将液体将液体二氧化碳闪蒸至常压,把所形成的”雪”压成冰形,即为干冰。干冰喷丸是在.4 年前开发研制成功的,用于处理用一般方法不能解决的洁净问题。但遗憾的是,由于设备投资成本太大,所以一直未被广泛应用。直到几年以前,当小型高效喷丸设备的价格趋于合理时,此项洁净技术才成功地应用于工业生产。目前,此种新洁净技术正在包括模具清理在内的不同应用领域起着重要的作用。
1、干冰喷丸系统的组成
干冰喷丸系统的组成是:干冰喷射机;空气压缩机;干冰制粒机;干冰储存器;液态EF8
储槽;用于保护工作区的二氧化碳气体监测器。
2、干冰喷射机类型
根据喷嘴的特征,喷射机有两种类型:双管型和单管型。无论何种类型,必须选用低温管道材料,以保持喷出的二氧化碳为固态(见图8)。
3、干冰喷丸的原理
象喷吹其它介质一样,喷吹的动能是首要的条件,这主要取决于空气的压力。空气的速度必须达到180-300m·.S/1,以得到大的动能。将直径2-3㎜的干冰球丸装入喷丸机的装料斗中,使用低压压缩空气将其沿着导管输送到喷丸枪中,并在喷丸枪中进一步加速,以约1/300m·.s 的速度撞击待清洁的物体物体表面受到由在约-78℃ <干冰在常压下的温度>的高动量干冰球丸碰撞所产生的热冲击,
使外层收缩、脆弱、易于裂开,同时,灰垢和待清表面间的联接力变弱,并在其联接处产生裂缝。高压气流把干冰吹入裂缝,干冰在此升华<图?>,这种升华使二氧化碳的体积膨胀了CHH 倍,迅速把表面的杂物清除。之后,由反复碰撞的球丸带走破裂、脆化的表层,无其它喷丸技术常见伴随的磨损。
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4、环保型的清理技术
此种对环境有益的技术对于除去模具上的表面涂层、油污、残渣有很大价值。由于还可避免基材的研磨损伤,因而不再需要昂贵的,细致的洁净表面处理。此外,由于干冰丸可完全升华到大气中而无残留溶剂或其它液体残渣,因而省去了喷丸介质的脱除和处理。
5、干冰热冲击对模具母体金属的影响
由于模具<处理的模具>和模具上的表面涂层、油污、残渣是两种不同的材料,具有不同的热膨胀系数,在干冰的冲击下,表面涂层、油污、残渣就会被剥离。研究证明:这种干冰的热冲击只会引起模具表面的温度下降,而不会对模具母体金属产生热应力。
为了验证这种原理,曾经有人做过一个试验。在这个试验中,热电偶被插到不同的深度(从表面到2㎜深)。连续向试样喷吹干冰30s(长于常使用时间),热电偶记录的试样不同深度的温度。当喷射干冰时,监测表面的温度下降(在5s 内,温度下降50℃),而试样其它深度则无温度下降,只是在试样的整体温度下降时,才出现平缓的温度下降。在30s后,插入深度2㎜处下降了10℃。试验曲线表明热冲击只发生在涂料或杂质与母体相交的表面。即使在冲击速度高并处于直接冲击角度的情况下,固态二氧化碳颗粒的动能效果与其它介质相比
时,其动能冲击的效果也是能接受的。这是由于固态二氧化碳颗粒相对低的硬度和冲击瞬间会转为气态的特征所致。
6、干冰消耗
使用干冰喷射系统, 干冰的消耗一般为1/(0.5-1)㎏·min。通常,1㎡的处理面积所需时间为1-5min;。干冰不同地区的价格通常1/2-20 元·㎏
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7、干冰喷丸系统的经济实用方案通常,用户至少需要一台空气压缩机(现场可能已有)和一台干冰喷射机。干冰丸的供应根据用量可采用:少量间断的使用客户可就近从当地的干冰供应站购买。对于大量连续的使用客户可让二氧化碳*气体公司供应储槽并将液体二氧化碳送至现场是比较经济的。这就可按需要生产干冰,减少了储存干冰丸的损失。