零件表面漆层的熔盐清洗研究及后处理设计

摘要

随着资源消耗和环境污染问题日益突出，实现制造业的绿色化和智能化成为工业转型的关键问题。再制造作为绿色制造的的典型形式，是实现制造业可持续发展的必然选择。清洗作为再制造工序中的关键环节，是再制造过程中耗时最长，能源消耗最多的部分，并决定了检测和修复的顺利进行，最终影响再制造产品的质量和效率。
　　熔盐技术是一种绿色的物理/化学复合技术，可以高效分解有机废弃物，在危险废物、医疗垃圾、含能材料等有机废物处理方面都取得了良好的应用和发展。熔盐清洗是熔盐技术应用的一个重要分支，其在再制造领域的应用有利于缓解现阶段再制造清洗技术清洗效率低、污染排放高等问题。本文研究了熔盐清洗对漆层热解特性、基体性能的影响，改进现有的熔盐清洗后处理工艺，为熔盐清洗的工业化应用提供理论支持。
　　本文首先以油漆为清洗对象，运用SEM、红外光谱等方法对漆层的理化性质进行分析，确定油漆中含N元素、重金属元素、芳香族化合物等有害物质，说明选择熔盐清洗油漆的合理性。通过热重分析发现油漆在熔盐中分解的最大失重速率温度为305℃，分解所需的活化能74.1kJ/mol，验证了熔盐对油漆分解具有催化氧化作用。通过实验对比熔盐清洗和高温分解的除漆效率，验证了熔盐清洗的高效性。
　　然后，以45钢为实验对象，研究了熔盐清洗对基体性能的影响，结果表明熔盐清洗对45钢基体的硬度、屈服强度及抗拉强度无影响，但是会增大45钢基体的表面粗糙度，该影响随着表面初始粗糙度的增大而增大。从微观层面分析基体性能变化的原因，发现熔盐清洗会对45钢基体表面造成腐蚀，腐蚀层结构疏松，成分初期以Fe的氧化物为主，而随着腐蚀程度的加深，熔盐中Na、K离子也会参与腐蚀反应。
　　最后，利用GC-MS确定废气的主要成分及含量，分析熔盐清洗油漆的化学机制，根据气体产物的物理性质，提出以冷凝回收法为主，活性炭吸附、催化燃烧为辅的废气净化方案。利用离子色谱仪、总无机碳分析仪、便携式水质分析仪确定回收盐中主要成分的含量，分析清洗前后熔盐成分变化，提出以百克盐中氢氧根的物质的量为参考指标的熔盐循环利用方案，并验证其有效性。提出以有机酸除锈剂为核心的腐蚀层去除方案，在废气处理、熔盐回收利用、腐蚀层处理的基础上设计优化熔盐清洗工艺流程。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．2 再制造清洗技术及发展趋势

1．2 国内外研究现状

1．2．1 熔盐中有机物的分解机理

1．2．2 熔盐对基体的影响

1．2．3 熔盐技术的工艺设计

1．3 课题的提出与研究的意义

1．4 课题来源

1．5 研究内容

第2章 漆层的熔盐清洗研究

2．1 油漆理化性质分析

2．1．1 微观形貌分析

2．1．2 元素分析

2．1．3 红外光谱分析

2．2 油漆热稳定性

2．2．1 实验材料与设备

2．2．2 实验方案

2．2．3 结果与讨论

2．3 熔盐除漆效果

2．4 本章小结

第3章 熔盐清洗对基体性能的影响研究

3．1 对硬度的影响

3．1．1 实验材料与设备

3．1．2 实验方案

3．1．3 实验数据及分析

3．2 对屈服强度及抗拉强度的影响

3．2．1 实验材料与设备

3．2．2 实验方案

3．2．3 实验数据及分析

3．3 对表面粗糙度的影响

3．3．1 实验材料与设备

3．3．2 实验方案

3．3．3 实验数据及分析

3．4 表面微观形貌观察

3．4．1 实验材料与设备

3．4．2 实验数据及分析

3．5 本章小结

第4章 熔盐清洗后处理工艺设计

4．1 废气处理

4．1．1 气体收集

4．1．2 气体成分及含量

4．1．3 气体处理方案及结果

4．2 废盐回收利用

4．2．1 废盐回收

4．2．2 回收盐再利用

4．2．3 回收盐清洗效果

4．3 腐蚀层处理

4．4 熔盐清洗工艺设计

4．5 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文与参研课题

致谢