專利名稱：散熱器化學鍍鎳-磷合金工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及散熱器防腐處理，具體為一種散熱器化學鍍鎳-磷合金工藝。
背景技術：
散熱器廣泛應用于工廠、機關、學校等各個領域的建筑環(huán)境的取暖、散熱、換熱場合。全國每年因腐蝕而報廢的散熱器高達近百萬噸。決定散熱器使用壽命的主要客觀因素是金屬的抗腐蝕性能；為散熱器提供熱源的媒體主要是水和蒸汽，它們所含的氧及水、汽所含的腐蝕性物質(zhì)對鋼的腐蝕是目前困擾敷熱器的一大難題。它要求水中含氧量不大于0. 05克/立方米，盡管提供散熱器使用的熱水是經(jīng)過防氧處理的，但由于多種原因，大面積的集中供熱方式無法使整個系統(tǒng)密閉，從而導致無法與氧氣隔絕，加之停止供熱后系統(tǒng)難以進行滿水保養(yǎng)，這樣，供熱系統(tǒng)中的含氧量就超過標準，鋼、鋁制散熱器的使用對熱媒有一定要求，氧化腐蝕無法避免，特別是在潮濕狀態(tài)下，氧化更加嚴重。加之散熱器中工作介質(zhì)里含有無機鹽、硫化物、氮化物、有機鹽、氧、二氧化碳、水份等具有高腐蝕性的物質(zhì)，所以碳鋼制造的散熱器使用壽命少則只有二三年，多則五六年；還有采用合金鋼制造的散熱器腐蝕亦很嚴重，最大的局部腐蝕速率高達0. 5mm/年以上，平均腐蝕速率也達到0. 5 1. Omm/年。散熱器之所以有如此高的腐蝕損壞率，除制造材料的因素外，其主要原因之一是因為目前散熱器的制造技術和防腐技術都不能很好的防止或控制腐蝕損壞的進行。由于管殼式散熱器是采用金屬材料通過沖壓焊接成型制造的，管板或散熱管通過焊接、脹接或脹焊接方式連接起來，在焊口或脹口處產(chǎn)生殘余焊接應力，或殘余擴脹拉弓I應力，再加之設備運行中的工作壓力造成的拉應力，使散熱管接頭處形成易損區(qū)，在腐蝕介質(zhì)中極易產(chǎn)生應力腐蝕斷裂；另外在散熱管與管的焊接時存在的間隙，使電解質(zhì)溶液進入縫隙之中，并在其中停滯，更加劇了腐蝕。因此鋼制、鋁制散熱器必須進行內(nèi)防腐處理。有的生產(chǎn)廠家采用磷化處理，收效甚微。近來，還有的生產(chǎn)公司家采用有機涂料涂鍍散熱器內(nèi)腔以防腐，收到一定效果，但這種涂料的附著力，耐沖刷性如何尚待觀察。另外，從涂料的物質(zhì)分析，其中含有金屬氧化物， 一旦涂層不勻，哪怕出現(xiàn)一個小小的氣泡，就會形成金屬電化學腐蝕，其腐蝕速度更快；另外，對金屬材料散熱器進行表面保護，來提高其使用壽命，對散熱器器的防腐性能和使用壽命都有所提高，但內(nèi)腐蝕無法解決。以銅管代替鋼管、鋁管的防腐蝕措施目前已被散熱器公司家廣泛采用，銅是良好的導熱材料，其耐氧化與堿腐蝕的性能倶佳。用銅管作為通水部件，可以大大提高散熱器的使用壽命，避免因不規(guī)范的供暖系統(tǒng)導致的漏水，但造價昂貴，使一次性投資大大增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述技術存在的不足，提供了一種可對普通碳鋼、合金鋼或鋁合金材料制造的散熱器化學鍍鎳_磷合金工藝，經(jīng)本發(fā)明方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有耐高溫、防腐蝕、使用壽命長的特點。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術方案實現(xiàn)散熱器化學鍍鎳-磷合金工藝，其特征在于其工藝步驟為①散熱器產(chǎn)品、配件檢查_機械除銹_前處理_活化_水沖洗_化學鍍鎳_磷_后處理_檢查_噴塑_修整_成品； ②檢驗整理將散熱器管制成散熱器產(chǎn)品后檢驗散熱管基體結構達到合格產(chǎn)品標準，進行機械除銹表面整理； ③除油根據(jù)鍍件表面的油污狀態(tài)，可以分別采用汽油、有機溶劑、金屬洗滌劑進行使用汽油除油后需晾干，待汽油全部揮發(fā)后再進行其它除油；除油必須對待鍍工件整體進行；然后用水沖洗，浸入清水池待除銹； 除銹除銹采用化學除銹方法，化學除銹兼有對工件表面進行活化的功能將工件浸沒在化學除銹液中，使需化學鍍產(chǎn)品的表面上的銹全部除凈為止除銹完畢后的工
件用水反復沖、洗，直至洗出的水的ra值呈中性時止，沖洗的目的是清除除銹時產(chǎn)生的雜
質(zhì)，將沖洗完畢后的工件浸沒在清水中，并保持清水池中的水要流動； ⑤活化將步驟④除銹后的散熱器產(chǎn)品采用50%氯化氫溶液浸泡30秒-60秒進行活化； ⑥化學鍍鎳_磷合金經(jīng)步驟⑤活化后的散熱器產(chǎn)品迅速浸入化學鍍鎳_磷合金鍍液中；散熱器產(chǎn)品外圍距離槽底、槽壁、液面的距離不小于20 30cm ;當多件產(chǎn)品同時施鍍時，產(chǎn)品與產(chǎn)品之間的間隔不小于10cm、溫度控制在85 87°C之間；施鍍過程中每10 20分鐘定期攪拌鍍液，或?qū)﹀円翰捎醚h(huán)法；隨時觀察施鍍表面氣泡的逸出狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)氣泡在施鍍表面停留積聚時，要移動產(chǎn)品消除施鍍表面積聚的氣泡；時間超過一小時的化學鍍作業(yè)，須每隔一小時分析鍍液中的鎳合量并進行補加和調(diào)整K1值；散熱器產(chǎn)品面積與鍍液容積比應控制在1. 5 2. 5dm2/1 ;操作中及時調(diào)整鍍液的成份，使各主要成份保持在所需的比例范圍之內(nèi)；當產(chǎn)品施鍍過程中其鎳、磷含量降低至最低值時，及時補加，補加時應
將試劑全部溶解；當化學鍍過程的進行，鍍液的ra值逐漸降低，其ra值低于規(guī)定值時，應用i : i的氨水調(diào)ra值，ra值用phb-8型筆式儀測量；及時過濾；每鍍完一槽后必須進行過
濾，除去鍍液中的反應雜質(zhì)；及時清除槽壁上的鍍積物，消除導致鍍液自分解的因素；
⑦鍍液的配制化學鍍鎳_磷合金鍍液的配方硫酸鎳(cp或電鍍級)18 35g/1、主絡合劑15 45g/l、輔助絡合劑15 40g/l、緩沖劑10 30g/l、穩(wěn)定劑適量、次磷酸鈉(cp或電鍍級)10 40g/l、ph值4. 5 5. 6 ;溫度控制在80 90。C之間。
本發(fā)明所述的散熱器化學鍍鎳-磷合金工藝，其工藝步驟也可以是將未焊接的散熱器配件化學鍍鎳-磷合金，其工藝步驟與散熱器產(chǎn)品處理過程相同，將散熱器配件化學鍍鎳-磷合金后，進行組裝焊接，采用TIG或MIG焊接，保證焊接部位的耐蝕性；組裝焊接后進行表面處理，然后進行噴塑、包裝后入庫。 本發(fā)明的有益效果在于鎳，具有良好的抗氧化性，在空氣中，鎳表面形成NiO薄膜，可阻止進一步氧化。實驗證明純度為99%的鎳，20年內(nèi)不會發(fā)生銹痕。鎳的抗腐蝕能力很強，尤其是對苛性堿的抗蝕能力強，在50%的沸騰苛性鈉溶液中鎳每年的腐蝕速度不超過25微米。化學鍍鎳-磷合金是一種均勻的非晶態(tài)結構，它不存在晶界、位錯、層錯之類的缺陷，且各基體結合致密，腐蝕介質(zhì)難于通過結合界面而侵蝕到基體金屬，耐腐蝕性比電鍍鉻要好。另外，化學鍍鎳-磷合金幾乎不受海水、鹽水、淡水的侵蝕，在HCL和硫酸中的耐腐蝕性比不銹鋼要好，它能耐多種介質(zhì)的侵蝕，例如高濃度燒堿、硫化氫、乳酸等。鎳一磷合金鍍的原理是通過化學自催化反應(非電沉積)在鍍件表面形成一層非晶態(tài)合金層。正是由于理想的非晶態(tài)結構和鍍層的合金特性，避免了晶界腐蝕和晶界缺陷。被鍍的部件可以獲得極佳的耐腐蝕性能和滿意的高硬度。鍍層均勻，鍍層厚度可嚴格控制，對電鍍不能完成的微孔、盲孔均可施鍍。并具有良好的釬焊性和良好的電磁屏蔽性。采用低碳鋼化學鍍鎳_磷合金，使普通碳鋼表面上形成一層致密的耐酸堿鎳_磷合金膜，以保護內(nèi)部的金屬，來大幅度提高散熱器壽命。鋼材化學鍍鎳_磷合金后可耐S02、S03、H2S、NH3、C02、原油、海水、有機酸等多種化學介質(zhì)的腐蝕。其耐蝕性較未化學鍍鎳_磷合金碳鋼提高數(shù)倍至數(shù)十倍。在工業(yè)區(qū)大氣、海洋和鄉(xiāng)村環(huán)境中，化學鍍鎳-磷合金鋼材是普通鋼材耐蝕性的10倍-20倍；在20(TC連續(xù)加熱條件下，化學鍍鎳_磷合金是普通鋼材壽命的50倍，化學鍍鎳_磷合金鋼材壽命相當于不銹鋼。試驗和實踐證明，化學鍍鎳_磷合金鋼在多種化學介質(zhì)溶液中都是耐蝕的，在大部份中性和弱酸性溶液中都有足夠的穩(wěn)定性。采用鋼、鋁材經(jīng)化學鍍鎳_磷合金后制作成散熱器，或采用鋼材按現(xiàn)有方法制造出散熱器，再將散熱器整體進行化學鍍鎳-磷合金，使散熱器豎管(或橫管)、連箱、焊接部位等部件同時在相同工藝條件下進行鍍鎳層防護處理， 本發(fā)明所述的散熱器整體化學鍍鎳_磷合金和散熱器配件化學鍍鎳_磷合金散熱器在較低溫度下對S02和H2S等腐蝕介質(zhì)的耐均勻腐蝕性基本一致。散熱器整體化學鍍鎳_磷合金可以消除焊接和脹接殘余應力的80%以上，大大地控制了應力腐蝕的發(fā)生，并基本上不產(chǎn)生縫隙腐蝕。整體化學鍍鎳_磷合金散熱器是在化學鍍鎳_磷合金前進行焊接的，不需改進焊接工藝，焊縫質(zhì)量有充分保障，經(jīng)鍍鎳后焊縫質(zhì)量還有顯著提高。未焊接的散熱器配件化學經(jīng)鍍鎳_磷合金后，進行組裝焊接，采用TIG或MIG焊接，不破壞鎳-磷合金鍍層，保證了焊接部位的耐蝕性，提高了散熱器的使用性能。通過本發(fā)明對普通碳鋼或合金鋼、鋁制造的散熱器進行化學鍍鎳-磷合金，可生產(chǎn)出耐高溫、防腐蝕、抗磨損、使用壽命長的散熱器，它包括鋼制、鋁制甚至銅制散熱器。
具體實施方式
實施例 1、本發(fā)明的散熱器化學鍍鎳-磷合金工藝，其工藝步驟為 ①散熱器產(chǎn)品、配件檢查_機械除銹_前處理_活化_水沖洗_化學鍍鎳_磷_后處理-檢查-噴塑-修整-成品； ②檢驗整理將散熱器管制成散熱器產(chǎn)品后檢驗散熱管基體結構達到合格產(chǎn)品標準，進行機械除銹表面整理； ③除油根據(jù)鍍件表面的油污狀態(tài)，可以分別采用汽油、有機溶劑、金屬洗滌劑進行鍍件使用汽油除油后晾干，待汽油全部揮發(fā)后再進行其它除油；除油必須對待鍍工件整體進行；然后用水沖洗，浸入清水池待除銹； 除銹除銹采用化學除銹方法，化學除銹兼有對工件表面進行活化的功能將工件浸沒在化學除銹液中，使需化學鍍產(chǎn)品的表面上的銹全部除凈為止除銹完畢后的工
件用水反復沖、洗，直至洗出的水的ra值呈中性時止，沖洗的目的是清除除銹時產(chǎn)生的雜
質(zhì)，將沖洗完畢后的工件浸沒在清水中，并保持清水池中的水要流動； ⑤活化將步驟④除銹后的散熱器產(chǎn)品采用50%氯化氫溶液浸泡30秒進行活化；
5
⑥化學鍍鎳_磷合金經(jīng)步驟⑤活化后的散熱器產(chǎn)品迅速浸入化學鍍鎳_磷合金鍍液中；散熱器產(chǎn)品外圍距離槽底、槽壁、液面的距離不小于20cm ;當多件產(chǎn)品同時施鍍時，產(chǎn)品與產(chǎn)品之間的間隔不小于10cm、溫度控制在85t:之間；施鍍過程中每10分鐘定期攪拌鍍液，或?qū)﹀円翰捎醚h(huán)法；隨時觀察施鍍表面氣泡的逸出狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)氣泡在施鍍表面停留積聚時，要移動產(chǎn)品消除施鍍表面積聚的氣泡；時間超過一小時的化學鍍作業(yè)，必
須每隔一小時分析鍍液中的鎳合量并進行補加和調(diào)整ra值；散熱器產(chǎn)品面積與鍍液容積
比應控制在1. 5dm2/1 ;操作中及時調(diào)整鍍液的成份，使各主要成份保持在所需的比例范圍之內(nèi)；當產(chǎn)品施鍍過程中其鎳、磷含量降低至最低值時，及時補加，補加時應將試劑全部溶
解；當化學鍍過程的進行，鍍液的ra值逐漸降低，其ra值低于規(guī)定值時，應用i : i的氨水
調(diào)K1值，K1值用phb-8型筆式儀測量；及時過濾；每鍍完一槽后必須進行過濾，除去鍍液中的反應雜質(zhì)；及時清除槽壁上的鍍積物，消除導致鍍液自分解的因素； ⑦鍍液的配制化學鍍鎳-磷合金鍍液的配方硫酸鎳(cp或電鍍級)18g/l 、主絡合劑15g/l、輔助絡合劑15g/l、緩沖劑10g/l、穩(wěn)定劑適量、次磷酸鈉(cp或電鍍級)10g/1、ph值4. 5 ;溫度控制在8(TC之間。 本發(fā)明所述的散熱器化學鍍鎳_磷合金工藝，也可將未焊接的散熱器配件化學鍍鎳_磷合金，其工藝步驟與鋼、鋁制散熱器產(chǎn)品處理過程相同，散熱器配件在化學鍍鎳_磷合金后，進行組裝焊接，采用TIG或MIG焊接，保證焊接部位的耐蝕性。組裝焊接后進行表面處理，然后進行噴塑、包裝后入庫。 2、本發(fā)明的散熱器化學鍍鎳_磷合金工藝，其工藝步驟為①散熱器產(chǎn)品、配件檢查_機械除銹_前處理_活化_水沖洗_化學鍍鎳_磷_后處理_檢查_噴塑_修整_成
PR ②檢驗整理將散熱器管制成散熱器產(chǎn)品后檢驗散熱管基體結構達到合格產(chǎn)品標準，進行機械除銹表面整理； ③除油根據(jù)鍍件表面的油污狀態(tài)，可以分別采用汽油、有機溶劑、金屬洗滌劑進行鍍件使用汽油除油后晾干，待汽油全部揮發(fā)后再進行其它除油；除油必須對待鍍工件整體進行；然后用水沖洗，浸入清水池待除銹； 除銹除銹采用化學除銹方法，化學除銹兼有對工件表面進行活化的功能將工件浸沒在化學除銹液中，使需化學鍍產(chǎn)品的表面上的銹全部除凈為止除銹完畢后的工
件用水反復沖、洗，直至洗出的水的ra值呈中性時止，沖洗的目的是清除除銹時產(chǎn)生的雜
質(zhì)，將沖洗完畢后的工件浸沒在清水中，并保持清水池中的水要流動； ⑤活化將步驟④除銹后的散熱器產(chǎn)品采用50%氯化氫溶液浸泡60秒進行活化； ⑥化學鍍鎳_磷合金經(jīng)步驟⑤活化后的散熱器產(chǎn)品迅速浸入化學鍍鎳_磷合金鍍液中；散熱器產(chǎn)品外圍距離槽底、槽壁、液面的距離不小于30cm ;當多件產(chǎn)品同時施鍍時，產(chǎn)品與產(chǎn)品之間的間隔不小于10cm、溫度控制在87t:之間；施鍍過程中每20分鐘定期攪拌鍍液，或?qū)﹀円翰捎醚h(huán)法；隨時觀察施鍍表面氣泡的逸出狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)氣泡在施鍍產(chǎn)品表面停留積聚時，要移動產(chǎn)品消除施鍍表面積聚的氣泡；時間超過一小時的化學鍍作業(yè)，須
每隔一小時分析鍍液中的鎳合量并進行補加和調(diào)整ra值；散熱器產(chǎn)品面積與鍍液容積比
應控制在2. 5dm2/1 ;操作中要及時調(diào)整鍍液的成份，使各主要成份保持在所需的比例范圍之內(nèi)；當產(chǎn)品施鍍過程中其鎳、磷含量降低至最低值時，及時補加，補加時應將試劑全部溶
解；當化學鍍過程的進行，鍍液的ra值逐漸降低，其ra值低于規(guī)定值時，應用i : i的氨水 調(diào)ra值，ra值用phb-8型筆式儀測量；及時過濾；每鍍完一槽后必須進行過濾，除去鍍液中
的反應雜質(zhì)；及時清除槽壁上的鍍積物，消除導致鍍液自分解的因素； ⑦鍍液的配制化學鍍鎳-磷合金鍍液的配方硫酸鎳(cp或電鍍級)35g/l 、主絡 合劑45g/l、輔助絡合劑40g/l、緩沖劑30g/l、穩(wěn)定劑適量、次磷酸鈉(cp或電鍍級)40g/l、 ph值5. 6 ;溫度控制在9(TC之間。 最后將經(jīng)上述化學鍍鎳-磷合金工藝制成的散熱器或配件進行噴塑、包裝后入 庫。 所述的散熱器化學鍍鎳_磷合金工藝，也可將未焊接的散熱器配件化學鍍鎳_磷 合金，其工藝步驟與散熱器產(chǎn)品處理過程相同，散熱器配件在化學鍍鎳-磷合金后，進行組 裝焊接，采用TIG或MIG焊接，保證焊接部位的耐蝕性。組裝焊接后進行表面處理，然后進 行噴塑、包裝后入庫。 本發(fā)明所述的前處理為除油、水清洗、化學除銹、水清洗、沖洗均為公知技術。
權利要求
散熱器化學鍍鎳-磷合金工藝，其特征在于其工藝步驟為①散熱器產(chǎn)品、配件檢查—機械除銹—前處理—活化—水沖洗——化學鍍鎳-磷—后處理—檢查——噴塑——修整——成品；②檢驗整理將散熱器管制成散熱器產(chǎn)品后檢驗散熱管基體結構達到合格產(chǎn)品標準，進行機械除銹表面整理；③除油根據(jù)鍍件表面的油污狀態(tài)，可以分別采用汽油、有機溶劑、金屬洗滌劑進行使用汽油除油后需晾干，待汽油全部揮發(fā)后再進行其它除油；除油必須對待鍍工件整體進行；然后用水沖洗，浸入清水池待除銹；④除銹除銹采用化學除銹方法，化學除銹兼有對工件表面進行活化的功能將工件浸沒在化學除銹液中，使需化學鍍產(chǎn)品的表面上的銹全部除凈為止除銹完畢后的工件用水反復沖、洗，直至洗出的水的PH值呈中性時止，沖洗的目的是清除除銹時產(chǎn)生的雜質(zhì)，將沖洗完畢后的工件浸沒在清水中，并保持清水池中的水要流動；⑤活化將步驟④除銹后的散熱器產(chǎn)品采用50％氯化氫溶液浸泡30秒-60秒進行活化；⑥化學鍍鎳-磷合金經(jīng)步驟⑤活化后的散熱器產(chǎn)品迅速浸入化學鍍鎳-磷合金鍍液中；散熱器產(chǎn)品外圍距離槽底、槽壁、液面的距離不小于20～30cm；當多件產(chǎn)品同時施鍍時，產(chǎn)品與產(chǎn)品之間的間隔不小于10cm、溫度控制在85～87℃之間；施鍍過程中每10～20分鐘定期攪拌鍍液，或?qū)﹀円翰捎醚h(huán)法；隨時觀察施鍍表面氣泡的逸出狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)氣泡在施鍍表面停留積聚時，要移動產(chǎn)品消除施鍍表面積聚的氣泡；時間超過一小時的化學鍍作業(yè)，須每隔一小時分析鍍液中的鎳合量并進行補加和調(diào)整PH值；散熱器產(chǎn)品面積與鍍液容積比應控制在1.5～2.5dm2/l；操作中及時調(diào)整鍍液的成份，使各主要成份保持在所需的比例范圍之內(nèi)；當產(chǎn)品施鍍過程中其鎳、磷含量降低至最低值時，及時補加，補加時應將試劑全部溶解；當化學鍍過程的進行，鍍液的PH值逐漸降低，其PH值低于規(guī)定值時，應用1∶1的氨水調(diào)PH值，PH值用phb-8型筆式儀測量；及時過濾；每鍍完一槽后必須進行過濾，除去鍍液中的反應雜質(zhì)；及時清除槽壁上的鍍積物，消除導致鍍液自分解的因素；⑦鍍液的配制化學鍍鎳-磷合金鍍液的配方硫酸鎳(cp或電鍍級)18～35g/l、主絡合劑15～45g/l、輔助絡合劑15～40g/l、緩沖劑10～30g/l、穩(wěn)定劑適量、次磷酸鈉(cp或電鍍級)10～40g/l、ph值4.5～5.6；溫度控制在80～90℃之間。
2. 根據(jù)權利要求1所述的散熱器化學鍍鎳-磷合金工藝，其特征在于其工藝步驟為 將未焊接的散熱器配件化學鍍鎳-磷合金，其工藝步驟與散熱器產(chǎn)品處理過程相同，將散熱器配件化學鍍鎳_磷合金后，進行組裝焊接，采用TIG或MIG焊接，保證焊接部位的耐蝕 性；組裝焊接后進行表面處理，然后進行噴塑、包裝后入庫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種散熱器化學鍍鎳-磷合金工藝，它能在較低溫度下對SO2和H2S等腐蝕介質(zhì)的耐均勻腐蝕性基本一致。散熱器整體化學鍍鎳-磷合金可以消除焊接和脹接殘余應力的80％以上，大大地控制了應力腐蝕的發(fā)生，并基本上不產(chǎn)生縫隙腐蝕。整體化學鍍鎳-磷合金散熱器是在化學鍍鎳-磷合金前進行焊接的，不需改進焊接工藝，焊縫質(zhì)量有充分保障，經(jīng)鍍鎳后焊縫質(zhì)量還有顯著提高。未焊接的散熱器部件化學鍍鎳-磷合金后，進行組裝焊接，采用TIG或MIG焊接，不破壞鎳-磷合金鍍層，保證了焊接部位的耐蝕性，提高了散熱器的使用性能。通過本發(fā)明對普通碳鋼或合金鋼、鋁制造的散熱器進行化學鍍鎳-磷合金，可生產(chǎn)出耐高溫、防腐蝕、抗磨損、使用壽命長的散熱器，它包括鋼制、鋁制甚至銅制散熱器。
文檔編號C23C18/36GK101705481SQ200910229518
公開日2010年5月12日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權日2009年10月29日
發(fā)明者曾平, 蒲強, 高潔, 高遠新, 高長敏 申請人:高遠新