本發(fā)明涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種換熱器用防腐耐高溫復(fù)合銅合金板。

背景技術(shù)：

換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)的熱量交換設(shè)備，又稱(chēng)熱交換器。換熱器是是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程中熱量交換和傳遞不可缺少的設(shè)備，在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，常常用作把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體，使流體溫度達(dá)到流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足過(guò)程工藝條件的需要，同時(shí)也提高能源利用率。換熱器的功效決定了換熱器需要優(yōu)異的耐溫性能，且現(xiàn)在很多工業(yè)流體具有一定的腐蝕污染性，對(duì)換熱器損傷很大，需要經(jīng)常設(shè)備或維護(hù)，降低了生產(chǎn)效率，因此，對(duì)換熱器防腐性能的要求也越來(lái)越高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種換熱器用防腐耐高溫復(fù)合銅合金板，制得的復(fù)合銅合金板具有良好的耐高溫、防腐蝕、耐酸堿的性能，且機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)熱性能均顯著升高，提高了換熱器的工作效率和使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

一種換熱器用防腐耐高溫復(fù)合銅合金板，包括銅合金基板、稀土防護(hù)層，所述銅合金基板為多晶莫來(lái)石短纖維改性銅合金，所述稀土防護(hù)層為鈰-鉻-累托石復(fù)合材料，所述銅合金基板與所述稀土防護(hù)層通過(guò)高溫粘結(jié)劑復(fù)合。

優(yōu)選的，所述銅合金基板采用鑄滲工藝制得，工藝步驟如下：1)將水玻璃溶于去離子水中，然后將多晶莫來(lái)石短纖維、氯化鈉、氯化銨加入其中，超聲分散5-10min，得預(yù)制液，將預(yù)制液噴涂在注模表面，烘干備用；2)將銅合金置于中頻感應(yīng)爐中，先在氮?dú)夥諊?50-180℃預(yù)熱1-1.5h，然后升溫至熔融，取樣分析、調(diào)整合格后，在1180-1200℃條件下采用負(fù)壓澆注即得銅合金基板。

優(yōu)選的，所述預(yù)制液中各組分百分含量如下：水玻璃15-25％、氯化鈉8-10％、氯化銨2-3％、多晶莫來(lái)石短纖維4.5-6.5％、余量為去離子水。

優(yōu)選的，所述多晶莫來(lái)石短纖維長(zhǎng)徑比為130-140。

優(yōu)選的，步驟2)中負(fù)壓澆注具體為負(fù)壓度0.05-0.055mpa。

優(yōu)選的，步驟2)中注模在噴涂預(yù)制液前需在100℃條件下預(yù)熱30min，注模在澆注前需在180℃條件下預(yù)熱30min。

優(yōu)選的，所述稀土防護(hù)層制備工藝如下：1)將累托石真空研磨至粒徑小于0.05mm，備用；2)將鉻酸鈉、氯化鈰、氯化鈉溶于去離子水，攪拌均勻后向其中加入丙二醇丁醚，然后在30℃條件下恒溫振蕩20-30min，得混合液；3)將研磨后的累托石在攪拌條件下緩慢加入混合液中，添加完成后在60℃條件下保溫1-1.5h，即得稀土防護(hù)層材料。

優(yōu)選的，所述混合液中各組分百分含量如下：鉻酸鈉5-8％、氯化鈰10-12％、氯化鈉2-4％、丙二醇丁醚2-5％、去離子水余量。

優(yōu)選的，累托石與混合液的質(zhì)量比為1:10。

由于采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用合理的配方和工藝步驟制得的復(fù)合銅合金板具有良好的耐高溫、防腐蝕、耐酸堿的性能，且機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)熱性能均顯著升高，提高了換熱器的工作效率和使用壽命。采用多晶莫來(lái)石短纖維鑄滲改性銅合金一方面提高了銅合金的高溫穩(wěn)定性，另一方面短纖維工藝簡(jiǎn)便，提高了整體的機(jī)械性能，且制備過(guò)程中采用氮?dú)夥譃橛欣跐B氮，進(jìn)一步提高了銅合金的強(qiáng)韌性；采用鈰-鉻-累托石復(fù)合涂覆材料，提高了銅合金表面的鈍化防護(hù)，耐腐蝕性顯著增強(qiáng)，且累托石具有優(yōu)異的成膜平整性、耐溫、耐酸堿范圍廣，其與金屬硅、鋁、稀土等離子交換一方面提高了與基板的結(jié)合力，另一方面形成的空間二維通道配合基板的鑄滲處理，雙重防護(hù)，大大提高了銅合金板的綜合性能，延長(zhǎng)了使用壽命，保證了高效的工作效率。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：

一種換熱器用防腐耐高溫復(fù)合銅合金板，包括銅合金基板、稀土防護(hù)層，所述銅合金基板為多晶莫來(lái)石短纖維改性銅合金，所述稀土防護(hù)層為鈰-鉻-累托石復(fù)合材料，所述銅合金基板與所述稀土防護(hù)層通過(guò)高溫粘結(jié)劑復(fù)合。

其中，銅合金基板采用鑄滲工藝制得，工藝步驟如下：1)將水玻璃溶于去離子水中，然后將長(zhǎng)徑比135的多晶莫來(lái)石短纖維、氯化鈉、氯化銨加入其中，超聲分散10min，得預(yù)制液，將預(yù)制液噴涂在注模表面，噴涂厚度為0.3-0.4mm，烘干備用；2)將銅合金置于中頻感應(yīng)爐中，先在氮?dú)夥諊?60℃預(yù)熱1.2h，然后升溫至熔融，取樣分析、調(diào)整合格后，在1180℃條件下采用負(fù)壓澆注即得銅合金基板，負(fù)壓度為0.05mpa。預(yù)制液中各組分百分含量如下：水玻璃15％、氯化鈉10％、氯化銨2.5％、多晶莫來(lái)石短纖維6％、余量為去離子水。

稀土防護(hù)層制備工藝如下：1)將累托石真空研磨至粒徑小于0.05mm，備用；2)將鉻酸鈉、氯化鈰、氯化鈉溶于去離子水，攪拌均勻后向其中加入丙二醇丁醚，然后在30℃條件下恒溫振蕩25min，得混合液；3)將研磨后的累托石在攪拌條件下緩慢加入混合液中，添加完成后在60℃條件下保溫1.2h，即得稀土防護(hù)層材料?；旌弦褐懈鹘M分百分含量如下：鉻酸鈉6％、氯化鈰12％、氯化鈉4％、丙二醇丁醚2.5％、去離子水余量。

實(shí)施例2：

一種換熱器用防腐耐高溫復(fù)合銅合金板，包括銅合金基板、稀土防護(hù)層，所述銅合金基板為多晶莫來(lái)石短纖維改性銅合金，所述稀土防護(hù)層為鈰-鉻-累托石復(fù)合材料，所述銅合金基板與所述稀土防護(hù)層通過(guò)高溫粘結(jié)劑復(fù)合。

其中，銅合金基板采用鑄滲工藝制得，工藝步驟如下：1)將水玻璃溶于去離子水中，然后將長(zhǎng)徑比140的多晶莫來(lái)石短纖維、氯化鈉、氯化銨加入其中，超聲分散10min，得預(yù)制液，將預(yù)制液噴涂在注模表面，噴涂厚度為0.3-0.4mm，烘干備用；2)將銅合金置于中頻感應(yīng)爐中，先在氮?dú)夥諊?80℃預(yù)熱1h，然后升溫至熔融，取樣分析、調(diào)整合格后，在1190℃條件下采用負(fù)壓澆注即得銅合金基板，負(fù)壓度為0.055mpa。預(yù)制液中各組分百分含量如下：水玻璃20％、氯化鈉9％、氯化銨3％、多晶莫來(lái)石短纖維5.5％、余量為去離子水。

稀土防護(hù)層制備工藝如下：1)將累托石真空研磨至粒徑小于0.05mm，備用；2)將鉻酸鈉、氯化鈰、氯化鈉溶于去離子水，攪拌均勻后向其中加入丙二醇丁醚，然后在30℃條件下恒溫振蕩30min，得混合液；3)將研磨后的累托石在攪拌條件下緩慢加入混合液中，添加完成后在60℃條件下保溫1.5h，即得稀土防護(hù)層材料。混合液中各組分百分含量如下：鉻酸鈉7％、氯化鈰11％、氯化鈉4％、丙二醇丁醚3％、去離子水余量。

實(shí)施例3：

一種換熱器用防腐耐高溫復(fù)合銅合金板，包括銅合金基板、稀土防護(hù)層，所述銅合金基板為多晶莫來(lái)石短纖維改性銅合金，所述稀土防護(hù)層為鈰-鉻-累托石復(fù)合材料，所述銅合金基板與所述稀土防護(hù)層通過(guò)高溫粘結(jié)劑復(fù)合。

其中，銅合金基板采用鑄滲工藝制得，工藝步驟如下：1)將水玻璃溶于去離子水中，然后將長(zhǎng)徑比137的多晶莫來(lái)石短纖維、氯化鈉、氯化銨加入其中，超聲分散5min，得預(yù)制液，將預(yù)制液噴涂在注模表面，噴涂厚度為0.3-0.4mm，烘干備用；2)將銅合金置于中頻感應(yīng)爐中，先在氮?dú)夥諊?50℃預(yù)熱1.5h，然后升溫至熔融，取樣分析、調(diào)整合格后，在1180℃條件下采用負(fù)壓澆注即得銅合金基板，負(fù)壓度為0.053mpa。預(yù)制液中各組分百分含量如下：水玻璃20％、氯化鈉9％、氯化銨3％、多晶莫來(lái)石短纖維5％、余量為去離子水。

稀土防護(hù)層制備工藝如下：1)將累托石真空研磨至粒徑小于0.05mm，備用；2)將鉻酸鈉、氯化鈰、氯化鈉溶于去離子水，攪拌均勻后向其中加入丙二醇丁醚，然后在30℃條件下恒溫振蕩30min，得混合液；3)將研磨后的累托石在攪拌條件下緩慢加入混合液中，添加完成后在60℃條件下保溫1.5h，即得稀土防護(hù)層材料?；旌弦褐懈鹘M分百分含量如下：鉻酸鈉8％、氯化鈰11％、氯化鈉3％、丙二醇丁醚4.5％、去離子水余量。

實(shí)施例4：

一種換熱器用防腐耐高溫復(fù)合銅合金板，包括銅合金基板、稀土防護(hù)層，所述銅合金基板為多晶莫來(lái)石短纖維改性銅合金，所述稀土防護(hù)層為鈰-鉻-累托石復(fù)合材料，所述銅合金基板與所述稀土防護(hù)層通過(guò)高溫粘結(jié)劑復(fù)合。

其中，銅合金基板采用鑄滲工藝制得，工藝步驟如下：1)將水玻璃溶于去離子水中，然后將長(zhǎng)徑比130的多晶莫來(lái)石短纖維、氯化鈉、氯化銨加入其中，超聲分散5min，得預(yù)制液，將預(yù)制液噴涂在注模表面，噴涂厚度為0.3-0.4mm，烘干備用；2)將銅合金置于中頻感應(yīng)爐中，先在氮?dú)夥諊?70℃預(yù)熱1.4h，然后升溫至熔融，取樣分析、調(diào)整合格后，在1190℃條件下采用負(fù)壓澆注即得銅合金基板，負(fù)壓度為0.052mpa。預(yù)制液中各組分百分含量如下：水玻璃25％、氯化鈉8％、氯化銨2.5％、多晶莫來(lái)石短纖維6.5％、余量為去離子水。

稀土防護(hù)層制備工藝如下：1)將累托石真空研磨至粒徑小于0.05mm，備用；2)將鉻酸鈉、氯化鈰、氯化鈉溶于去離子水，攪拌均勻后向其中加入丙二醇丁醚，然后在30℃條件下恒溫振蕩20min，得混合液；3)將研磨后的累托石在攪拌條件下緩慢加入混合液中，添加完成后在60℃條件下保溫1h，即得稀土防護(hù)層材料。混合液中各組分百分含量如下：鉻酸鈉8％、氯化鈰10％、氯化鈉4％、丙二醇丁醚5％、去離子水余量。

實(shí)施例5：

一種換熱器用防腐耐高溫復(fù)合銅合金板，包括銅合金基板、稀土防護(hù)層，所述銅合金基板為多晶莫來(lái)石短纖維改性銅合金，所述稀土防護(hù)層為鈰-鉻-累托石復(fù)合材料，所述銅合金基板與所述稀土防護(hù)層通過(guò)高溫粘結(jié)劑復(fù)合。

其中，銅合金基板采用鑄滲工藝制得，工藝步驟如下：1)將水玻璃溶于去離子水中，然后將長(zhǎng)徑比135的多晶莫來(lái)石短纖維、氯化鈉、氯化銨加入其中，超聲分散10min，得預(yù)制液，將預(yù)制液噴涂在注模表面，噴涂厚度為0.3-0.4mm，烘干備用；2)將銅合金置于中頻感應(yīng)爐中，先在氮?dú)夥諊?60℃預(yù)熱1.3h，然后升溫至熔融，取樣分析、調(diào)整合格后，在1200℃條件下采用負(fù)壓澆注即得銅合金基板，負(fù)壓度為0.055mpa。預(yù)制液中各組分百分含量如下：水玻璃25％、氯化鈉8％、氯化銨2％、多晶莫來(lái)石短纖維4.5％、余量為去離子水。

稀土防護(hù)層制備工藝如下：1)將累托石真空研磨至粒徑小于0.05mm，備用；2)將鉻酸鈉、氯化鈰、氯化鈉溶于去離子水，攪拌均勻后向其中加入丙二醇丁醚，然后在30℃條件下恒溫振蕩20min，得混合液；3)將研磨后的累托石在攪拌條件下緩慢加入混合液中，添加完成后在60℃條件下保溫1.2h，即得稀土防護(hù)層材料。混合液中各組分百分含量如下：鉻酸鈉5％、氯化鈰10％、氯化鈉2％、丙二醇丁醚2％、去離子水余量。

實(shí)施例6：

一種換熱器用防腐耐高溫復(fù)合銅合金板，包括銅合金基板、稀土防護(hù)層，所述銅合金基板為多晶莫來(lái)石短纖維改性銅合金，所述稀土防護(hù)層為鈰-鉻-累托石復(fù)合材料，所述銅合金基板與所述稀土防護(hù)層通過(guò)高溫粘結(jié)劑復(fù)合。

其中，銅合金基板采用鑄滲工藝制得，工藝步驟如下：1)將水玻璃溶于去離子水中，然后將長(zhǎng)徑比136的多晶莫來(lái)石短纖維、氯化鈉、氯化銨加入其中，超聲分散5min，得預(yù)制液，將預(yù)制液噴涂在注模表面，噴涂厚度為0.3-0.4mm，烘干備用；2)將銅合金置于中頻感應(yīng)爐中，先在氮?dú)夥諊?70℃預(yù)熱1.5h，然后升溫至熔融，取樣分析、調(diào)整合格后，在1180℃條件下采用負(fù)壓澆注即得銅合金基板，負(fù)壓度為0.054mpa。預(yù)制液中各組分百分含量如下：水玻璃15％、氯化鈉10％、氯化銨2.5％、多晶莫來(lái)石短纖維5.5％、余量為去離子水。

稀土防護(hù)層制備工藝如下：1)將累托石真空研磨至粒徑小于0.05mm，備用；2)將鉻酸鈉、氯化鈰、氯化鈉溶于去離子水，攪拌均勻后向其中加入丙二醇丁醚，然后在30℃條件下恒溫振蕩25min，得混合液；3)將研磨后的累托石在攪拌條件下緩慢加入混合液中，添加完成后在60℃條件下保溫1.2h，即得稀土防護(hù)層材料?；旌弦褐懈鹘M分百分含量如下：鉻酸鈉7％、氯化鈰12％、氯化鈉3％、丙二醇丁醚4％、去離子水余量。

將本發(fā)明制得的產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試，數(shù)據(jù)如下：抗拉強(qiáng)度為452mpa，耐鹽霧時(shí)間(至表面出現(xiàn)氣泡、白點(diǎn)等現(xiàn)象)為680h，130℃工作1000h后，抗拉強(qiáng)度變化率為4.5％，耐鹽霧時(shí)間變化率為6％。(以上數(shù)據(jù)均為實(shí)施例平均值)

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。