专利名称：板式换热器用耐蚀金属基复合材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制作板式换热器的板材，尤其涉及一种板式换热器用耐蚀金属基复合材料。
背景技术：
板式换热器在选材时使用较多的是不锈钢、纯镍，甚至是钛材，不锈钢传热效率低，且在某些介质中有点蚀倾向而不适合板式换热器使用，纯镍、钛虽然可以克服上述缺陷，但其价格昂贵，必然使板式换热器的制作成本大为提高。
发明内容
本发明提供一种能够降低板式换热器的制作成本且有利于延长板式换热器的使用寿命、改善传热和抗垢性能的板式换热器用耐蚀金属基复合材料。
本发明采用如下技术方案一种板式换热器用耐蚀金属基复合材料，是在铜或铜合金的表面沉积有化学镀镍层，该化学镀镍层包括镍和磷，其质量配比为Ni(87％-91％)∶P(9％-13％)。
与现有技术相比，本发明具有如下优点(1)本发明是在铜或铜合金的表面沉积有化学镀镍层，铜或铜合金表面覆盖化学镀镍层后，即使万一表面出现空隙，尽管在氯含量很高的介质中也不会出现针孔腐蚀，从而使本发明在用于板式换热器制造时，能够降低其制作成本，并能延长使用寿命。
(2)本发明在化学镀镍磷层的表面再化学沉积有Ni-P-聚四氟乙烯，改变了本发明的表面张力，从而使本发明能够阻止板式换热器所接触的介质在其表面结垢，使本发明具有阻垢的优点，并提高板式换热器的传热效率。
(3)本发明的铜或铜合金可以是铜或铜合金基板，也可以采用镀在碳钢或不锈钢板材表面的铜或铜合金镀层，可使本发明在具有上述优点的同时，进一步降低板式换热器的制作成本。
图1是35000mg/L的NaCL溶液中几种材料的电化学极化曲线，1.-铜合金H68；6.-铜合金H68表面化学镀镍2.-紫铜； 4.-紫铜表面化学镀镍3.-铜合金HSn-70A 5.-铜合金HSn-70A化学镀镍。
具体实施例方式
实施例1一种板式换热器用耐蚀金属基复合材料，在铜或铜合金的表面沉积有化学镀镍层，该化学镀镍层包括镍和磷，其质量配比为Ni(87％-91％)∶P(9％-13％)，其中，Ni及P的质量配比可选择87％∶13％，91％∶9％，或89％∶11％。在化学镀镍层的表面化学沉积有镍-磷-聚四氟乙烯复合层，该镍-磷-聚四氟乙烯复合层包括镍、磷和聚四氟乙烯，聚四氟乙烯为镀层质量的(0.001％-5％)，镍为镀层质量的(82.7％-94.9％)和磷为镀层质量的(4.75％-12.99％)，在本实施例中，聚四氟乙烯、镍及磷的配比可具体选择如下聚四氟乙烯为镀层质量的0.001％，镍为镀层质量的94.9％和磷为镀层质量的5.099％；聚四氟乙烯为镀层质量的5％，镍为镀层质量的82.7％和磷为镀层质量的12.3％；或者，聚四氟乙烯为镀层质量的2％，镍为镀层质量的85.01％和磷为镀层质量的12.99％。本发明的作为基材的铜或铜合金可以采用镀在碳钢板材表面的铜或铜合金镀层；也可以采用镀在不锈钢板材表面的铜或铜合金镀层。
参见图1，当铜或铜合金的表面覆盖化学镀镍镀层后，极化曲线的阳极Tafel斜率增大，阳极过程得到明显抑制，耐蚀能力提高。
表1 含不同浓度Cl-溶液中的自腐蚀电位(mV vs.SCE)
不同型号的铜电极表面化学镀镍后在相同Cl-浓度下电化学行为相近，且相对铜或铜合金表现为阳极，因此从材料结构上杜绝了大阴极小阳极的针孔腐蚀产生。
上述板式换热器用耐蚀金属基复合材料可以采用如下方法来制备方法一、将基材是铜和铜合金的板式换热器板片按高耐蚀化学镀镍工艺进行表面化学镀镍，例如可采用国防工业出版社2006年6月出版的、作者为姜晓霞，沈伟的《化学镀理论与实践》中的基体化学镀镍方法，使基体表面覆盖5-100μm的耐蚀化学镀镍镀层，再将板片进行复合镀化学镀镍处理，例如可采用《材料保护》1995年第28卷第1期中的、作者为何正山胡信国的“无电解复合镀镍-磷-聚四氟乙烯工艺”一文中的复合化学镀的工艺，使镍、磷、及PTFE产生共沉积在其表面覆盖3-50μm的复合镀层。
方法二、如果板式换热器板片的基材是碳钢或不锈钢，则先在板片表面电镀20-40μm的铜，然后再执行方法一的步骤。
表2 对复合化学镀镍处理的表面进行扫描电镜(SEM)分析各元素的含量
表3 不同材料的中性盐雾实验2200小时的腐蚀数据
从表3可知，铜及铜合金表面化学镀镍处理后，在中性盐雾条件下的耐蚀能力与钛相当。
实施例2一种板式换热器用耐蚀金属基复合材料，在铜或铜合金的表面沉积有化学镀镍层，该化学镀镍层由镍和磷组成，其质量配比为Ni(87％-91％)∶P(9％-13％)。其中，Ni及P的质量配比可选择87％∶13％，91％∶9％，或89％∶11％。在化学镀镍层的表面化学沉积有镍-磷-聚四氟乙烯复合层，该镍-磷-聚四氟乙烯复合层由镍、磷和聚四氟乙烯组成，聚四氟乙烯为镀层质量的(0.001％-5％)，镍为镀层质量的(82.7％-94.9％)和磷为镀层质量的(4.75％-12.99％)，在本实施例中，聚四氟乙烯、镍及磷的配比可具体选择如下聚四氟乙烯为镀层质量的0.001％，镍为镀层质量的94.9％和磷为镀层质量的4.75％；聚四氟乙烯为镀层质量的5％，镍为镀层质量的82.7％和磷为镀层质量的12.3％；或者，聚四氟乙烯为镀层质量的3％，镍为镀层质量的85.01％和磷为镀层质量的12.99％。
实施例3一种板式换热器用耐蚀金属基复合材料，在铜或铜合金的表面沉积有化学镀镍层，该化学镀镍层包括镍、磷和铜，其质量配比为Ni(82％90％)∶P(9％-13％)∶Cu(1％-5％)，其中，Ni、P及Cu的质量配比可选择82％∶13％∶5％，90％∶9％∶1％，或87％∶11％∶2％。在化学镀镍层的表面化学沉积有镍-磷-聚四氟乙烯复合层，该镍-磷-聚四氟乙烯复合层包括镍、磷、聚四氟乙烯，聚四氟乙烯为镀层质量的(0.001％-5％)，镍为镀层质量的(82.7％-94.9％)、磷为镀层质量的(4.75％-12.99％)，在本实施例中，聚四氟乙烯、镍、磷的配比可具体选择如下聚四氟乙烯为镀层质量的0.001％，镍为镀层质量的94.9％、磷为镀层质量的5.099％；聚四氟乙烯为镀层质量的5％，镍为镀层质量的82.7％、磷为镀层质量的12.3％；或者，聚四氟乙烯为镀层质量的2％，镍为镀层质量的85.01％、磷为镀层质量的12.99％，上述镍-磷-聚四氟乙烯复合层还可以包括铜，铜为镀层质量的(1％-4％)。
权利要求
1.一种板式换热器用耐蚀金属基复合材料，其特征在于在铜或铜合金的表面沉积有化学镀镍层，该化学镀镍层包括镍和磷，其质量配比为Ni(87％-91％)∶P(9％-13％)。
2.根据权利要求1所述的板式换热器用耐蚀金属基复合材料，其特征在于在化学镀镍层的表面化学沉积有镍-磷-聚四氟乙烯复合层，该镍-磷-聚四氟乙烯复合层包括镍、磷和聚四氟乙烯，聚四氟乙烯为镀层质量的0.001％-5％，镍为镀层质量的(82.7％-94.9％)和磷为镀层质量的(4.75％-12.99％)。
3.根据权利要求1或2所述的板式换热器用耐蚀金属基复合材料，其特征在于铜或铜合金采用镀在碳钢板材表面的铜或铜合金镀层。
4.根据权利要求1或2所述的板式换热器用耐蚀金属基复合材料，其特征在于铜或铜合金采用镀在不锈钢板材表面的铜或铜合金镀层。
全文摘要
本发明公开了一种板式换热器用耐蚀金属基复合材料，是在铜或铜合金的表面沉积有化学镀镍层，该化学镀镍层包括镍和磷，其质量配比为Ni(87％－91％)∶P(9％－13％)。本发明是在铜或铜合金的表面沉积有化学镀镍层，铜或铜合金表面覆盖化学镀镍层后，即使万一表面出现空隙，尽管在氯含量很高的介质中也不会出现针孔腐蚀，从而使本发明在用于板式换热器制造时，能够降低其制作成本，并能延长使用寿命。本发明在化学镀镍磷层的表面再化学沉积有Ni－P－聚四氟乙烯，改变了本发明的表面张力，从而使本发明能够阻止板式换热器所接触的介质在其表面结垢，使本发明具有阻垢的优点，并提高板式换热器的传热效率。
文档编号B32B15/00GK1876892SQ200610088310
公开日2006年12月13日 申请日期2006年7月10日 优先权日2006年7月10日
发明者吴浩 申请人:南京怡达科技有限公司