Раствор для ультразвуковой ванны очистка ювелирных изделий

Перед нанесением гальванических покрытий на изделия проводится тщательная подготовка их поверхности. Различают два вида подготовки: механическую и химическую.

Механическая подготовка – пескоструйная обработка, шлифование, полирование, крацевание, — позволяет исправить, устранить дефекты, придать изделиям блестящий зеркальный вид. Химическая подготовка предусматривает удаление с изделий жирных загрязнений и оксидов и называется обезжириванием.

Жиры, по своей химической природе делятся на: омыляемые и неомыляемые, практически нерастворимы в воде и для их удаления с поверхности металла применяются различные способы в зависимости от природы жиров. Минеральные масла, консистентные смазки, полировальные пасты удаляются промывкой изделий в органических растворителях.

Такая промывка связана с применением токсичных продуктов: это керосин, бензин, толуол, трихлорэтилен, спирт этиловый, и, поэтому менее экономична. Она применяется для удаления с поверхности деталей толстого слоя минеральных жиров, промывки деталей больших размеров или сложной конфигурации. После испарения органического растворителя на поверхности выгруженного изделия всегда остается очень тонкая, незаметная для глаза, жировая пленка, достаточная для того, чтобы воспрепятствовать осаждению покрытия. Поэтому промывка в органических растворах является первым этапом обезжиривания, а затем в щелочных.

Чистка золота в ультразвуковой ванне

Обезжиривание в щелочных растворах подразделяют химическое и электрохимическое. В состав щелочных обезжиривающих растворов входят едкая щелочь, фосфаты, силикаты, кальцинированная сода. Минеральные жиры не разрушаются в щелочных растворах, но образуют под их воздействием водные эмульсии, что облегчает дальнейшее удаление с поверхности металла.

Сила сцепления жиров с поверхностью металла довольна большая. Поэтому в щелочные обезжиривающие растворы добавляют специальные добавки-эмульгаторы: жидкое стекло, стеарин, смачивающие поверхностно-активные добавки, которые понижают поверхностное натяжение на границе двух фаз.

Одним из очень важных условий, гарантирующих полное удаление с поверхности изделий омыляемых и неомыляемых жиров, является повышенная температура щелочных растворов. Мыла, получающиеся в результате обезжиривания, растворяются в горячих щелочах значительно лучше, чем в холодных. Рекомендуемая температура щелочных растворов от 60-90 0 С. Движение моющего щелочного раствора относительно поверхности деталей во много раз ускоряет моющее действие. Поэтому, перемешивание раствора, струйная его подача на детали, ультразвуковое колебание раствора следует применять как для ускорения процесса, так и для улучшения очистки.

В современном промышленном и ювелирном мире широкое применение нашли ультразвуковые моющие установки /УЗМ/. Механизм действия ультразвука основан на явлении кавитации – образования в жидкости микроскопических заполненных газом пузырьков, которые, быстро захватываясь, создают очень высокие местные давления.

Возникающие при этом гидравлические удары настолько сильны, что они срывают с поверхности металла прочно приставшие пленки жира и механические загрязнения. Особенно большое значение способность ультразвуковых колебаний проникать в узкие щели, поры, очистка которых другими методами не дает хороших результатов.

✨ Чистка серебра ультразвуком. Способ очистки золотых/серебряных украшений ✨

УЗМ более эффективна при очистке изделий из твердых материалов, и менее эффективна в работе с мягкими и пористыми материалами. Чем тверже поверхность, тем лучше она очищается. Известно, что металлы, стекло, керамика и твердые пластмассы являются хорошими проводниками звука, следовательно, они идеально подходят для ультразвуковой очистки. Так как очистка в ультразвуковом поле идет в основном за счет механических колебаний раствора, то состав рабочей жидкости имеет меньшее значение, чем при обычном химическом обезжиривании. В качестве таких жидкостей могут использоваться щелочные растворы с пониженной концентрацией компонентов или готовые порошки для работы в УЗМ.

Современный рынок предлагает на сегодняшний день УЗМ больших и малых объемов /от 0,5л до 250л/ отечественного производства: “Рэлтек” российская электротехническая компания г. Екатеринбург, фирма ” Трима”, “Сапфир”, и др. Из зарубежных фирм особенно хорошо зарекомендовала себя итальянская фирма “CEIA”, “Estmon” Испания, “Finnsonic “Финляндия.

Ультразвуковая очистка ювелирных изделий может быть применена после штамповки (для удаления остатков машинного масла), после шлифования, полирования, глянцевания ( для очистки от шлифовально-полировальных паст), а также после литья в некоторых случаях (для удаления остаточного налета формовочной смеси) и состоит из следующих операций: приготовление щелочного раствора, загрузка изделий в ванну, предварительная очистка, промывка в воде, окончательная очистка, окончательная промывка в воде, сушка на воздухе.

Электрохимическое обезжиривание применяют после полировки, предварительной химической или механической очистки и после монтажа изделий на подвески для удаления последних остатков жировых загрязнений перед декапированием или перед покрытием. Благодаря быстроте процесса и высокому качеству очистки, электролитическое обезжиривание является наиболее целесообразным видом обезжиривания для всех изделий.

Очистка изделий при электрохимическом обезжиривании происходит в процессе электролиза – пропускания постоянного тока через электролит, когда сами изделия играют роль катода или анода. В первом случае на поверхности обезжириваемых деталей бурно выделяются пузырьки водорода, во втором – кислорода.

При этом они в течение первых же секунд разрывают и удаляют пленку жировых загрязнений. Роль щелочного раствора является вспомогательной и заключается в образовании эмульсии с частицами масла, а также омылении жиров животного и растительного происхождения. В отличие от химического обезжиривания в крепких растворах щелочей скорость электрообезжиривания почти не зависит от температуры и концентрации электролита и определяется плотностью тока. В качестве электродов завешивают листы никелированного железа или нержавеющей стали. Переключение на анод имеет своей целью дополнительную очистку кислородом и частичное устранение вредного воздействия водорода.

Для получения хороших результатов обезжиривания необходимо соблюдение следующих правил:

не допускается длительная передержка процесса, так как это приводит к насыщению изделий водородом, т.е. к созданию водородной хрупкости и потемнению поверхности;

тонкостенные стальные каленые детали до 1 мм, пружины всех видов следует обезжиривать лишь на аноде для устранения насыщения водорода;

детали из меди и ее сплавов, а также из драгоценных сплавов обезжиривают только на катоде, так как на анодном процессе они оксидируются и чернеют;

перед обезжириванием с подвесок должны быть стравлены гальванические покрытия / цинк, олово /, загрязняющие электролит при их растворении;

с поверхности электролита должна удаляться пена жиров и масел в процессе работы или загрязненный раствор должен заменяться новым.

После окончания вышеописанных операций обезжиривания изделия промывают последовательно в горячей /50-70 град./ и холодной, дистиллированной для драгметаллов, воде. Наиболее простые и распространенные составы и режимы для химического и электрохимического обезжиривания перед нанесением драгметаллов приведены в таблице.

Источник: echemistry.ru

Ультразвуковая ванна. Часть 2

Теперь подаем питание и видим что таймер сразу рисует нули, и тем самым переходит в режим боевой готовности. Поворот ручки энкодера запускает ванну на заданный интервал времени. Мелкий левый переменный резистор осуществляет грубую настройку частоты резонанса о котором можно судить по потреблению тока на амперметре. В моем случае шкала равна трем амперам.

Большой правый резистор дает более точную подстройку частоты. Важно следить чтобы ток не превышал больше трех ампер, иначе блок питания пойдет в разнос, по крайней мере мой.

Настало время водных процедур. Нальем воды примерно на одну четверть от всего объема. Регулируем частоту до момента пока не начнут образовываться забавные структуры из кавитационных пузырьков, называемые в народе паутинками. Эти подвижные молочные сгустки из которых вьются «щупальца», напоминают стримеры электрических разрядов в плотных средах. Хотя природа их конечно другая.

Попробуем опустить кусок фольги. Такой способ используют для объективной оценки силы кавитации образованной в ультразвуковых средах. Она разрушает оксидную пленку на поверхности фольги.

Доливаем в гастроемкость остатки воды и у нас получается ровно литр. Крутим ручку и находим резонанс. Видно что области кавитации распределены неоднородно, они гуляют в такт с бултыханием поверхности воды. Жизнь маленьких пузырьков сложна и удивительна. Они колеблются, растут, достигают критического размера и затем схлопываются.

При схлопывании пузырька внутри него образуется сходящаяся ударная волна. В результате в жидкости образуются локальные участки с очень высоким давлением и температурами (до 10 тысяч градусов). Именно из-за таких кавитационных пузырьков даже обыкновенная вода становится химически активной. Вот такая разрушительная сила таится вокруг нас.

Вернёмся к резонансу. С малым количеством воды максимум что происходит так это фигуры Хладни, которые зависят от частоты. Дольем немного жидкости и резонанс уйдет, зато если найти резонанс снова эффект работы уже будет похож на увлажнитель воздуха. Если налить много воды, то получим курган на поверхности. В общем уровень жидкости нужно подбирать экспериментально.

Даже наблюдал режимы, когда жидкость сама испарялась из корпуса гастроемкости, который казался скользким как лед если трогать его пальцами. Кусок фольги прекрасно демонстрирует эффект вибрационного скольжения по дну ванны. Чем-то напомнило аэрохокей в местном развлекательном парке.

Насыпим немного волшебного порошка для получения фигур Хладни образуемые скоплением мелких частиц вблизи пучностей или на узловых линиях на поверхности упругой колеблющейся пластинки. Названы рисунки в честь немецкого физика Эрнста Хладни, обнаружившего этот Эффект.

С принципом работы разобрались, теперь можно переходить к следующей части. Хомякам была поставлена задача наскрести по сусекам всякого барахла с чем они неплохо справились. Но прежде чем начать облучать ультразвуком раритетные вещи проверю эффективность чистки на своих пальцах. По ощущению похоже на акупунктуру, как будто куча иголочек одновременно колет тебя в палец.

А что за белая хрень отделилась от кожи, даже знать не хочу. Делать так точно не стоит!

Посмотрим что произойдет со ржавыми железками. Из интересных экземпляров нашлась пряжка времен древней руси, и здоровенный болт который руками фиг открутишь. Обратимся за помощью к обычному столовому уксусу, который как известно отлично справляется со всякими следами ржавчины. Наливаем его в небольшом количестве, чтобы уровень возвышался над деталями примерно на сантиметр. Короче не жалеем кислоты. Кладем на дно кусок железки, ждем пару минут, после запускаем гравицапу

Теперь о результатах. Так выглядели железки до чистки, а так после. Удивил старый гвоздь, на нем стали видны все результаты многолетнего разрушения металла.

Пряжка на удивление оказалась бодрой в плане разрушений, видимо кузнец знал толк в своем деле. Гайка без усилий начала откручиваться правда под ней еще остались следы ржавчины, но это ничего учитывая что чистка идет даже в таких труднодоступных местах.

На плашке стали читаемы все надписи, а режущая часть внутри вернула свою первоначальную молодость. Весь процесс занял ни много ни мало — два часа. Много скажете вы?! Ой да ладно!

Такой шмат железа является хорошей нагрузкой для ультразвуковой системы. Потому для нормального результата нужно время. Теперь место ржавой плашки стала ржавая вода. Так же порадовал вид пряжки, впервые за многие века она зашевелилась. Приспособлю ее к своим наручным часам.

Еще один интересный эффект обнаружился когда уксуса в ванне стало маловато. Весь объем жидкости с средины пытался куда-то испариться. Полагаю там просто область повышенного давления, которая выталкивается в область пониженного давления.

Вот еще пример, Копейка и Деньга до чистки.

А так выглядит после чистки. Мне вот интересно, реставраторы монет пользуются таким методом? В любом случае в такой вариации ультразвуковой ванны можно подобрать время и мощность чистки, для оптимального результата.

Проведем еще один эксперимент, это два медных солида Яна Казимира из средневековья.

Один экземпляр окунем в гастроемкость, а другой попробуем почистить в динатриевой соли, второе название которой Трилон Б.

Так как пошла такая жара, возьмем целую горсть монет и докинем их к первому солиду, который уже принимает лечебные ванны. Это уберет с монет всю грязь и визуально будет понятно как же действует Трилон Б. Берем чайную ложку этого замечательного порошка и разводим его в стакане с водой. Чем больше динатриевой соли тем сильней будет эффект, но не стоит сильно увлекаться, так как данная пропорция у меня оказалась ну уж слишком активной.

Закидываем горсть ранее чищенных монет на которых еще остались окислы, грязь и прочее. Через пару минут можно наблюдать как на дне пошла реакция и раствор начал приобретать зеленый цвет. Вообще более правильней будет выставить все монеты ребром, так реакция будет проходить равномерней.

На следующее утро раствор аннигилировался и превратился в голубой цвет, прям как в том коктейле который подают на пляжах Малибу. Перемещаем образец в корыто с обычной водой. Трилон Б преобразовал все окислы в коричневое болото. Теперь монета оголит свое тело в лучах кавитационных лучей.

Конечный результат. Металл на котором нет ни грязи ни солей под патиной ни самой патины, ничего нет. Монета убита. Вот пример до чистки, после чистки в воде и после чистки в трилоне. Грусть тоска печаль.

Можно попробовать вернуть вид монете старым добрым способом. Железной щеткой полируем монету до блеска.

Искусственную патину сделаем с помощью 33 процентной серной мази, купленной в аптеке через дорогу. В первые секунды после втирания видно как тело монеты темнеет. Медь вступает в реакцию.

На следующий день мягкой тканью трем монету до появления рельефа и всех букв. В любом случае такая монета более читабельна чем была. Но эти раковины на рельефе…
Короче никогда так не делайте!

В следующем опыте набрызгаем немного мыльного «Ушастого няня» в гастроемкость и нальем немного воды. Такой щелочной раствор хорошо чистит серебро и золото от всякой налипшей органической грязи. Особенно это актуально если украшения имеют сложную форму. С труднодоступными местами ванна легко справляется. Именно по этой причине миллионы людей покупают у китайцев подобные агрегаты.

Если вместо мыла налить в емкость спирто-бензиновый раствор, то можно чистить печатные платы от канифоли. Используя уайт-спирит, можно чистить кисти Айвазовского. Фирмы по ремонту принтеров подобным способом чистят забитые дюзы и сопла в картриджах, используя специальную промывочную жидкость.

Время подвести итоги. Кто-то наверняка скажет зачем мне заниматься подобной ерундой, если можно купить подобную ванну на Алиэкспресс всего за 30 баксов?! Там написано 50 Вт и все такое. Пожалуйста. На китайских колонках и лазерных указках тоже написано 50 Вт, но это вовсе не означает что все именно так.

В дешевых мойках дохлые пьезики и мощности достаточной для развития кавитации на них просто не получить, даже заменив родной генератор на более мощный.

В 2020 году мы планируем завершить промышленный вариант ультразвуковой ванны, аналогов которой на рынке мы не встречали. Она рассчитана на 100 Вт с возможностью регулировки мощности. Подогрев, сенсорное управление, дегазация и многие другие функции которые вам несомненно понравятся. За всеми актуальными новостями вы можете следить в нашем Instagram

• ультразвуковая ванна
• ultrasonic cleaner
• просто о сложном
• своими руками
• hamster time
• наука
• электроника

Источник: habr.com

Ванна ультразвуковая своими руками: схема. Жидкость для ультразвуковой ванны

На протяжении всего развития человечества регулярно появлялись те или иные изобретения, призванные упростить и улучшить жизнь людей. Технический прогресс никогда не стоит на месте, поэтому развитие научной сферы – процесс вполне естественный и закономерный.

Не так давно популярность среди потребителей приобрело такое устройство, как ультразвуковая ванна. Своими руками создать этот механизм может практически любой хозяин, важно лишь иметь в наличии определенный список материалов и четко следовать технологии изготовления. Используется это изделие в основном для того, чтобы очистить те или иные предметы, при этом в основе работы лежат не стандартные методы, а применение такого сравнительно нового явления, как ультразвук. Поэтому о том, что собой представляет ванна ультразвуковой очистки, и как она функционирует, далее и пойдет речь.

Принцип работы

Из названия этого прибора становится понятно, что лежит в основе его функционирования. Ультразвук представляет собой своеобразные колебания, частота которых превышает показатель в 18 кГц. Жидкость, которая находится в такой ванне, наполнена большим количеством пузырьков, которые под влиянием высокого давления лопаются, создавая эффект, именуемый кавитацией.

Принцип работы является следующим: внутрь резервуара с раствором погружается предмет, требующий очистки. После запуска прибора пузырьки, лопаясь, воздействуют на загрязненный механизм и удаляют с него налет. Такой способ позволяет избавиться от грязи даже в самых недоступных для ручной обработки частях изделия, не нарушая его структурной целостности.

Из чего состоит ванна ультразвуковой очистки?

Внешне этот прибор представляет собой не очень большую емкость объемом около 1 л (встречаются образцы и более крупного размера, вмещающие в себя 5, 10 и больше литров), изготовленную, как правило, из нержавеющей стали. Такого размера ванны вполне хватает для того, чтобы обработать самые разные устройства и механизмы.

В конструкцию подобного изделия входит 3 основных элемента:

1. Излучатель, основное назначение которого – преобразовывать электрические колебания, создаваемые ультразвуком, в механические, которые впоследствии передаются в жидкость ванны через ее стенки.
2. Генератор, служащий источником появления вибрации.
3. Нагревательный элемент. Его главная функция – сделать так, чтобы жидкость для ультразвуковой ванны имела постоянную температуру, равную 70°C. Стоит отметить, что иногда в конструкцию прибора такой структурный компонент может и не входить, однако его наличие однозначно способствует более качественной очистке.

Сфера применения ультразвуковых ванн

Такой метод удаления грязи является гораздо более действенным по сравнению с традиционными вариантами. Для очищения самых разных по своему назначению изделий ультразвуковая ванна активно эксплуатируется во многих сферах:

• в медицине ее использование позволяет тщательно стерилизовать хирургические и лабораторные инструменты;
• в машиностроительной сфере ванна ультразвуковая играет роль агрегата, удаляющего загрязнения с труб и иных крупных деталей уже после их полировки и шлифовки;
• широко применяются эти приборы и в ювелирном деле, когда периодически возникает необходимость очистки утративших презентабельный вид драгоценностей;
• работники типографии используют ультразвуковую ванну в первую очередь для промывки структурных частей принтеров и иных устройств, отвечающих за печать;
• очистить кремниевые и кварцевые пластины, составляющие основу электронного производства, также помогает применение этого многофункционального прибора;
• автолюбители не понаслышке знают о необходимости чистки структурных компонентов транспортного средства, таких как форсунки, фильтры, инжекторы и пр.

Главные достоинства ультразвуковых ванн

Если сравнивать такую систему с другими приборами, то нельзя не отметить ряд ее неоспоримых преимуществ, среди которых:

1. Ванна ультразвуковая – очень простое в эксплуатации изделие. Для ее функционирования требуется лишь наполнить емкость необходимым раствором, и процесс очистки можно начинать.
2. Любые загрязнения даже в самых труднодоступных частях того или иного предмета с ее помощью можно удалить без каких-либо проблем.
3. Высокие показатели производительности работы. Идеального результата очистки вещи можно достигнуть, всего лишь за 2-3 минуты подержав ее внутри ванны.
4. После окончания процедуры на поверхности изделия не появится никаких механических повреждений, так как его обработка проходит без применения каких бы то ни было агрессивных средств.

Основные критерии выбора

Для того чтобы приобретенная ультразвуковая ванна работала максимально эффективно, требуется ознакомиться с некоторыми факторами, влияющими на качество ее работы.

Как уже говорилось ранее, наличие нагревательного элемента в ее конструкции приветствуется, так как время очистки в этом случае значительно уменьшается, а положительный результат более очевиден. Однако стоит отметить, что в том случае, если жидкость для ультразвуковой ванны содержит в себе дезинфицирующий раствор, то использовать дополнительную энергию для повышения температуры нет необходимости.

Кроме того, важно сразу определиться с тем, какие предметы будут подлежать очистке, так как емкость прибора должна соответствовать объему погружаемых в него изделий.

Далее следует сказать несколько слов о том, как изготовить подобное устройство для удаления грязи с автомобильных форсунок. Именно эти части транспортного средства чаще всего требуют очистки, поэтому специфику работы и требуется описать более подробно.

Материалы для изготовления ультразвуковой ванны для форсунок

Каждый автовладелец знает, что для стабильной работы двигателя очень важно содержать все его компоненты в порядке. Когда для чистки форсунок применяется ванна ультразвуковая, можно с уверенностью говорить о безопасности эксплуатации транспортного средства. Однако такая работа, выполняемая на какой-либо станции технического обслуживания, будет стоить весьма недешево. Поэтому следует разобраться с тем, чтоб собой представляют ультразвуковые ванны для форсунок, чтобы изготовить такой прибор самостоятельно.

Но для начала следует определиться со списком материалов, требуемых для собственноручного монтажа. К ним относятся:

• Емкость, которая будет служить основой. Ей может выступать любой не слишком большой тазик.
• Стиральная машина с функцией ультразвука. Приобрести такое устройство можно практически в любом магазине бытовых принадлежностей.
• Самый простой стиральный порошок, не имеющий примесей и дополнительных свойств наподобие отбеливающего эффекта.
• Горячая вода.
• При наличии – специальный спрей для очистки форсунок. Однако вполне можно обойтись и без него.

Самостоятельное изготовление ультразвуковой ванны для форсунок

Процесс создания такого агрегата не несет в себе никакой сложности. Для начала следует взять чистый тазик и набрать в него горячей воды, в которой впоследствии нужно развести стиральный порошок примерно в той же пропорции, как и для стирки. После этого в жидкость следует погрузить форсунки, которые требуется очистить, и опустить ультразвуковую стиральную машинку. Время ее работы – около 30 минут. При этом важно помнить, что воду в тазике следует менять до тех пор, пока во время работы аппарата полностью не пропадет запах бензина.

После того как неприятный аромат больше не будет ощущаться, форсунки следует расположить непосредственно по центру устройства, что позволит ускорить процесс их очистки. 6 часов – это стандартное время, на протяжении которого должна работать ванна. Ультразвуковая обработка позволит полностью удалить грязь и остатки масла с деталей автомобиля. Кроме того, такой вариант очистки даст возможность хозяину сэкономить значительную часть финансовых средств.

Набор материалов для монтажа ультразвуковой ванны

Для того чтобы сконструировать подобное устройство собственноручно, важно правильно понимать принцип его работы, иначе сложные манипуляции не приведут ни к чему хорошему. Изучив особенности функционирования такого механизма, как ультразвуковая ванна, своими руками его можно собрать, имея в наличии следующий список материалов:

• трубка из пластмассы или стекла;
• магнит круглой формы (такую деталь вполне можно найти во многих старых динамиках);
• катушка;
• жидкость, предназначенная для ультразвуковой ванны;
• фарфоровая емкость;
• трансформатор на импульсной основе;
• насос;
• стальной каркас.

После того как все детали будут подготовлены, можно начинать сборку.

Процесс изготовления ванны ультразвуковой очистки

Как уже говорилось ранее, подобные работы должны проходить в четком соответствии с заранее заготовленным планом, чтобы конечный результат был положительным. Понять устройство самодельного прибора поможет схема ультразвуковой ванны, которая отображена ниже.

Начинается процесс монтажа с того, что катушку необходимо намотать на приготовленную пластмассовую или стеклянную трубку. На оставшийся участок стержня следует поместить магнит. Полученное устройство представляет собой не что иное, как преобразователь, именуемый магнитострикционным.

Все следующие действия должны проходить по следующему алгоритму:

1. В каркасе из стали следует установить фарфоровый сосуд.
2. После этого днище этой детали следует оборудовать отверстием, куда и должен быть помещен уже изготовленный преобразователь.
3. Затем в конструкции сосуда требуется соорудить патрубки. Эти элементы предназначены для того, чтобы сквозь них жидкость поступала внутрь и впоследствии сливалась. В том случае, если планируется конструировать ванну большого размера, нелишним будет позаботиться о монтаже насоса, ускоряющего подачу раствора.
4. По окончании монтажа устанавливается импульсивный трансформатор, основная функция которого – повышение напряжения. Для этих целей подойдет любой механизм подобного рода, взятый из телевизора или компьютера.

Завершается работа проверкой функционирования ультразвуковой ванны. Если процесс сборки был выполнен правильно, то эксплуатация такого прибора позволит сэкономить значительную часть бюджета и даст возможность тщательно и качественно очистить все необходимые детали.

Источник: fb.ru