一種高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法。該方法首先采用普通清洗方法以去除元件表面的大粒徑和大面積污染物，其后經(jīng)脫水處理，再將元件浸泡于清洗劑溶液中浸潤(rùn)，經(jīng)脫水處理后再去除表面氧化物；利用清洗劑溶液進(jìn)行二次浸潤(rùn)，最后對(duì)元件進(jìn)行超聲波或高壓噴淋精密清洗。本發(fā)明的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，適用于高功率激光裝置中不同尺寸的不銹鋼元件的清潔，污染物去除效果好，不銹鋼元件的表面潔凈度等級(jí)高，具有可靠、經(jīng)濟(jì)、高效優(yōu)點(diǎn)，清洗后不銹鋼元件的表面潔凈度等級(jí)優(yōu)于BJD 100級(jí)?A/10A。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于激光工程領(lǐng)域，具體涉及一種高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率激光在許多高新技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，但是隨著高功率激光技術(shù)的不斷發(fā)展，光學(xué)系統(tǒng)各個(gè)單元器件所要求承受的功率密度越來(lái)越高。光學(xué)元件表面的污染物在高功率激光束的輻照下，會(huì)嚴(yán)重地降低光學(xué)元件的抗損傷能力。高功率激光裝置中的光學(xué)元件都安裝在機(jī)械元件之上，機(jī)械元件的潔凈度直接關(guān)系到光學(xué)元件的表面潔凈度，因此，保障機(jī)械元件的潔凈度十分必要。而目前尚無(wú)成熟的、系統(tǒng)的超高潔凈機(jī)械元件表面處理方法。高功率激光裝置的機(jī)械元件中，不銹鋼元件占有很大的比例。在微電子、航空航天等領(lǐng)域有一些處理方法，但所涉及機(jī)械元件的規(guī)模、材質(zhì)和用途均與高功率激光領(lǐng)域有較大區(qū)別，因而不能直接引用。同時(shí)，由于高功率激光裝置不同機(jī)械元件的表面潔凈度等級(jí)要求不盡相同，因此一般的處理方式很難可靠、高效和經(jīng)濟(jì)地達(dá)到處理要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法。
[0004]本發(fā)明的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，其特點(diǎn)是，包括以下步驟:
al.用清水沖洗不銹鋼元件表面；
a2.使用高壓氮?dú)獯祾卟讳P鋼元件，再使用長(zhǎng)纖維毛巾擦拭不銹鋼元件表面水漬； a3.將不銹鋼元件浸泡于清潔劑溶液中，使不銹鋼元件充分浸潤(rùn)； a4.使用高壓清水噴淋漂洗不銹鋼元件；
a5.將不銹鋼元件浸泡于酸性溶液中，去除不銹鋼元件表面的氧化物； a6.使用高壓清水噴淋漂洗不銹鋼元件； a7.將不銹鋼元件整體沒(méi)入清洗劑溶液中，并進(jìn)行超聲波清洗； a8.使用高壓清水噴淋漂洗不銹鋼元件；
a9.使用高壓氮?dú)獯祾卟讳P鋼元件，再利用長(zhǎng)纖維毛巾擦拭掉不銹鋼元件表面水漬；
al0.將不銹鋼元件整體沒(méi)入清洗劑溶液中，進(jìn)行超聲波清洗；
all.使用高壓清水噴淋漂洗不銹鋼元件，并進(jìn)行超聲波清洗；
al2.使用高壓氮?dú)獯祾卟讳P鋼元件，再利用長(zhǎng)纖維毛巾擦拭掉不銹鋼元件表面水漬。
[0005]所述的步驟al、a4、a6、a8和all的清水的電阻率大于等于15ΜΩ.cm。
[0006]所述的步驟a3、a7和alO的清洗劑溶液為布魯林⑶-815溶液，濃度為65g/L，溫度為75 Γ。
[0007]所述的步驟a5的酸性溶液為50%的硝酸和3%的氫氟酸混合溶液，二者的體積比1:1，溫度為25°(:。
[0008]所述的步驟a4、a6、a8和all在高壓噴淋清洗過(guò)程中，出水壓力范圍為7MPa?15Mpa。
[0009]所述的步驟a4、a6、a8和all在高壓噴淋清洗過(guò)程中，出水口與不銹鋼元件表面距離為50mm?I OOmm ο
[0010]所述的步驟a7、al O和al I的超聲波清洗時(shí)清洗劑溶液溫度范圍為50 °C-60 °C。
[0011]所述的步驟a7、al0和all的超聲波清洗的超聲頻率范圍為28kHz?108kHz。
[0012]所述的步驟a7、al0和all的超聲波清洗的超聲功率大于等于10W/L。
[0013]本發(fā)明的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，適用于不同尺寸的高功率激光裝置中不銹鋼元件的清潔，污染物去除效果好，不銹鋼元件的表面潔凈度等級(jí)高，具有可靠、經(jīng)濟(jì)、高效優(yōu)點(diǎn)，清洗后不銹鋼元件的表面潔凈度等級(jí)優(yōu)于BJD 100級(jí)-A/1A0
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明方法。
[0015]以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化、替換和變型，因此同等的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇。
[0016]實(shí)施例1
取高功率激光裝置放大器系統(tǒng)的中燈箱模塊，中燈箱模塊在普通大氣環(huán)境下無(wú)保護(hù)放置超過(guò)72h。中燈箱模塊尺寸為729mmX126mmX2405mm，通體為304不銹鋼材質(zhì)，使用時(shí)要求表面潔凈度達(dá)到BJD 100級(jí)-A/10。
[0017]清洗步驟如下:
I.使用清水通體沖洗中燈箱模塊；
2.使用高壓氮?dú)獯祾咧袩粝淠K，著重吹掃孔、洞等易聚集液體的部位，再使用干凈的長(zhǎng)纖維毛巾擦拭掉中燈箱模塊表面水漬;配置濃度為65g/L的布魯林GD-815清洗劑溶液并加熱至75°C，將中燈箱模塊完全沒(méi)入其中15min;使用出口壓力為15MPa、流量為15L/min、溫度為60°C、電阻率為15ΜΩ.cm的高壓水射流，在距中燈箱模塊50mm?100 mm處以0.25m2/min的速度對(duì)其進(jìn)行高壓噴淋漂洗，直至模塊表面無(wú)清洗劑溶液殘留；將50%的硝酸與3%的氫氟酸按照體積比1:1混合并加熱至25°C，將中燈箱模塊完全沒(méi)入配置好的酸溶液中，直至中燈箱模塊的表面無(wú)氧化物殘留；使用出口壓力為15MPa、流量為15L/min、溫度為60 V、電阻率為15ΜΩ.cm的高壓水射流，在距中燈箱模塊50mm?100 mm處以0.25m2/min的速度對(duì)其進(jìn)行高壓噴淋漂洗，直至中燈箱模塊表面無(wú)酸性溶液殘留；布魯林GD-815清洗劑溶液加熱至60 °C后，將中燈箱模塊沒(méi)入其中并進(jìn)行超聲波清洗15min，超聲頻率為28kHz，超聲功率為10W/L;使用出口壓力為15MPa、流量為15L/min、溫度為60°C、電阻率為15ΜΩ.cm的高壓水射流，在距中燈箱模塊50mm?100 mm處以0.25m2/min的速度對(duì)其進(jìn)行高壓噴淋漂洗，直至模塊表面無(wú)布魯林GD-815清洗劑溶液殘留；使用高純氮?dú)馔w吹掃中燈箱表面，使用長(zhǎng)纖維毛巾擦拭中燈箱模塊表面。布魯林GD-815清洗劑溶液加熱至60 °C后，將中燈箱模塊沒(méi)入其中并進(jìn)行超聲波清洗15min，超聲頻率為40kHz，超聲功率為10W/L;使用15ΜΩ.cm、60°C清水噴淋清洗中燈箱模塊5min;將中燈箱模塊沒(méi)入15ΜΩ.cm、50 °C清水中進(jìn)行超聲波清洗15min，超聲頻率為40kHz，超聲功率為10W/L;使用15M Ω.cm,60°(:清水噴淋清洗中燈箱模塊5min;使用高純氮?dú)馔w吹掃中燈箱模塊表面，使用長(zhǎng)纖維毛巾擦拭中燈箱模塊表面。
[0018]利用顯微成像法和化學(xué)取樣稱量法對(duì)處理前后的中燈箱模塊進(jìn)行表面污染物含量分析。處理前，中燈箱模塊表面每0.1m2范圍內(nèi)粒徑大于500μπι的顆粒有4個(gè)、粒徑大于100μπι的顆粒有1893個(gè)、粒徑大于50μπι的顆粒有16845個(gè)、表面非揮發(fā)殘留物含有112.35mg。即清洗前表面潔凈度等級(jí)劣于BJD 500級(jí)-A。清洗后中燈箱模塊表面沒(méi)有粒徑大于500μπι和10ym的顆粒，每0.1m2范圍內(nèi)粒徑大于50μηι的顆粒有7個(gè)、粒徑大于15μηι的顆粒有134個(gè)、非揮發(fā)殘留物含有0.09mg，即清洗后中燈箱模塊表面潔凈度等級(jí)優(yōu)于BJD 100級(jí)-A/10A。
[0019]實(shí)施例2
實(shí)施例2與實(shí)施例1基本相同，差別在于高壓噴淋過(guò)程中出水口壓力為7MPa，超聲清洗過(guò)程中超聲波頻率為68kHz，功率為12W/L，清洗結(jié)果符合要求。
[0020]實(shí)施例3
實(shí)施例3與實(shí)施例1基本相同，差別在于高壓噴淋過(guò)程中出水口壓力為lOMPa，超聲清洗過(guò)程中超聲波頻率為108kHz，功率為12W/L，清洗結(jié)果符合要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，其特征在于，包括以下步驟: al.用清水沖洗不銹鋼元件表面； a2.使用高壓氮?dú)獯祾卟讳P鋼元件，再使用長(zhǎng)纖維毛巾擦拭不銹鋼元件表面水漬； a3.將不銹鋼元件浸泡于清潔劑溶液中，使不銹鋼元件充分浸潤(rùn)； a4.使用高壓清水噴淋漂洗不銹鋼元件； a5.將不銹鋼元件浸泡于酸性溶液中，去除不銹鋼元件表面的氧化物； a6.使用高壓清水噴淋漂洗不銹鋼元件； a7.將不銹鋼元件整體沒(méi)入清洗劑溶液中，并進(jìn)行超聲波清洗； a8.使用高壓清水噴淋漂洗不銹鋼元件； a9.使用高壓氮?dú)獯祾卟讳P鋼元件，再利用長(zhǎng)纖維毛巾擦拭掉不銹鋼元件表面水漬； al0.將不銹鋼元件整體沒(méi)入清洗劑溶液中，進(jìn)行超聲波清洗； all.使用高壓清水噴淋漂洗不銹鋼元件，并進(jìn)行超聲波清洗； al2.使用高壓氮?dú)獯祾卟讳P鋼元件，再利用長(zhǎng)纖維毛巾擦拭掉不銹鋼元件表面水漬。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，其特征在于，所述的步驟al、a4、a6、a8和all的清水的電阻率大于等于15ΜΩ.cm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，其特征在于，所述的步驟a3、a7和alO的清洗劑溶液為布魯林⑶-815溶液，濃度為65g/L，溫度為75Γ。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，其特征在于，所述的步驟a5的酸性溶液為50%的硝酸和3%的氫氟酸混合溶液，二者的體積比1:1，溫度為25°C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，其特征在于，所述的步驟a4、a6、a8和all在高壓噴淋清洗過(guò)程中，出水壓力范圍為7MPa?15Mpa。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，其特征在于，所述的步驟a4、a6、a8和all在高壓噴淋清洗過(guò)程中，出水口與不銹鋼元件表面距離為50mm?10mmο7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，其特征在于，所述的步驟a7、al0和all的超聲波清洗時(shí)清洗劑溶液溫度范圍為50°060°C。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，其特征在于，所述的步驟a7、al0和all的超聲波清洗的超聲頻率范圍為28kHz?108kHz。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率激光裝置的不銹鋼元件表面的潔凈處理方法，其特征在于，所述的步驟a7、al0和all的超聲波清洗的超聲功率大于等于10W/L。
【文檔編號(hào)】C23G1/08GK105921454SQ201610306612
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】苗心向, 賈寶申, 呂海兵, 劉昊, 牛龍飛, 周?chē)?guó)瑞, 鄒睿, 李可欣
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心