專利名稱：抗菌耐蝕的熱交換板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱交換板，具體的說本發(fā)明涉及一種熱交換板，其具有抗菌耐蝕的效果。
背景技術：
通常用于翅片管型熱交換器是將彎曲加工成細銷狀的U字形銅管(或者銅合金管)，由鋁或鋁合金板構(gòu)成的散熱片的貫通孔，將擴管工具插入銅管內(nèi)對所述銅管進行擴管，由此使銅管和鋁散熱片密接，另外，對銅管的開放端進行擴管，將彎曲加工成U字型的彎曲銅管插入該擴管開放端，用磷銅等釬料將彎曲銅管釬焊于U字型銅管的擴管開放端， 由此，通過彎曲銅管連接多個U字型銅管，制作熱交換器。為此，用于熱交換器的銅管要求導熱率、彎曲加工性以及釬焊性良好。因此，這些特性良好，且具有適當?shù)膹姸鹊拿撗蹉~被廣泛使用。目前，用于前述翅片管型熱交換器的傳熱管因為要被進行U字型彎曲加工及擴管，因此通過采用退火材或?qū)ν嘶鸩倪M行了拉拔等的輕加工的軟質(zhì)材，其面對這些加工而具有充分的變形性，且能夠以很小的力進行加工。磷脫氧銅制傳熱管的情況下，由于抗拉強度小，因此為了對應制冷劑的運轉(zhuǎn)壓力的增大，需要加厚管的壁厚。另外，在熱交換器的組裝時，銅焊部在800°C以上的溫度被加熱數(shù)秒至數(shù)十秒，因此在銅焊部及其附近與其他部分相比晶粒粗大化，由于軟化而成為強度降低的狀態(tài)，因此為了彌補因銅焊造成的強度降低， 需要進一步增厚壁厚。如此，作為傳管熱若使用磷脫氧銅，則熱交換器的質(zhì)量增大，價格上升，因此就強烈期望一種抗拉強度高，加工性優(yōu)異，具有良好的熱傳導率的傳熱管。為了使用于翅片管型熱交換器的磷脫氧銅管的壁厚即使變薄仍可耐受實用，通過對退火后的磷脫氧銅管進行拉拔加工等的塑性加工以提高其抗拉強度即可，但是由于塑性加工導致延性降低，從而不能進行彎曲加工。為了適應這樣的要求，作為0. 2%屈服點和疲勞強度優(yōu)異的銅合金管，例如提出有一種熱交換器用無接頭銅合金管，其含有Co 0. 02 0. 2質(zhì)量％、P 0. 01 0. 05質(zhì)量％、 C :1 20ppm，余量由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，雜質(zhì)的氧為50ppm以下。另外，還提出一種熱交換器用銅合金管，其具有如下組成含有Sn :0. 1 1. 0質(zhì)量％、P 0. 005 0. 1質(zhì)量％、0 0. 005質(zhì)量％以下及H :0. 0002質(zhì)量％以下，余量由Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，平均晶粒直徑為30 μ m以下。然而，雖然借助Co的磷化物帶來的析出強度而使抗拉強度提高，但是在強度上升的比例中耐壓破壞強度沒有上升。另外，由于熱交換器制作時的銅焊加熱，所述磷化物固溶，在銅焊部附近傳熱管的強度降低。因此，其用于傳熱管時，存在不太能夠減薄壁厚，從而得不到期望的效果的問題點。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術中使用的不銹鋼換熱器存在的上述目的，本發(fā)明的目的是提供一種熱交換板，具有足夠高的耐蝕性能，并且還具有抗菌的效果。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案
一種抗菌耐蝕的熱交換板，其特征在于其由以下組成的材料制成；Sn :0. 3 -1.2 wt%、 P :0. 05-0. 10 wt%, Zn :1. 2-2. 5 wt%, Al :8. 2-13. 5 wt%, Mg :0. 5 -L 2 wt%, Cr :0. 3-1. 6 wt%,余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。下面說明本發(fā)明的銅合金材料的合金成分的意義以及限定理由。Sn
在本發(fā)明的銅合金材料中，Sn具有提高抗拉強度、延伸率及耐熱性，抑制晶粒的粗大化的效果；同時還具有一定的殺菌抗菌效果。當Sn的含量超過1.2 wt%時，銅合金材料的導電、導熱率將顯著降低；當Sn的含量低于0. 30 wt%時，材料經(jīng)退火和銅焊加熱后，不能得到充分的抗拉強度及細微的晶粒直徑。在本申請的銅合金材料中，Sn的含量進一步優(yōu)選為 0. 5 -0. 9 wt% ；更優(yōu)選的其含量為0. 6 -0. 9 wt%。P
通過向銅合金材料中添加P，用于防止Sn的氧化，在本發(fā)明的合金中若P含量超過0. 10 wt%，則在熱壓出時易產(chǎn)生裂紋，應力腐蝕裂紋敏感性變高。若P含量低于0.05 wt%，則由于脫氧不足導致氧量增加，將不可避免的發(fā)生Sn的氧化，作為銅合金材料的彎曲加工性降低。Zn:
通過向銅合金材料中添加Zn，能夠增加制造和焊接期間的流動性，能夠提高材料的可加工性，然而如果Si的含量進一步增加將會導致不期望的金屬間相的存在，容易誘晶間腐蝕，而當含量在1.2-2. 5 wt%,在改善材料可加工性的同時，對材料的耐蝕性能以及強度無不利的影響。Si的優(yōu)選含量是1. 5-2. 2 wt%0
通過向銅合金材料中添加Al，能夠細化合金顆粒，從而能夠得到抑制釬焊時因熔融釬料向結(jié)晶粒界滲透而產(chǎn)生的侵蝕。優(yōu)選的，Al的含量范圍為9.0-12.5 wt%0Mg:
通過向銅合金材料中添加Mg，能夠得到提高強度的效果，與合金中的Al —起能夠協(xié)同改善材料的耐蝕性能。若含量超過1.2 wt%，將會顯著降低釬焊性能，而添加量小于0.5 wt% 時，對銅合金材料強度和耐蝕性的提高不顯著。Mg的優(yōu)選含量是0.7-1.0 wt%0Cr
在銅合金中加入適量的Cr有利于提高合金的耐高溫性能，并且添加的Cr有利于在合金表面與其它金屬一起形成復合的氧化膜，進而提高合金的耐蝕性能。在本發(fā)明的銅合金中Cr的含量范圍為0. 3-1. 6 wt%0當Cr的含量大于1. 6 wt%的時候，將降低銅合金的熱加工性能，因而不是優(yōu)選的。而當Cr的含量低于0.3 wt%的時候，對合金的耐蝕性、耐熱性的提高不顯著。優(yōu)選的，Cr的含量范圍為0. 5-1. 2wt%。Ag
Ag是一種具有良好殺菌抗菌的元素，在本發(fā)明的銅合金中加入少量的Ag即可以與Cu 一起到良好的抗菌殺菌效果。Ag本身屬于貴金屬的行列，價格昂貴，基于價格上的考慮在本發(fā)明中，Ag的含量不超過0.02 wt%0另外，在本發(fā)明的Cu合金中當Ag的含量達到0.02wt%的時候，其抑菌效果基本已經(jīng)達到飽和。因而在本發(fā)明中將其含量限定為0. 01-0. 02 wt%。另外，本發(fā)明還公開了上述熱交換板的制備方法，其特征是，將按上述重量百分比配比的Sn、P、Zn、Al、Mg、Cr、Ag和Cu的合金原料在氮氣保護氣氛下加熱至1150-1280 V 保溫50-200 min ；加入占合金原料總重量0. 2-0. 8wt%的BaCl2，攪拌25-75 min ；之后將合金液在1080-1250°C澆注成型；然后在650-820 °C保溫2_10 h進行均質(zhì)化處理，冷卻得到所述的銅合金材料。所述的銅合金材料經(jīng)過冷加工和/或熱加工和/或鑄造，例如鍛造、熱壓、冷彎加工等現(xiàn)有技術，將其加工成熱交換板。本發(fā)明所述的熱交換板，經(jīng)均勻化退火后，觀察其金相組織，晶粒細小且均勻?qū)μ岣咩~合金的耐蝕性有好處；并且其組織中沒有發(fā)現(xiàn)大量存在電化學腐蝕的異質(zhì)相，大大減輕了晶間腐蝕發(fā)生的傾向，發(fā)生點蝕的幾率也很??；而且材料的強度與普通的銅合金相比也有了顯著的提高；另外，本發(fā)明的銅合金材料耐熱性能良好，將制備的銅合金熱交換板加熱至750°C的高溫，其仍然能保持優(yōu)異的強度性能；并且具有良好的抗菌性，將制備的銅合金材料經(jīng)過JIS Z^01-200試驗表明，本發(fā)明的熱交換板對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌率達到99. 8 %以上。
具體實施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的解釋和說明。按表1所示出的質(zhì)量百分比，按表1所示出的質(zhì)量百分比，制備本發(fā)明所述的銅合金材料。具體的制備工藝過程為將按上述重量百分比配比的Sn、P、Zn、Al、Mg、Cr、Ag 和Cu的合金原料在氮氣保護氣氛下加熱至1200 °C保溫180 min;加入占合金原料總重量 0. 5wt%的BaCl2，攪拌45 min ；之后將合金液在1150 ！澆注成型；然后在720 °C保溫5 h 進行均質(zhì)化處理，冷卻得到所述的銅合金材料；再將其加工成熱交換板。材料強度測試
為了測定拉伸強度，在常溫下將經(jīng)過冷加工后的材料加工成標準件，進行標準拉伸試驗，測試材料的抗拉強度。將抗拉強度320 MPa-450 MI^a之間者評價為良，低于320 MPa者評價為不良，超過450 MPa的評價為優(yōu)。表1母材的化學成分(余量為Cu以及不可避免的雜質(zhì))
權(quán)利要求
1.一種抗菌耐蝕的熱交換板，其特征在于其由以下組成的材料制成；Sn:0.3 -1.2 wt%、P :0. 05-0. 10 wt%, Zn :1. 2-2. 5 wt%, Al :8. 2-13. 5 wt%, Mg :0. 5 -L 2 wt%, Cr 0. 3-1. 6 wt%,余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
2.權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于Sn的含量為0.6-0. 9 wt%。
3.權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于Si的含量為1.5-2. 2 wt%0
4.權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于Al的含量為9.0-12. 5 wt%。
5.權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于Mg的含量為0.7-1. 0 wt%0
6.權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于Cr的含量為0.5-1. 2 wt%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗菌耐蝕的熱交換板，其特征在于其由以下組成的材料制成；Sn0.3-1.2wt%、P0.05-0.10wt%，Zn1.2-2.5wt%，Al8.2-13.5wt%， Mg0.5-1.2wt%，Cr0.3-1.6wt%，余量為Cu及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。本發(fā)明的銅合金材料耐熱性能良好，將制備的銅合金熱交換板加熱至750℃的高溫，其仍然能保持優(yōu)異的強度性能；并且具有良好的抗菌性，將制備的銅合金材料經(jīng)過JISZ2801-200試驗表明，本發(fā)明的熱交換板對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌率達到99.8%以上。
文檔編號C22C9/01GK102363845SQ20111017493
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者楊貽方 申請人:蘇州方暨圓節(jié)能科技有限公司