专利名称：异型无氧铜散热器及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采暖装置，具体说来是一种用于工矿、企业、家庭等室内的采暖装置及其生产工艺。
背景技术：
国家“九五”计划及2010年远景目标纲要精神，要求淘汰耗能高，效果差的铸铁散热器。因此，目前市场推出了钢制散热器、铝制散热器、铜铝复合型散热器。但是这几种散热器在使用中都存在缺点和不足，不能适应我国日益发展的现代化建筑要求。钢制散热器虽然表面光洁，体积小，但散热能力差；铝制散热器表面光洁，体积小重量轻，散热能力稍高于铸铁散热器，但耐腐蚀能力差；铜铝复合散热器，散热能力高于铸铁，防腐能力有所提高，但制造难度大，成本高。虽然这三种散热器，比国家要求淘汰的铸铁散热器性能有一定程度的提高，但效果还不理想。在散热器的连接过程中，传统的黄铜、紫铜焊接技术因其成本高、效率低、焊接面粗糙、焊渣不易清理等缺陷，也没有广泛被采用。可拆卸连接工艺复杂，可靠性差，安装复杂，成本高；吞接、胀接也由于难度大、强度低、效果差不被使用。
发明内容
本发明的目的就是能够克服上述不足，而提供一种散热片截面形状多样、并通过以无氧铜为原材料和不加辅料的铜制采暖散热器银铜焊接工艺及低铬钝化工艺，使产品耐压能力强、热效率高、环保、防腐、并且具有使用寿命长、成本低的特点。
本发明的是这样实现的异型无氧铜散热器采用异型无氧铜材料制成，散热器为柱型、方孔翅形、弓形、燕尾形、矩形，两端按对应关系分别连接在上联管和下联管之间。
所述的方孔翅形也可制成方孔多翅形、圆孔翅形。
所述的弓形也可制成双孔弓形、三孔弓形、四孔弓形、五孔弓形。
所述的燕尾形也可制成双孔燕尾形、三孔燕尾形、圆孔燕尾形。
所述的矩形也可制成双孔矩形、三孔矩形、四孔矩形、五孔矩形、圆孔矩形。
所述的异型无氧铜散热器的生产工艺，其工艺流程为 连接是将异型无氧铜散热片组成散热器的焊接过程，焊接步骤为①、配制散热器焊接用银铜焊条用50％的白银屑与50％的紫铜屑混合后放置于坩锅内，木炭覆盖厚度为50mm，加热至1200℃，保温5min，浇铸于预先准备好的钢模内，即配制成银含量45％左右的银铜中间合金；用同样的方法配制锡含量40％的铜锡中间合金和磷含量30％的磷铜中间合金；取50％的银铜合金，40％的锡铜合金，10％的磷铜合金混合后熔化、搅拌、浇铸，即配制成银铜焊条坯料，其成份含量为Cu＝50～60％、Ag＝20～25％、P＝3～5％；将银铜焊料坯轧制，拉伸加工成直径为2mm的焊条；②焊口处理银铜焊条吞入深度3～5mm；配合尺寸孔0+0.50轴±0.2；焊口去毛刺；③焊接首先根据产品的规格型号，将合格的异型无氧铜散热片及进出水管组装在相应的工装内，调整间隙，使整体尺寸附合标准公差后固定；其次使用氧炔焰焊接法，焊接温度＜550℃、＞400℃；氧气低压阀调至3-4Mpa，乙炔控制阀调至0.3-0.4Mpa，根据散热器的表面温度和工作经验调整焊枪O2及C2H2手动开关，以保证铜焊条既要快速熔化钎入焊缝，又不能使熔化后的焊料溅至散热器其它部位；表面处理(低铬钝化)①用2-4％的金属清洁剂，视油污的轻重，可在室温浸泡数分钟，油污严重时，可加温为50-80℃水洗后不挂水珠即可；②化学抛光，采用磷酸基溶液抛光硝酸(HNO3密度1.50) 10-20％(W％)磷酸(H3PO4密度1.7) 40-50％(W％)36％醋酸(CH3COOH密度1.04) 30-40％(W％)温度 50-65℃时间 3-10mina、工件应干燥后或充分抖去积水后，再抛光；b、抛光液按醋酸、磷酸、硝酸顺序配制；c、抛光后须清洁干净，淋干后进入钝化槽；③钝化，铬酐(CrO3) 80-200克/升硫酸(H2SO4) 10-40克/升a、在室温下，钝化处理3-15秒(可反复几次)，直到颜色均匀；b、钝化后的工件用冷水清洗后用压缩空气吹干或淋干，必要时，在60-90℃下烘干；c、钝化液配制顺序铬酐加水溶解后，再加硫酸。
本发明采用无氧铜作为原材料、并通过银铜焊接工艺与低铬钝化技术，生产出具有弓形、燕尾形、翅形、矩形等多种形式的采暖散热器使本发明具有如下优点
①无氧铜(TU2)材质优良，铜热导率407W/(m.k)与铁热导率54W/(m.k)，钢热导率48W/(m.k)，铝热导率238W/(m.k)相比，铜的热导率是铁的7.5倍、钢的8.5倍、铝的1.7倍、铝合金的2.3倍。因此，本发明所采用的材质导热能力强。
②性能稳定a、抗冻，适用温度-195℃～205℃；b、耐腐蚀，适用任何水质和气体；d、使用寿命长，是铁的6倍，钢的4倍，铝的5倍；③根据铜的特性，能抗菌、杀菌，因此利于环境保护和人体健康；④体积小、重量轻，外观高雅华贵，既节约空间又减轻楼房负载，同时还能起到厅室装饰作用。同样的散热效果时，重量是铸铁散热器的1/6。
四
图1为本发明柱型结构示意图；图2为本发明翅形散热片I立体示意图；图3为本发明翅形散热片II立体示意图；图4为本发明翅形散热片III立体示意图；图5为本发明弓形散热片I立体示意图；图6为本发明弓形散热片II立体示意图；图7为本发明弓形散热片III立体示意图；图8为本发明燕尾形散热片I立体示意图；图9为本发明燕尾形散热片II立体示意图；图10为本发明燕尾形散热片III立体示意图；图11为本发明矩形散热片I示立体意图；图12为本发明矩形散热片II立体示意图；图13为本发明矩形散热片III立体示意图。
五、具体实施方案如图1所示，散热器1采用异型无氧铜材料制成，散热器1为柱型、方孔翅形、弓形、燕尾形、矩形，两端按对应关系分别连接在上联管2和下联管3之间；如图2～图4所示，方孔翅形也可制成方孔多翅形、圆孔翅形；如图5～图7所示，弓形也可制成方孔弓形、圆孔弓形、双孔弓形、多孔弓形；如图8～图10所示，燕尾形也可制成方孔燕尾形、双孔燕尾形、三孔燕尾形、圆孔燕尾形；如图11～图13所示，矩形也可制成双孔矩形、三孔矩形、四孔矩形、五孔矩形、圆孔矩形。
本发明的工艺流程(1)、采用工频有芯感应电炉将普通1#阴极铜板，清洁处理凉干后投入熔铜炉中，达到1150℃度后熔化为铜液，加入微量元素搅拌3分钟，再加入脱氧剂(该脱氧剂具有脱氧保温作用)搅拌后稳定10分钟，即达到TU材质。
(2)、模具制作采用线切割方法加工石墨模具，如翅形、矩形、弓形、燕尾形等多种异型无氧铜散热片模具，再经精细修研即可。
(3)、连铸连铸的过程是铜液经石墨模具及冷凝器直接成形的过程。
(4)、定尺校正使用校直机校正，根据不同产品采用适合于其的工装夹具，使散热片坯的下料长度误差减小到1mm以内，直线度减小到3mm/m，达到设计要求。
(5)连接是将异型无氧铜散热片与进出水管及其它器件组成散热器的焊接过程，焊接步骤为①配制散热器焊接用银铜焊条用50％的白银屑与50％的紫铜屑混合后放置于坩锅内，木炭覆盖厚度为50mm，加热至1200℃，保温5min，浇铸于预先准备好的钢模内，即配制成银含量45％左右的银铜中间合金；配制锡含量40％的锡铜中间合金和磷含量30％的磷铜中间合金；取50％的银铜合金，40％的锡铜合金，10％的磷铜合金混合后熔化、搅拌、浇铸，即配制成银铜焊条坯料，其成份含量为Cu＝50～60％、Ag＝20～25％、P＝3～5％；将银铜焊料坯轧制，拉伸加工成直径为2mm的焊条；②焊口处理经此工艺生产的异型无氧铜散热片和使用该银铜焊条焊接过程中的焊口不需要特殊处理(如酸洗、打坡口等)，但对尺寸有一定的要求。
银铜焊条吞入深度3～5mm；配合尺寸孔0+0.50轴±0.2；焊口去毛刺；③焊接首先根据产品的规格型号，将合格的异型无氧铜散热片及进出水管组装在相应的工装内，调整间隙，使整体尺寸附合标准公差后固定；其次使用氧炔焰焊接法，焊接温度＜550℃、＞400℃；氧气低压阀调至3-4Mpa，乙炔控制阀调至0.3-0.4Mpa，根据散热器的表面温度和工作经验调整焊枪O2及C2H2手动开关，以保证铜焊条既要快速熔化钎入焊缝，又不能使熔化后的焊料溅至散热器其它部位，影响表面质量，焊接过程中不需要硼砂等焊接辅料，避免了难以清除的焊渣存在。焊接时应根据散热片的规格尺寸及壁厚大小适当调整焊接温度，使散热器焊缝抗拉强度可达26Mpa，焊口光滑，焊料厚度均匀，以达到最佳焊接效果。
(6)、检测检测过程一是目测外观，二是进行打压试验。具体方法是将散热器三端封闭，一端接通0.8Mpa以上的气压，放入清洁的水中，保压5min观察无渗漏气泡即为合格。
(7)、表面处理(低铬钝化)①用2-4％的金属清洁剂，视油污的轻重，可在室温浸泡数分钟，油污严重时，可加温为50-80℃水洗后不挂水珠即可；②化学抛光，采用磷酸基溶液抛光硝酸(HNO3密度1.50) 10-20％(W％)磷酸(H3PO4密度1.7)40-50％(W％)36％醋酸(CH3COOH密度1.04) 30-40％(W％)温度 50-65℃时间 3-10mina、为了防止过量的水带入抛光槽内，工件应干燥后或充分抖去积水后，再抛光；b、在使用过程中，适量补充以上诸酸，其量应按工件的光亮程度来定，切记不宜随意多加；c、抛光后须清洁干净，淋干后进入钝化槽；d、配制抛光液的顺序醋酸、磷酸、硝酸。
③钝化钝化处理能提高铜及铜合金的耐蚀性，是防止腐蚀的一种高效方法，其方法为铬酐(CrO3) 80-200克/升硫酸(H2SO4) 10-40克/升a、在室温下，钝化处理3-15秒(可反复几次)，直到颜色均匀；b、钝化后的工件用冷水清洗，用冷水清洗后，可用压缩空气吹干或淋干，必要时，在60-90℃下烘干；使腊层老化，进一步提高其耐蚀性能；c、钝化液配制顺序铬酐加水溶解后，再加硫酸，切记次序不可颠倒。
(8)包装为保证异型无氧铜散热器表面的华丽本色，保护其表面抗菌、杀菌特性，不得损坏其表面光滑平整，损坏其低铬钝化表面层。首先将成品散热器用软膨化塑料带缠包后放入订制好的膨化塑料壳内，再将使用说明书及相应配件放置于膨化塑料壳穴内，最后装入包装箱，封装后入库。
权利要求
1.一种异型无氧铜散热器，其特征是散热器(1)采用异型无氧铜材料制成，散热器(1)为柱型、方孔翅形、弓形、燕尾形、矩形两端按对应关系分别连接在上联管(2)和下联管(3)之间。
2.根据权利要求1所述的异型无氧铜散热器，其特征是所述的方孔翅形也可制成方孔多翅形、圆孔翅形。
3.根据权利要求1所述的异型无氧铜散热器，其特征是所述的弓形也可制成双孔弓形、三孔弓形、四孔弓形、五孔弓形。
4.根据权利要求1所述的异型无氧铜散热器，其特征是所述的燕尾形也可制成双孔燕尾形、三孔燕尾形、圆孔燕尾形。
5.根据权利要求1所述的异型无氧铜散热器，其特征是所述的矩形也可制成双孔矩形、三孔矩形、四孔矩形、五孔矩形、圆孔矩形。
6.一种制造权利要求1所述的异型无氧铜散热器的生产工艺，其工艺流程为 其特征是所述的连接是将异型无氧铜散热片组成散热器的焊接过程，焊接步骤为①、配制散热器焊接用银铜焊条用50％的白银屑与50％的紫铜屑混合后放置于坩锅内，木炭覆盖，厚度为50mm，加热至1200℃，保温5min，浇铸于预先准备好的钢模内，即配制成银含量45％左右的银铜中间合金；用同样的方法配制锡含量40％的锡铜中间合金和磷含量30％的磷铜中间合金；取50％的银铜合金，40％的锡铜合金，10％的磷铜合金混合后熔化、搅拌、浇铸，即配制成银铜焊条坯料，其成份含量为Cu＝50～60％、Ag＝20～25％、Sn＝15～20％、P＝3～5％；将银铜焊料坯轧制，拉伸加工成直径为φ2mm的焊条；②焊口处理焊口吞入深度3～5mm；配合尺寸孔0+0.50轴±0.2；焊口去毛刺；③焊接首先根据产品的规格型号，将合格的异型无氧铜散热片及进出水管组装在相应的工装内，调整间隙，使整体尺寸附合标准公差后固定；其次使用氧炔焰焊接法，焊接温度＜550℃、＞400℃；氧气低压阀调至3-4Mpa，乙炔控制阀调至0.3-0.4Mpa，根据工作经验调整焊枪O2及C2H2手动开关，以保证银铜焊条既要快速熔化钎入焊缝，又不能使熔化后的焊料溅至散热器其它部位；表面处理(低铬钝化)①用2-4％的金属清洁剂，视油污的轻重，可在室温浸泡数分钟，油污严重时，可加温为50-80℃水洗后不挂水珠即可；②化学抛光，采用磷酸基溶液抛光硝酸(HNO3密度1.50) 10-20％(W％)磷酸(H3PO4密度1.70)40-50％(W％)36％醋酸(CH3COOH密度1.04) 30-40％(W％)温度 50-65℃时间 3-10mina、工件应干燥后或充分抖去积水后，再抛光；b、抛光液按醋酸、磷酸、硝酸顺序配制；c、抛光后须清洁干净，淋干后进入钝化槽；③钝化，铬酐(CrO3)80-200克/升硫酸(H2SO4) 10-40克/升a、在室温下，钝化处理3-15秒(可反复几次)，直到颜色均匀；b、钝化后的工件用冷水清洗后可用压缩空气吹干或淋干，必要时，在60-90℃下烘干；c、钝化液配制顺序铬酐加水溶解后，再加硫酸。
全文摘要
公开了一种异型无氧铜散热器及其生产工艺，本发明采用无氧铜作为原材料、并通过银铜焊接工艺与低铬钝化技术，生产出具有弓形、燕尾形、翅形、矩形等多种形式的采暖散热器，使本发明具有耐压能力强、热效率高、环保、防腐、体积小、重量轻，外观高雅华贵，并且使用寿命长、成本低的特点。
文档编号B23K35/28GK1510387SQ02151610
公开日2004年7月7日 申请日期2002年12月23日 优先权日2002年12月23日
发明者冯勇, 徐西峰, 王玉振, 冯 勇 申请人:冯勇, 冯 勇