專(zhuān)利名稱(chēng)：抗菌耐蝕的熱交換器鋁管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱器熱管，具體的說(shuō)本發(fā)明涉及一種熱交換器鋁管，其具有抗菌耐蝕的效果。
背景技術(shù)：
在蒸發(fā)器、冷凝器等換熱器中，一直使用輕量且導(dǎo)熱性良好的鋁合金。通常，這些換熱器的制造是按照以下方法進(jìn)行例如通過(guò)將板材彎曲、或者由壓力加工成型的板材加以層疊，從而形成作為工作流體的冷卻扁管。就耐腐蝕性而言，由于來(lái)自外表面和內(nèi)部的腐蝕，當(dāng)制冷劑通路管中過(guò)早地產(chǎn)生穿通時(shí)，制冷劑泄露，無(wú)法起到作為換熱器的功能，因此，一直在制冷劑通路管的外表面實(shí)施防腐蝕處理，由此延長(zhǎng)換熱器的壽命。以往，采用將Al-Si系合金作為犧牲陽(yáng)極材料包覆于板材的外表面，且將該板材成型為偏平管狀而使用的方法；或把擠壓多孔管作為制冷劑通路管使用的方法。然而，多數(shù)換熱器的結(jié)構(gòu)是在制冷劑通路管的外表面接合翅片的結(jié)構(gòu)， 由于在該方法中制冷劑通路管的外表面不存在釬料，因此，必須使用包覆了釬料的翅片材。 此時(shí)，由于受到殘留于翅片表面的釬料的影響，翅片材的自身耐腐蝕性能降低，另外包覆翅片材的制造成本比裸翅片高，因此導(dǎo)致?lián)Q熱器制造成本的上升。在制冷劑通路管的外表面接合的翅片中使用裸材的情況下，能夠提高翅片的自身耐腐蝕性，且通過(guò)使用高傳導(dǎo)材料，還能夠提高換熱器的性能，與包覆翅片材相比，也能夠降低成本，但此時(shí)需要在制冷劑通路管的外表面賦予釬料，因此，就要在上述Al-Si系合金的表面涂覆粉末狀的釬料，或者，就要使用外表面包覆有在A(yíng)l-B系合金釬料中添加了 Si的物質(zhì)的板材。前者的情況下，由于粉末釬料的成本高，因此導(dǎo)致?lián)Q熱器制造成本的增加，在后者的情況下，由于釬焊中含有Si的熔融釬料的流動(dòng)，因此，造成釬焊后在制冷劑通路管外表面殘留的ai量沒(méi)有達(dá)到作為犧牲陽(yáng)極材料所需要的ai量，導(dǎo)致無(wú)法得到制冷劑通路管的足夠的防腐蝕效果，或者，由于含有ai的熔融釬料流動(dòng)到接合部，導(dǎo)致接合部的優(yōu)先腐蝕。現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮?觀(guān)觀(guān)觀(guān)6. 8的專(zhuān)利報(bào)道了涉及一種超強(qiáng)、耐久、耐腐蝕性提高的釬焊換熱器用鋁散熱片合金。該合金基于再生的材料。該合金對(duì)于小孔腐蝕顯示出提高的腐蝕性能、優(yōu)異的高溫抗垂性能和后釬焊強(qiáng)度。通過(guò)優(yōu)化散熱片、管子、端板和側(cè)板的材料組合，能夠制造在SWAAT中具有足夠腐蝕性能的換熱器。申請(qǐng)?zhí)枮?^06584. 0的專(zhuān)利報(bào)道了一種耐腐蝕的鋁合金具有控制量的鐵、錳、鉻和鈦，并且含有銅、硅、鎳以及不超過(guò)雜質(zhì)水平的鋅。調(diào)整所述合金的化學(xué)組成，以使晶粒邊界的電極電位與合金基體相匹配，從而降低晶間腐蝕。所述合金特別適合于采用擠壓和釬焊技術(shù)制造熱交換器中的管材。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)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器鋁管，具有足夠高的耐蝕性能，并且還具有抗菌的效果。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案
一種抗菌耐蝕的熱交換器鋁管，其特征在于其由以下組成的材料制成；B 0. 3-0. 85 wt%、Mn :0. 5-1. 8 wt%, Zn :10. 5-27. 5 wt%, Ni :0. 05-0. 30 wt%, Ag :0. 01-0. 02wt%,余量為 Al及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。下面說(shuō)明本發(fā)明的鋁合金材料的合金成分的意義以及限定理B
通過(guò)向鋁合金中添加B能夠得到提高強(qiáng)度的效果。優(yōu)選的含量是B :0. 3-0. 85 wt%，若 B的含量低于0. 3wt%的時(shí)候，提高強(qiáng)度的效果不顯著，并且B的加入又利于改善合金的潤(rùn)濕性，有利于提高鋁合金的加工性能，特別是顯著提高了合金的冷加工性能。B的含量超過(guò)上限，則對(duì)鋁合金的耐蝕性產(chǎn)生不利的影響。優(yōu)選的，B的含量范圍為0. 45-0. 75 wt%0
通過(guò)向鋁合金中添加Mn，能夠細(xì)化鋁合金顆粒，提高合金的強(qiáng)度而又不降低合金的耐蝕性。當(dāng)Mn的含量低于0.5 wt%的時(shí)候，其對(duì)鋁合金強(qiáng)度的提高不顯著；而當(dāng)Mn的含量高于1. 8wt%的時(shí)候，其在合金中的溶解度達(dá)到飽和，繼續(xù)增加Mn的含量，將導(dǎo)致在熱加工的過(guò)程中降低合金的擠出加工性能。因而，在本發(fā)明中將其含量限定在0. 5wt%-l. 5wt%的范圍內(nèi)。優(yōu)選的，Mn的含量范圍為0.8-1.5 wt%0更優(yōu)選的其含量范圍為0. 9-1. 2 wt%。Zn:
通過(guò)向鋁合金中添加Zn，能夠增加制造和焊接期間的流動(dòng)性，能夠提高材料的可加工性，并且在本發(fā)明限定的范圍內(nèi)，鋅和鋁能夠形成鋅鋁互溶，在改善材料可加工性的同時(shí)， 對(duì)材料的耐蝕性能無(wú)明顯不利的影響。在本發(fā)明中Si的優(yōu)選含量是12-23. 5 wt%，更優(yōu)選 12-18. 5 wt%。Ni
通過(guò)向鋁合金中添加Ni，能夠得到提高強(qiáng)度的效果，并且在本發(fā)明的合金中添加適量含量的Ni，還能夠提高合金的自然電位，或多或少能夠提高合金的耐蝕性。M的優(yōu)選含量是0. 05-0. 30wt%，但是如果Ni的含量超過(guò)0. 30 wt%，將會(huì)導(dǎo)致合金的擠出性能降低并且還將降低合金的流動(dòng)性能。Ag
Ag是一種具有良好殺菌抗菌的元素，在本發(fā)明的合金中加入少量的Ag即可以起到良好的抗菌殺菌效果。Ag本身屬于貴金屬的行列，價(jià)格昂貴，基于價(jià)格上的考慮在本發(fā)明中， Ag的含量不超過(guò)0.02 wt%0另外，在本發(fā)明的Al合金中當(dāng)Ag的含量達(dá)到0.02 wt%的時(shí)候，其抑菌效果基本已經(jīng)達(dá)到飽和。因而在本發(fā)明中將其含量限定為0.01-0. 02 wt%0另外，本發(fā)明還公開(kāi)了上述散熱器散熱片的鋁合金材料的制備方法，其特征是， 將按上述重量百分比配比的B、Mn、Zn、Ni、Ag和Al的合金原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下加熱至 630-720 °C保溫50-90 min;加入占合金原料總重量0.3-0.6 wt%的BaCl2，攪拌30-50 min ；之后將合金液澆注成型；澆鑄溫度為580-650 °C ；然后在400-480 °C保溫2_8 h進(jìn)行均質(zhì)化處理，并冷卻得到散熱器散熱片的鋁合金材料。所述的鋁合金材料經(jīng)過(guò)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(shù)，將其加工成熱交換器鋁管。本發(fā)明所述的熱交換器鋁管，經(jīng)均勻化退火后，觀(guān)察其金相組織，晶粒細(xì)小且均勻?qū)μ岣咪X合金的耐蝕性有好處；并且其組織中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大量存在電化學(xué)腐蝕的異質(zhì)相，大大減輕了晶間腐蝕發(fā)生的傾向；采用SWAAT實(shí)驗(yàn)對(duì)合金材料的腐蝕行為進(jìn)行測(cè)試，表明本發(fā)明的鋁合金耐蝕性有顯著提高；并且本發(fā)明的熱交換器鋁管具有良好的抗菌性，本發(fā)明的熱交換器鋁管對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌率達(dá)到99 %以上。
具體實(shí)施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋和說(shuō)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Al 合金材料。具體的制備工藝過(guò)程為將按上述重量百分比配比的B、Mn、Zn、Ni、Ag和Al的合金原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下加熱至680 °C保溫75 min;加入占合金原料總重量0.5 wt% 的BaCl2，攪拌30 min ；之后將合金液澆注成型；澆鑄溫度為650 °C ；然后在420 °C保溫3 h進(jìn)行均質(zhì)化處理，并冷卻得到散熱器散熱片的鋁合金材料。再將其加工成熱交換器鋁管。材料強(qiáng)度測(cè)試
為了測(cè)定拉伸強(qiáng)度，在常溫下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)，測(cè)試材料的拉伸強(qiáng)度。將拉伸強(qiáng)度 150MPa以上者評(píng)價(jià)為良好(〇)，將低于150MI^者評(píng)價(jià)為不良(X)。材料耐腐蝕以及抗菌測(cè)試
以50X50 mm的大小分別切割出試樣，進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。腐蝕試驗(yàn)時(shí)間設(shè)定為800小時(shí)， 材料表面沒(méi)有深度超過(guò)0. 1 mm的腐蝕坑、評(píng)價(jià)為良好(O )，將有超過(guò)0. 1 mm的腐蝕坑的試樣評(píng)價(jià)為腐蝕性差(X)。測(cè)試結(jié)果顯示在表2中?？咕鷾y(cè)試的試驗(yàn)菌種為大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。檢測(cè)方法為 (1)將試樣剪成50. OX 50.0 mm大小的尺寸，消毒滅菌(一式三份)。(2)在試樣上滴加若干毫升菌液，使菌落數(shù)維持在105。(3)將塑料薄膜覆蓋在試樣表面，然后放入無(wú)菌平皿內(nèi)，于36 士 1°C恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)M小時(shí)后，對(duì)活菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。(4)將比較例1的不含銀同型號(hào)的鐵素體不銹鋼作為對(duì)照樣品，重復(fù)上述操作。抗菌率采用由抗菌率=[(A-B)/A] X 100%計(jì)算得到，式中小時(shí)后對(duì)照樣品平均活菌數(shù)；B-M小時(shí)后抗菌樣品平均活菌數(shù)。表1母材的化學(xué)成分(余量為Al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器鋁管，其特征在于其由以下組成的材料制成；B 0. 3-0. 85 wt%、Mn :0. 5-1. 8 wt%, Zn :10. 5-27. 5 wt%, Ni :0. 05-0. 30 wt%, Ag :0. 01-0. 02wt%,余量為 Al及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
2.權(quán)利要求1所述的熱交換器鋁I『，其特征在于B的含量為0. 45-0.75 wt%。
3.權(quán)利要求1所述的熱交換器鋁I『，其特征在于Mn的含量為0. 8-1.5wt%。
4.權(quán)利要求1所述的熱交換器鋁I『，其特征在于Mn的含量為0. 9-1.2wt%。
5.權(quán)利要求1所述的熱交換器鋁I『，其特征在于Si的含量為12-23.5wt%。
6.權(quán)利要求1所述的熱交換器鋁I『，其特征在于Si的含量為12-18.5wt%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗菌耐蝕的熱交換器鋁管，其特征在于其由以下組成的材料制成；B0.3-0.85wt%、Mn0.5-1.8wt%，Zn10.5-27.5wt%，Ni0.05-0.30wt%，Ag0.01-0.02wt%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。采用SWAAT實(shí)驗(yàn)對(duì)合金材料的腐蝕行為進(jìn)行測(cè)試，表明本發(fā)明的鋁合金耐蝕性有顯著提高；并且本發(fā)明的熱交換器鋁管具有良好的抗菌性，本發(fā)明的熱交換器鋁管對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌率達(dá)到99%以上。
文檔編號(hào)F28F21/08GK102330000SQ201110171148
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者楊貽方 申請(qǐng)人:蘇州方暨圓節(jié)能科技有限公司