利用多种技术对加工金属表面污染去除效果进行实验研究 克里斯蒂亚诺·弗拉加萨（Cristiano Fragassa） 雅科波·韦特里奇尼（Jacopo Vetricini） 马蒂亚·拉蒂尼（Mattia Latini） 马蒂亚·梅林（Mattia Merlin） 卡洛·桑图利（Carlo Santulli）

《Metals》：Experimental Investigation of Surface Contamination Removal in Machined Metals Using Multi-Technique Characterization Cristiano Fragassa, Jacopo Vetricini, Mattia Latini, Mattia Merlin and Carlo Santulli

　　摘要
在机械加工过程中，表面经常会被切削液、金属碎片和残留薄膜污染，这可能会影响后续的操作（例如涂层、粘接或精密组装）。在本研究中，通过实验评估了几种清洁方法对加工金属表面的有效性。选取了一组常用的工业金属，包括不锈钢、合金钢、铝合金和黄铜，在受控条件下进行加工，并分别进行了基于溶剂的清洁、超声波清洗和水基洗涤剂处理。首先通过光学显微镜观察表面状况，重点关注加工凹槽作为污染物积累的优先位置。然后使用扫描电子显微镜（SEM）结合能量分散X射线光谱（EDS）来更准确地识别残留污染物。光学观察显示了碎片和润滑剂残留物的逐渐去除，而SEM-EDS分析则揭示了即使在表面上看起来干净的情况下也存在薄有机膜和局部富碳污染物。结果显示，所有材料的清洁效果都呈现出从基于溶剂的处理到超声波清洗再到特定水基洗涤剂处理的逐步提高的趋势。超声波清洗在去除复杂几何形状中的薄膜和污染物方面特别有效，而水基洗涤剂处理在清除较大碎片和实现整体表面清洁方面表现更佳。这些发现结合了多种材料、清洁方法和表征技术的广泛实验，强调了多尺度表征对于可靠评估清洁效率的重要性，并表明结合使用多种清洁方法可以进一步提高苛刻工业应用中的表面质量。

1. 引言
在金属加工中，表面质量不仅取决于切削参数或尺寸精度，还取决于加工结束时的表面清洁度[1]。在车削、铣削或钻孔等操作过程中，切削油、金属颗粒、磨料和其他污染物可能会残留在加工表面上。这些残留物的存在会对生产周期的后续阶段（如表面处理、粘接、涂装或质量控制）产生负面影响，并降低部件的运行性能[2]。清洁操作是工业生产过程中的关键步骤[3,4]，因为表面清洁度是ISO 8502[5,6]和ISO 12944[7,8,9]等标准中常见的评估要求。
为了去除生产过程中的残留物，如切削油和冷却液乳液、金属屑和颗粒、工具或精加工操作产生的磨料残留物以及氧化物和其他表面污染物，工业环境中已经建立了多种清洁技术[10]。其中最广泛使用的方法是基于溶剂的清洗，主要用于去除切削油和油脂[11]。这种方法使用各种溶剂，包括氯化溶剂、醇类、碳氢化合物和改性溶剂，能够有效溶解和去除有机污染物。从工业角度来看，可以通过浸渍清洗实现，即将部件浸入溶剂中并搅拌或旋转以促进污染物脱落；或者通过蒸汽脱脂，即将溶剂加热至沸腾，蒸汽在部件的冷却表面上冷凝，从而溶解任何存在的油类。尽管这些方法非常有效，但它们也有一些缺点，主要与溶剂管理和环境影响有关，这些因素近年来促使人们开发了更可持续的替代方案。
在这种情况下，使用碱性洗涤剂的水基清洗已成为机加工车间和工业生产系统中最常见的解决方案之一。该过程使用水与碱性洗涤剂和表面活性剂混合，在大约40至80°C的温度下进行，以帮助去除油类和固体颗粒。最常见的配置包括喷射清洗（高压水流冲击部件，类似于工业洗碗机的操作）、搅拌浸渍清洗，或结合喷射和浸渍阶段的系统。这项技术的主要优点是环境影响小、成本相对较低，并且易于集成到大规模生产过程中。
对于复杂几何形状，超声波清洗是一种特别有效的技术，它基于液体浴中的空化现象。通常频率在20至40 kHz之间的超声波会在液体中产生微气泡[12]。这些气泡在表面附近破裂，产生微喷射流，能够清除难以到达区域的附着污染物。这项技术特别适用于盲孔、螺纹、腔体或复杂几何形状，广泛应用于医疗、钟表制造、航空航天和电子等高精度领域[13]。
另一类工艺是喷砂技术，包括喷砂、喷丸和其他磨料处理[14]。在这些过程中，将砂子、玻璃珠、刚玉或金属颗粒等磨料材料高速喷射到部件表面。除了去除氧化物和污染物外，这些技术还能平滑表面，为后续的涂层或表面处理做好准备。然而，磨料作用会导致表面粗糙度变化，在需要保持表面几何形状或功能特性的情况下必须仔细考虑这一点。
近年来，包括等离子体或激光清洗在内的更先进的清洁技术也变得普遍[15]。这些方法基于非直接接触表面的物理过程，可以去除有机污染物并增加材料的表面能，从而提高后续涂层或粘合的附着力。这些技术主要用于航空航天、微电子和敏感材料修复等高科技领域[15]。
最后，简单的预清洁方法，如压缩空气吹扫、擦拭或喷洒溶剂，在机加工车间中仍然被广泛使用。这些程序可以快速去除金属屑和较粗的碎片，但在去除油类或附着污染物方面通常效果较差，因为颗粒的尺寸和形状使得去除过程较为困难[16]。
总体而言，根据加工材料的类型、污染物类型和应用要求，可以采用不同的清洁方法。其有效性会因金属材料特性和加工过程产生的表面形态而显著不同。在这种情况下，进行实验评估以比较不同清洁方法对加工金属表面的有效性是非常有用的。本研究旨在分析机械加工后不同金属的清洁程度，比较不同的清洁程序，并通过专门的观察和测量来评估所得到的表面状况。目的是为优化生产环境中的清洁操作提供有用的见解，从而提高加工金属表面的可靠性和质量。

2. 材料与方法
2.1 材料
本研究选择了八种金属材料，以代表工业加工中常用的不同合金系列（表1和表2）。
表1. 研究材料：规格和合金元素。改编自参考文献[17,18,19]。
表2. 研究材料：代表性性能和应用。改编自参考文献[17,18,19]。
A. AISI 303 (EN 1.4305, X8CrNiS18-9)：奥氏体铬-镍不锈钢（AU SS），添加了硫以提高可加工性。由于其良好的耐腐蚀性和优异的可加工性，广泛用于制造精密机械部件、紧固件和车削零件。
B. AISI 420 (EN 1.4021, X20Cr13)：马氏体不锈钢（MA SS），含碳量较高（HCC），适用于需要高硬度和良好机械性能的应用，同时具有中等耐腐蚀性。与奥氏体不锈钢（300系列）不同，它是铁磁性的，可以通过热处理（淬火和回火）硬化。由于其含碳量，可以提高硬度并提供良好的耐磨性和抗磨性。在退火状态下，其可加工性类似于低合金钢，但比奥氏体不锈钢更难焊接。
C. AVP (EN 11SMnPb30)：无铅易切削碳钢，专为自动车床和CNC机床的高速加工设计。其成分中添加了硫和铅，作为内部固体润滑剂，在切屑形成过程中起作用。这显著减少了工具和工件之间的摩擦，促进了短而脆的切屑形成，防止缠绕，同时保证了出色的表面光洁度。该材料具有中等机械强度，不适合进行硬化热处理或焊接。
D. 39NiCrMo3 (EN 1.6510)：含有镍、铬和钼的低合金钢，常用于承受高应力的机械部件。通常用于制造轴、齿轮和需要高强度和良好韧性的结构部件，特别是在淬火和回火处理后。
E. Ergal (Al 7075)：属于Al–Zn–Mg–Cu (7xxx)系列的高强度铝合金。“Ergal”是一个常用的商业名称。由于其高强度重量比和良好的可加工性，这种合金广泛应用于航空航天和赛车领域。
F. Anticorodal型铝合金 (EN AW-6060)：属于6xxx系列的铝合金，在工业实践中通常称为“Anticorodal”，基于Al–Mg–Si体系。由于其良好的机械强度、耐腐蚀性和可加工性，广泛用于轻量化结构部件和加工应用。
G. C40 (EN 1.0511, AISI 1040)：未合金化的中碳钢，含碳量约为0.40 wt.%。广泛用于一般工程中，用于制造轴、销和需要良好机械强度和合理可加工性的结构部件。
H. 黄铜 (EN CW614N, CuZn39Pb3)：铜-锌合金，具有优异的可加工性、良好的耐腐蚀性以及高热导率和电导率。广泛用于制造机械部件、配件和精密零件。

2.2 加工过程
样品来自不同几何形状和截面的实心棒材，直径范围为20毫米至40毫米（圆棒）和24毫米（六角棒），所有材料保持均匀的3毫米厚度（图1，表3）。
图1. 研究材料，从左至右：奥氏体不锈钢（AISI 303）；马氏体不锈钢（AISI 420）；铁素体不锈钢（AISI 430）；无铅易切削碳钢（AVP）；淬火和回火合金钢（39NiCrMo3）；高强度铝合金（Ergal）；耐腐蚀铝合金（Anticorodal）；碳钢（C40）；黄铜。
表3. 加工操作的选定参数。切割操作在TEDESCHI S.A.S.（意大利托斯卡内拉迪多扎（博洛尼亚）进行，使用THOMAS带锯（型号Super Trad 301 SO）（STHEMMA S.r.l.，维琴察，意大利），配备可控液压下降装置、带状切割刀片以及水-油乳液润滑和冷却系统（图2a）。
图2. 样品生产过程：(a) 带锯；(b) 将未加工的棒材（Ergal）定位并夹紧在带锯刀片下；(c) 带有活性冷却剂的切割阶段。切割参数根据加工材料进行了调整。对于低碳钢（AVP, C40），使用了66至75米/分钟的高带速；而对于合金钢（39NiCrMo3），为了限制过热和刀片磨损，使用了较低的速速（33–40米/分钟）。对于特别容易发生加工硬化的不锈钢（AISI 303和420），选择了更低的速速（20–30米/分钟），同时保持稳定的进给速率。对于非铁金属材料（如Anticorodal, Ergal）和黄铜，使用了较高的速速（≥75米/分钟）以避免切屑堵塞。锯齿的选择基于棒材直径，始终保持3到6个齿的齿距；对于小到中等直径（<60毫米）的部件，使用了6–10 TPI的中等齿距。
进给速率通过液压阀调节，没有固定值，而是根据切屑行为和切割稳定性进行经验性调整。一般来说，对于软材料，保持较高的连续进给速率；而对于合金钢，则更加小心以避免振动和过热。对于不锈钢，必须避免过慢的进给速率以防止表面硬化。对于铝合金，保持较高的进给速率以促进大而容易脱落的切屑形成；而对于黄铜，则确保恒定的无间断进给速率。
在所有操作过程中，始终使用浓度在5%到8%之间的水-油乳液润滑和冷却系统来改善切割条件并延长刀具寿命。

2.3 清洁处理
切割后，样品上出现了典型的机械加工残留物，特别是水-油冷却液乳液和金属颗粒。样品接受了以下清洁处理（表4和图3）：
表4. 研究的清洁方法及其主要操作特性。
图3.样品清洗：(a) 浸泡（例如，有机溶剂）；(b) 准备放入超声波清洗槽的样品；(c) 超声波清洗；(d) 处理前后的情况（无明显差异）。T0：未进行任何清洗处理：样品用压缩空气吹除碎屑和表面颗粒，并用蓝色工业纸巾擦拭。T1：使用有机溶剂清洗：样品用Loctite SF 7063（Henkel AG & Co. KGaA，德国杜塞尔多夫）进行处理，这是一种用于在结构粘合、密封或精密润滑前准备金属表面的专业溶剂。与水基清洁剂不同，它作用迅速，只需几秒钟接触即可溶解油类、油脂和切削液中的微小颗粒，这些颗粒可能会影响后续处理的化学粘附性。样品被手动浸入溶液中并搅拌约5秒。T2：超声波清洗：样品被浸入REYS S.p.A.（意大利贝尔加莫省特雷维利奥）提供的超声波清洗槽中，槽内含有75%的REYS清洗液和25%的自来水，温度维持在51°C。超声波设备以标称功率的80%运行，这是确保有效空化作用的标准操作条件。清洗时间为5分钟。T3：使用工业洗涤剂清洗：样品首先浸入含有10% GMT Genius工业洗涤剂的水溶液中。这种强碱性脱脂剂基于表面活性剂，设计用于乳化并溶解油类和油脂等有机污染物。溶液被手动搅拌约10秒以促进与样品表面的接触，过程中不使用机械力。随后样品转移到仅含水的第二个槽中冲洗10秒。T4：使用酒精清洗：样品浸入变性乙醇中，这是一种快速且经济有效的清洁方法，特别适合去除轻微污渍。与复杂的化学稀释剂不同，乙醇几乎可以立即起效，接触时间通常不超过30-60秒。样品被浸入变性乙醇中并手动搅拌10秒。T5：使用强效溶剂清洗：样品用NITRO thinner（意大利佛罗伦萨Pontassieve的Sprint Chimica Spa公司产品）进行处理，这是深度清洁和脱脂受重油、油脂、腻子或油漆残留物污染的机械零件的最常用方法。与水基产品不同，NITRO thinner作用迅速，处理过程只需将样品浸入溶液中约10秒。取出样品后，残留液会迅速蒸发，不会留下油渍。T6：使用水基脱脂剂清洗：样品用Bio-chem FT200（德国Gütersloh的Bio-Circle Surface Technology GmbH公司产品）进行处理。对于轻微污染，效果几乎立竿见影（几秒钟内）；对于重油或干燥残留物，建议延长接触时间（30-60秒）。产品未经稀释直接使用，样品在溶液中浸泡30秒。手动搅拌液体有助于加速残留物的去除。清洗后，样品被沥干并晾干。T7：使用专用脱脂剂清洗：样品用Bio-chem PROLAQ L400（德国Gütersloh的Bio-Circle Surface Technology GmbH公司产品）进行处理，这是一种专门用于去除机械零件上油漆、清漆、树脂、颜料和未固化油墨的先进溶液。按照推荐程序，产品以纯形式使用，样品浸泡5分钟（适用于新鲜污渍的情况；对于部分固化的油漆，则推荐浸泡10-15分钟）。之后用压缩空气吹扫以清除残留物（例如，被脱脂剂松动或溶解的污染物层）。这种方法除了能彻底清洁复杂几何形状的零件外，由于其不易燃的配方和低蒸汽排放，还能提供更安全的工作环境，是替代危险性更高的NITRO thinner的理想选择。

处理参数（浓度、浸泡时间等）根据所用化学品的说明书确定；若说明书缺失，则依据操作人员的经验选择。除非另有说明，所有处理均在室温（20-25°C）下进行，并遵守标准安全规程和环境法规。样品用压缩空气和蓝色工业纸巾擦拭后单独包装，以防污染和腐蚀。

2.4. 光学显微镜观察
表面状态通过反射光学显微镜（Iscope Euromex，荷兰海尔德兰省阿恩海姆Euromex Microscopen B.V.公司制造）进行观察，放大倍数为50倍或100倍，照明条件保持恒定（图4b）。分析主要针对切割过程中产生的裂纹和凹槽，因为这些部位最容易检测到碎屑和冷却液残留物。每个样品的两个表面上选取了5个不同位置进行观察（图4c），特别关注中心区域。图4显示了测试前准备和包装好的加工样品；显微镜下的样品；以及用于分析的代表性表面区域。所选放大倍数在视野范围和分辨率之间取得了平衡，能够识别表面特征内的局部污染物及其整体空间分布。尽管反射模式受表面地形和材料反射率影响，但仍能实现快速无损检测[20]。例如，图5展示了加工凹槽中嵌入的局部杂质和颗粒，这些杂质在表面上的分布并不均匀。图5通过不同放大倍数（50倍、100倍）展示了未经处理（T0）和使用有机溶剂（Loctite SF7063，代码T1）清洗后的表面情况；以及从未经处理的Ergal表面机械提取的代表性杂质（50倍）。为确保结果一致性，所有观察都在固定条件下进行，并遵循相同的检查流程，从而最小化操作者和照明配置带来的变异。特别注意区分真正的污染物和由表面粗糙度或方向性反射引起的光学伪影。

尽管采取了这些预防措施，光学显微镜仍存在一些局限性，尤其是由于金属的自然反射特性，这取决于入射光的方向。因此，区分经过不同处理的样品的表面状态并不总是容易的，有时需要对同一系列样品重复多次分析。为克服这些问题并验证初步结果，采用了电子显微镜。

2.5. 扫描电子显微镜（SEM）、背散射电子成像（BSE）和能量色散X射线光谱（EDS）分析
使用FE-SEM Sigma 300 Zeiss（德国奥伯科亨Carl Zeiss AG公司制造）扫描电子显微镜，在5-20 keV下进行高分辨率表面状态分析，并检测光学显微镜无法识别的污染物。观察过程中逐步增加放大倍数，从而能够研究整体表面形态以及由加工产生的凹槽、孔洞和不规则结构等局部特征。背散射电子（BSE）成像模式主要用于增强成分对比度，便于识别平均原子数不同的区域。低原子数区域（通常与润滑剂薄膜等有机残留物相关）与金属区域通过对比度差异区分开来。能量色散X射线光谱（EDS）用于补充形态学观察，提供选定区域的定性元素分析。通过点分析和元素映射确定残留污染物的存在和空间分布。特别关注富含碳的区域，因为它们可能是有机残留物的标志，同时也可能指示工具磨损或碎屑的存在[21]。光学显微镜、SEM成像和EDS分析的结合使用实现了多尺度和多模式的表面状态表征，有助于识别仅通过光学技术无法检测到的污染物（图6）。

3. 结果与讨论
3.1. 表面表征
光学观察结果表明，在所研究的金属基底范围内，清洗效果并不显著受材料类型的影响，这些基底的表面表现大体相似。AISI 303材料的案例代表了所有分析材料的一般趋势。以前三种处理方法（T1-T3）为例，这些方法反映了当前的清洁实践，清洁效果逐渐提升：初始状态下，表面布满碎屑和油迹，呈现粘稠均匀的外观（图7a）。使用有机溶剂（Loctite SF7063，代码T1）仅部分改善了情况，而超声波清洗（T2）在去除细小残留物和冷却液痕迹方面更为有效。使用工业洗涤剂（GMT Genius，代码T3）的效果最佳，甚至去除了最粗糙的碎片，几乎完全清除了表面杂质，使凹槽的形态变得可见。其他材料也表现出类似的趋势。如图7所示，在(a)未处理情况、(b)使用有机溶剂（Loctite SF7063，代码T1)清洗后、(c)从未经处理的Ergal表面机械提取的代表性杂质（50倍）的情况下，超声波清洗均未能完全消除氧化痕迹或顽固残留物，但相比初步处理确实有显著改善。

3.2. 污染物检测
扫描电子显微镜（SEM）能够识别光学显微镜无法检测到的污染物，如薄而分散的油膜。以Ergal材料（系列E）为例，样品表面出现了高度负电荷的有机物质斑块（图10，背景非常暗）。未经处理的样本表面出现了氧化层和斑块，这些在高倍率下（1000×至5000×）更加明显：这些污染物显然是由切割样本时使用的润滑剂残留物造成的。经过Loctite（代码T1）处理的样本中，油性液体的污渍集中在加工槽的边缘，至少部分与处理过程中使用的溶剂残留物混合在一起。经过超声波处理的样本（代码T2）表面立即变得更为干净，只有少量的污染物渗透到裂纹和表面不规则处。而经过GMT处理的样本（代码T3）在反射光学显微镜分析中显示出更高的清洁度，但其表面仍有一些可见的污渍；与超声波处理类似，这些污渍主要集中在金属的高粗糙度区域或裂纹处，有时也出现在小的表面氧化层中。在表面的孔隙和/或裂纹中还发现了来自加工工具的碎屑痕迹（图10a）。EDS（EDS-SEM）分析还发现了碳（C）残留物，这些残留物主要集中在加工槽附近（图10b）。图10显示了在1000–5000倍放大倍率下，未经处理（a）和经过不同清洁方法处理后的Ergal（E系列）的背散射电子（BSE）图像：使用有机溶剂（Loctite SF7063，代码T1）（b）、超声波（代码T2）以及工业清洁剂（GMT Genius，代码T3）后的效果。结合光学显微镜和SEM分析表明，超声波和GMT处理能够有效去除加工残留物（图11）。后者主要表现为覆盖不同大小区域的油性氧化层和薄膜。特别是高倍率SEM图像显示，超声波处理是去除这些油性氧化层的最佳方法；虽然与GMT处理的效果没有显著差异，但GMT处理仍会在较大范围内留下残留物。在特定需求下，结合这两种处理方法可以进一步提高表面清洁度（图11）。EDS（a）和SEM-EDS化学映射（b）显示了使用有机溶剂（代码E1）处理的Ergal（E系列）表面上的碳残留物分布情况。此外，与之前的SEM观察结果一致，对GMT处理后的Ergal表面进行的EDS分析（图12）证实，残留污染物主要局限于加工槽和表面不规则处。分析区域显示了与基底相关的铝元素信号，同时检测到碳残留物和其他元素的微量痕迹，表明尽管清洁效果总体良好，但局部仍存在有机污染物和加工产生的碎屑。这些结果进一步支持了这样的结论：尽管GMT处理提供了出色的整体表面清洁度，但在最复杂的表面特征中仍可能残留少量污染物（图12）。FE-SEM和EDS分析了使用GMT（代码E3）处理的Ergal（E系列）：（a）选定区域的FE-SEM显微照片用于元素分析；（b）相应区域的EDS光谱和相对元素组成。

3.3. 总体考虑
表5和表6提供了从表面清洁度分析中获得的比较结果的结构化总结，既提供了一个标准化的评估框架，也直接比较了各种清洁处理方法。表5定义了评估表面清洁度的定性标准。四级评分标准（从1到4）并不与特定处理方法相关联，而是基于视觉检查可识别的表面状况。分类基于三个关键方面：（i）可见污染物的存在（例如切屑、碎屑），（ii）薄膜（如油或润滑剂）的持久性，以及（iii）在复杂几何形状（包括凹槽、腔体和难以到达的区域）中的清洁效果。每个等级对应逐渐改善的表面状况，从而能够一致地解释所有样本中的观察特征。从这个意义上说，表5作为一个参考框架，减少了评估的主观性，并确保了不同处理方法和材料之间的可比性。表6引入了对清洁处理的比较评估，整合了两个不同但互补的信息层次。第一层包括与过程相关的描述符，即处理强度和操作难度。这些参数从能量输入、化学侵蚀性和应用复杂性等方面对每种方法进行了定性描述。虽然这些参数不是直接从实验测量中得出的，但它们代表了实施每种处理所需的资源和努力的预先估计，有助于理解结果背景。例如，涉及强溶剂或特殊化学品的处理方法通常具有较高的强度和较大的操作难度，而简单的处理方法（如压缩空气或温和溶剂）则强度较低，所需努力也较少。第二层基于使用表5中定义的相同标准进行的实验观察。这些数值反映了实际的处理后表面状况，因此代表了有效的清洁性能。通过保持相同的评估标准，可以直接比较不同方法在三个标准上的表现，并识别每种方法的优点和局限性。这两层的结合使得结果的解释更加深入。它能够识别预期性能与实际性能之间的差异，突出清洁机制的作用。例如，高度侵蚀性的化学处理方法（如T5和T7）能够有效去除污染物和薄膜，但其在复杂几何形状中的效果相对较低，表明在受限区域内的渗透或流体动力学存在局限性。相反，超声波清洁（T2）由于空化现象的贡献，在可及性方面表现出更平衡且通常更优的性能。这表明机械或物理化学机制可以起到决定性作用，有时可以弥补较低的化学侵蚀性。中等强度的处理方法（如T3和T6）在所有标准上的表现较为均匀但适中，表明它们在效果和处理强度之间取得了平衡，没有在某个特定方面表现出色。另一方面，低强度处理方法（T0、T1、T4）的清洁能力始终有限，证实简单或非专业的方法不足以实现高表面清洁度，尤其是在存在残留润滑剂和嵌入碎屑的情况下。总体而言，标准化分类系统（表5）和双层比较评估（表6）的结合使用不仅提供了方法论的稳健性，还提供了对过程特性与实际性能之间关系的深入理解。这种方法不仅能够可靠地对清洁方法进行排名，还能揭示过程特性与实际性能之间的关系。特别是，它强调了有效的表面清洁取决于化学作用、机械效应以及对复杂几何形状的可达性的结合，而不仅仅是一个主导因素。

4. 结论
分析表明，机械加工后清洁金属表面绝非简单步骤，其效果不仅取决于清洁剂的化学性质，还取决于处理过程能否接触到并去除表面不规则处捕获的污染物。具体来说，研究的主要发现如下：在所分析的材料组中，各种清洁处理的整体表现非常相似，没有明显差异仅由金属基质的性质决定。在所检验的方法中，使用水性工业清洁剂（T3）的处理方法表现出最佳的平衡效果，能够有效去除较粗大的碎屑并改善表面形态的可读性。超声波清洁（T2）因其能够处理最复杂的几何形状而脱颖而出，特别适合去除嵌入加工槽和难以到达区域的污染物。光学显微镜观察显示碎片、残留物和冷却液痕迹逐渐减少，但也指出了仅基于宏观或微观表面反射的评估的局限性。SEM-EDS分析证实，即使在表面上看起来干净的情况下，也存在薄膜和局部碳污染物，表明如果没有更深入的表征技术，实际清洁度可能会被低估。残留污染物主要集中在凹槽、孔隙和由加工产生的不连续处，表明表面地形在污染物保留中起着关键作用。简单的或快速的处理方法（如压缩空气、轻质溶剂或酒精）效果有限，当需要更彻底的技术清洁（如粘合、涂层或精密组装）时显得不够。最具侵蚀性的产品虽然具有良好的污染物去除能力，但在复杂几何形状上的效果并不总是最佳，这表明化学侵蚀性本身并不能保证良好的结果。因此，这项工作强调了多技术和多尺度方法在评估表面清洁度时的重要性，这种方法能够整合形态观察和成分信息。总体而言，最有效的策略是那些能够结合化学作用、机械去除和对复杂几何形状的可达性的方法；从这个角度来看，工业清洁剂和超声波处理的结合可能适用于要求较高的应用。这些结论适用于所采用的机械加工过程（带锯切割）产生的清洁方法和表面状况，对于不同的过程或表面状态，还需要进一步验证。