Page 106 - 《橡塑技术与装备》2017年17期（9月橡胶版）

橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (Rubber)

效应对室温物体的总体清洗效应的贡献为 10%，对于 刨冰系统将 0.3 mm 的干冰制成雪花状，有更大的流
500℃的物体为 50%。所以，模具温度越高，清洗便 量密度，从而使清洗过程较为平和，它们通常适合薄
越快、越容易。在橡胶加工范围内，超过 200℃清洗 的硬污染物。改变干冰的类型， 3 mm 粒子（米粒大小，
模具是很普遍的。 图 1）破碎后（糖粒大小，0.3 mm，图 2）也影响机
1.4 颗粒动力学或机械效应 械效应。用刨冰系统（图 2）可提高流量密度，能够
干冰清洗的机械（动力学）效应是在环境温度和 清洗模具精密公差区域的细部。
正常加工模具温度下清洗效应的主要因素。而在正常
加工过程中，模具受热能够改善并加快干冰的清洗过
程。因机械效应是最重要的因素，故粒子速度和尺寸
是干冰清洗的重要参数。而粒子速度主要依赖于清洗
压力（非线性），但一些因素，如喷嘴类型，粒子尺寸、
形状，机器和胶管尺寸都有影响。鉴于干冰粒子硬度
大，所以它们可加速到 600~1 000 ft/s 的超音速来达
到这种力学效应。
而清洗介质的效果主要取决于其质量，形状和硬
度。干冰粒子的硬度小，故对任何比干冰硬度大的基
质都没有磨蚀作用。Rozemarijn van cler molen,lneke
joosten,Tonny Beentjis 及 Lue Megens 等人的研究表
明干冰清洗不会损伤大多数工业基材。因粒子较软，
则由专剩单个和多个膨胀反喷射产生的高速度形成颗
粒动力学效应是关键。而干冰颗粒莫氏硬度为 1.5~2.5，
相比其他形式的喷射介质较软（表 1）。
表 1 矿物质的莫氏硬度
1 滑石粉
2 石膏，高密度干冰（指甲）
3 碳酸钙 图1 3 mm 干冰粒子
4 氟化物
5 磷灰石（玻璃珠和坚果壳 5~5.5） 1.5 气体膨胀及升华效应
6 正长石、长石、光谱石（钢刀 6.5~7.5）
7 石英、紫水晶、黄水晶、玛瑙（石榴石 ~7.5） 有关干冰的一种特性是冲击后升华，无二次污染
8 黄宝石、绿宝石、翡翠、蓝晶 或喷射介质夹杂现象。Mark krieg 的研究还表明，干
9 刚玉、红宝石、蓝宝石（氧化铝 ~8.5）
10 钻石 冰清洗的升华效应是可以忽略的。当冲击时，CO 2 粒
而最有效的清洁角取决于污染层，从金属上去除 子将迅速升华，返回到天然气体状态。从固态到气态
涂层时是垂直 90° 角。大部分设备都具有调节粒子动 （升华）的相转变过程中，干冰的体积（v t ）膨胀为固
力学效应的功能 ：调节清洁距离、喷射角度（喷嘴与 体体积 800 倍左右，并将基材内部的污染物冲出来（图
工作表面）、喷射压力、干冰注入速率，粉碎喷嘴能降 3）。
低喷射冲击性。粉碎喷嘴是减小清洗干冰粒子尺寸， 1.6 可持久发展 ：清洁、绿色的精益工艺
进行轻柔清洗的普通方法。3 mm 粒子常常可以减小 采用干冰清洗是具有可持续性的工艺，其使用回
到 0.6 mm，0.3 mm 的刨冰系统能使干冰破裂成雪花 收 CO 2 这种存在于自然环境中的材料，对环境不但无
状。在模压件上喷漆或涂复之前，进行表面处理时通 危害，而且无二次污染。
常用粉碎方法。 而对模具清洗是生产高质量产品的关键因素。干
至于对特定应用领域选取合适的粒径有工艺上的 冰清洗可达到极好的清洁效果，并可提高产品质量。
优点。粒子尺寸在 3~0.6 mm 范围时，因它们质量大， 其使用含 CO 2 饮料中相同食品级的 CO 2 ，是干态过程，
故更有冲击力。它们一般更适合厚或易碎的污染物。 无二次污染。相比之下，采用传统清洗方法时溶剂会

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