机溶剂型清洗剂;有以酸、碱、盐等化学物质溶液为主进行浸泡清洗的清洗液;有以表面活性剂为主要成分的水基清洗剂;有以表面活性剂、有机溶剂为主要组分的乳化型清洗剂。这些清洗液既可以从市场购置现成的符合工艺要求的清洗液产品，也可以自行研制或配制。选择时应注意它的来源方便易购买、安全无毒或低毒、使用方法简便、循环周期长、易于回收处理、符合环保要求。
2. 清洗所用的设备尽量体积小，机械化、自动化程度高，性能可靠，易于操作，对操作人员
不易构成伤害，耐腐蚀、寿命长，效率高。
3. 施工占用场地少，对周围环境影响小。
4. 清洗工艺简单，节能、环保、安全。施工操作人员少，劳动强度不大。
5. 在达到清洗质量标准的前提下，要考虑清洗过程的成本，进行经济效益评估。
工艺过程的最好方案就是既达到清洗的质量要求，而投资和维持费用又是最低限度的施工方案和操作工艺。比较各种清洗工艺方案时，总折合费用包括固定成本费用和可变成本费用，即:
M(总)=M(固)+M〔可变)
清洗过程所需的固定折合费用，它每年的总额度是由与清洗设备有关的维持费用，安装设备的场地或厂房、车间的维持费用，工程技术人员、有关管理人员的工资，清洗过程所应分摊的劳保和安全技术部分费用等组成:
M(固) = ma + mb + mc
式中，ma——与维持清洗设备有关的固定折合费用总额;
mb——为维持安装清洗设备的场地或厂房的固定折合费用总额;
mc——工程技术人员、管理人员的工资，清洗过程应分摊的劳保与安全技术部分的年总额。
可变费用M(可变)的年总额由下列各部分组成:
M(可变) = md + me + mf + mg + mh + mi + mj + mk
md ——清洗工人工资;
me ——洗涤剂和化学材料的费用;
mf ——水费;
mg ——热能(蒸汽、燃料)等能源费用;
杨梅怎么洗才能洗干净mh ——动力电费;
mi ——压缩空气费;
mj ——排污、净化、环保等支出费用;
mk ——与清洗有关的杂项开支费用。
总之，清洗方法的选择和清洗剂类别的选择是与多种因素有关的，问题比较复杂，要全面分析污物的类型，清洗后表面清洗度的要求，洗涤剂对金属表面材料的作用。清洗所用的工具或清洗设备的结构和机械化、自动化程度，安全、卫生条件及环保要求，以及经济成本的评估都是必须考虑的主要问题。要强调的是选择某种清洗剂时，必须从实际出发，先在零件上进行试验，以寻求必要的清洗质量 ,而又最经济实用，从而确定所需的最佳工艺条件，避免盲目性和少走弯路。
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