专利名称：散热器化学镀镍-磷合金工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及散热器防腐处理，具体为一种散热器化学镀镍-磷合金工艺。
背景技术：
散热器广泛应用于工厂、机关、学校等各个领域的建筑环境的取暖、散热、换热场合。全国每年因腐蚀而报废的散热器高达近百万吨。决定散热器使用寿命的主要客观因素是金属的抗腐蚀性能；为散热器提供热源的媒体主要是水和蒸汽，它们所含的氧及水、汽所含的腐蚀性物质对钢的腐蚀是目前困扰敷热器的一大难题。它要求水中含氧量不大于0. 05克/立方米，尽管提供散热器使用的热水是经过防氧处理的，但由于多种原因，大面积的集中供热方式无法使整个系统密闭，从而导致无法与氧气隔绝，加之停止供热后系统难以进行满水保养，这样，供热系统中的含氧量就超过标准，钢、铝制散热器的使用对热媒有一定要求，氧化腐蚀无法避免，特别是在潮湿状态下，氧化更加严重。加之散热器中工作介质里含有无机盐、硫化物、氮化物、有机盐、氧、二氧化碳、水份等具有高腐蚀性的物质，所以碳钢制造的散热器使用寿命少则只有二三年，多则五六年；还有采用合金钢制造的散热器腐蚀亦很严重，最大的局部腐蚀速率高达0. 5mm/年以上，平均腐蚀速率也达到0. 5 1. Omm/年。散热器之所以有如此高的腐蚀损坏率，除制造材料的因素外，其主要原因之一是因为目前散热器的制造技术和防腐技术都不能很好的防止或控制腐蚀损坏的进行。由于管壳式散热器是采用金属材料通过冲压焊接成型制造的，管板或散热管通过焊接、胀接或胀焊接方式连接起来，在焊口或胀口处产生残余焊接应力，或残余扩胀拉弓I应力，再加之设备运行中的工作压力造成的拉应力，使散热管接头处形成易损区，在腐蚀介质中极易产生应力腐蚀断裂；另外在散热管与管的焊接时存在的间隙，使电解质溶液进入缝隙之中，并在其中停滞，更加剧了腐蚀。因此钢制、铝制散热器必须进行内防腐处理。有的生产厂家采用磷化处理，收效甚微。近来，还有的生产公司家采用有机涂料涂镀散热器内腔以防腐，收到一定效果，但这种涂料的附着力，耐冲刷性如何尚待观察。另外，从涂料的物质分析，其中含有金属氧化物， 一旦涂层不匀，哪怕出现一个小小的气泡，就会形成金属电化学腐蚀，其腐蚀速度更快；另外，对金属材料散热器进行表面保护，来提高其使用寿命，对散热器器的防腐性能和使用寿命都有所提高，但内腐蚀无法解决。以铜管代替钢管、铝管的防腐蚀措施目前已被散热器公司家广泛采用，铜是良好的导热材料，其耐氧化与碱腐蚀的性能倶佳。用铜管作为通水部件，可以大大提高散热器的使用寿命，避免因不规范的供暖系统导致的漏水，但造价昂贵，使一次性投资大大增加。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述技术存在的不足，提供了一种可对普通碳钢、合金钢或铝合金材料制造的散热器化学镀镍_磷合金工艺，经本发明方法生产出的产品具有耐高温、防腐蚀、使用寿命长的特点。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现散热器化学镀镍-磷合金工艺，其特征在于其工艺步骤为①散热器产品、配件检查_机械除锈_前处理_活化_水冲洗_化学镀镍_磷_后处理_检查_喷塑_修整_成品； ②检验整理将散热器管制成散热器产品后检验散热管基体结构达到合格产品标准，进行机械除锈表面整理； ③除油根据镀件表面的油污状态，可以分别采用汽油、有机溶剂、金属洗涤剂进行使用汽油除油后需晾干，待汽油全部挥发后再进行其它除油；除油必须对待镀工件整体进行；然后用水冲洗，浸入清水池待除锈； 除锈除锈采用化学除锈方法，化学除锈兼有对工件表面进行活化的功能将工件浸没在化学除锈液中，使需化学镀产品的表面上的锈全部除净为止除锈完毕后的工
件用水反复冲、洗，直至洗出的水的ra值呈中性时止，冲洗的目的是清除除锈时产生的杂
质，将冲洗完毕后的工件浸没在清水中，并保持清水池中的水要流动； ⑤活化将步骤④除锈后的散热器产品采用50%氯化氢溶液浸泡30秒-60秒进行活化； ⑥化学镀镍_磷合金经步骤⑤活化后的散热器产品迅速浸入化学镀镍_磷合金镀液中；散热器产品外围距离槽底、槽壁、液面的距离不小于20 30cm ;当多件产品同时施镀时，产品与产品之间的间隔不小于10cm、温度控制在85 87°C之间；施镀过程中每10 20分钟定期搅拌镀液，或对镀液采用循环法；随时观察施镀表面气泡的逸出状态，发现气泡在施镀表面停留积聚时，要移动产品消除施镀表面积聚的气泡；时间超过一小时的化学镀作业，须每隔一小时分析镀液中的镍合量并进行补加和调整K1值；散热器产品面积与镀液容积比应控制在1. 5 2. 5dm2/1 ;操作中及时调整镀液的成份，使各主要成份保持在所需的比例范围之内；当产品施镀过程中其镍、磷含量降低至最低值时，及时补加，补加时应
将试剂全部溶解；当化学镀过程的进行，镀液的ra值逐渐降低，其ra值低于规定值时，应用i : i的氨水调ra值，ra值用phb-8型笔式仪测量；及时过滤；每镀完一槽后必须进行过
滤，除去镀液中的反应杂质；及时清除槽壁上的镀积物，消除导致镀液自分解的因素；
⑦镀液的配制化学镀镍_磷合金镀液的配方硫酸镍(cp或电镀级)18 35g/1、主络合剂15 45g/l、辅助络合剂15 40g/l、缓冲剂10 30g/l、稳定剂适量、次磷酸钠(cp或电镀级)10 40g/l、ph值4. 5 5. 6 ;温度控制在80 90。C之间。
本发明所述的散热器化学镀镍-磷合金工艺，其工艺步骤也可以是将未焊接的散热器配件化学镀镍-磷合金，其工艺步骤与散热器产品处理过程相同，将散热器配件化学镀镍-磷合金后，进行组装焊接，采用TIG或MIG焊接，保证焊接部位的耐蚀性；组装焊接后进行表面处理，然后进行喷塑、包装后入库。 本发明的有益效果在于镍，具有良好的抗氧化性，在空气中，镍表面形成NiO薄膜，可阻止进一步氧化。实验证明纯度为99%的镍，20年内不会发生锈痕。镍的抗腐蚀能力很强，尤其是对苛性碱的抗蚀能力强，在50%的沸腾苛性钠溶液中镍每年的腐蚀速度不超过25微米。化学镀镍-磷合金是一种均匀的非晶态结构，它不存在晶界、位错、层错之类的缺陷，且各基体结合致密，腐蚀介质难于通过结合界面而侵蚀到基体金属，耐腐蚀性比电镀铬要好。另外，化学镀镍-磷合金几乎不受海水、盐水、淡水的侵蚀，在HCL和硫酸中的耐腐蚀性比不锈钢要好，它能耐多种介质的侵蚀，例如高浓度烧碱、硫化氢、乳酸等。镍一磷合金镀的原理是通过化学自催化反应(非电沉积)在镀件表面形成一层非晶态合金层。正是由于理想的非晶态结构和镀层的合金特性，避免了晶界腐蚀和晶界缺陷。被镀的部件可以获得极佳的耐腐蚀性能和满意的高硬度。镀层均匀，镀层厚度可严格控制，对电镀不能完成的微孔、盲孔均可施镀。并具有良好的钎焊性和良好的电磁屏蔽性。采用低碳钢化学镀镍_磷合金，使普通碳钢表面上形成一层致密的耐酸碱镍_磷合金膜，以保护内部的金属，来大幅度提高散热器寿命。钢材化学镀镍_磷合金后可耐S02、S03、H2S、NH3、C02、原油、海水、有机酸等多种化学介质的腐蚀。其耐蚀性较未化学镀镍_磷合金碳钢提高数倍至数十倍。在工业区大气、海洋和乡村环境中，化学镀镍-磷合金钢材是普通钢材耐蚀性的10倍-20倍；在20(TC连续加热条件下，化学镀镍_磷合金是普通钢材寿命的50倍，化学镀镍_磷合金钢材寿命相当于不锈钢。试验和实践证明，化学镀镍_磷合金钢在多种化学介质溶液中都是耐蚀的，在大部份中性和弱酸性溶液中都有足够的稳定性。采用钢、铝材经化学镀镍_磷合金后制作成散热器，或采用钢材按现有方法制造出散热器，再将散热器整体进行化学镀镍-磷合金，使散热器竖管(或横管)、连箱、焊接部位等部件同时在相同工艺条件下进行镀镍层防护处理， 本发明所述的散热器整体化学镀镍_磷合金和散热器配件化学镀镍_磷合金散热器在较低温度下对S02和H2S等腐蚀介质的耐均匀腐蚀性基本一致。散热器整体化学镀镍_磷合金可以消除焊接和胀接残余应力的80%以上，大大地控制了应力腐蚀的发生，并基本上不产生缝隙腐蚀。整体化学镀镍_磷合金散热器是在化学镀镍_磷合金前进行焊接的，不需改进焊接工艺，焊缝质量有充分保障，经镀镍后焊缝质量还有显著提高。未焊接的散热器配件化学经镀镍_磷合金后，进行组装焊接，采用TIG或MIG焊接，不破坏镍-磷合金镀层，保证了焊接部位的耐蚀性，提高了散热器的使用性能。通过本发明对普通碳钢或合金钢、铝制造的散热器进行化学镀镍-磷合金，可生产出耐高温、防腐蚀、抗磨损、使用寿命长的散热器，它包括钢制、铝制甚至铜制散热器。
具体实施方式
实施例 1、本发明的散热器化学镀镍-磷合金工艺，其工艺步骤为 ①散热器产品、配件检查_机械除锈_前处理_活化_水冲洗_化学镀镍_磷_后处理-检查-喷塑-修整-成品； ②检验整理将散热器管制成散热器产品后检验散热管基体结构达到合格产品标准，进行机械除锈表面整理； ③除油根据镀件表面的油污状态，可以分别采用汽油、有机溶剂、金属洗涤剂进行镀件使用汽油除油后晾干，待汽油全部挥发后再进行其它除油；除油必须对待镀工件整体进行；然后用水冲洗，浸入清水池待除锈； 除锈除锈采用化学除锈方法，化学除锈兼有对工件表面进行活化的功能将工件浸没在化学除锈液中，使需化学镀产品的表面上的锈全部除净为止除锈完毕后的工
件用水反复冲、洗，直至洗出的水的ra值呈中性时止，冲洗的目的是清除除锈时产生的杂
质，将冲洗完毕后的工件浸没在清水中，并保持清水池中的水要流动； ⑤活化将步骤④除锈后的散热器产品采用50%氯化氢溶液浸泡30秒进行活化；
5
⑥化学镀镍_磷合金经步骤⑤活化后的散热器产品迅速浸入化学镀镍_磷合金镀液中；散热器产品外围距离槽底、槽壁、液面的距离不小于20cm ;当多件产品同时施镀时，产品与产品之间的间隔不小于10cm、温度控制在85t:之间；施镀过程中每10分钟定期搅拌镀液，或对镀液采用循环法；随时观察施镀表面气泡的逸出状态，一旦发现气泡在施镀表面停留积聚时，要移动产品消除施镀表面积聚的气泡；时间超过一小时的化学镀作业，必
须每隔一小时分析镀液中的镍合量并进行补加和调整ra值；散热器产品面积与镀液容积
比应控制在1. 5dm2/1 ;操作中及时调整镀液的成份，使各主要成份保持在所需的比例范围之内；当产品施镀过程中其镍、磷含量降低至最低值时，及时补加，补加时应将试剂全部溶
解；当化学镀过程的进行，镀液的ra值逐渐降低，其ra值低于规定值时，应用i : i的氨水
调K1值，K1值用phb-8型笔式仪测量；及时过滤；每镀完一槽后必须进行过滤，除去镀液中的反应杂质；及时清除槽壁上的镀积物，消除导致镀液自分解的因素； ⑦镀液的配制化学镀镍-磷合金镀液的配方硫酸镍(cp或电镀级)18g/l 、主络合剂15g/l、辅助络合剂15g/l、缓冲剂10g/l、稳定剂适量、次磷酸钠(cp或电镀级)10g/1、ph值4. 5 ;温度控制在8(TC之间。 本发明所述的散热器化学镀镍_磷合金工艺，也可将未焊接的散热器配件化学镀镍_磷合金，其工艺步骤与钢、铝制散热器产品处理过程相同，散热器配件在化学镀镍_磷合金后，进行组装焊接，采用TIG或MIG焊接，保证焊接部位的耐蚀性。组装焊接后进行表面处理，然后进行喷塑、包装后入库。 2、本发明的散热器化学镀镍_磷合金工艺，其工艺步骤为①散热器产品、配件检查_机械除锈_前处理_活化_水冲洗_化学镀镍_磷_后处理_检查_喷塑_修整_成
PR ②检验整理将散热器管制成散热器产品后检验散热管基体结构达到合格产品标准，进行机械除锈表面整理； ③除油根据镀件表面的油污状态，可以分别采用汽油、有机溶剂、金属洗涤剂进行镀件使用汽油除油后晾干，待汽油全部挥发后再进行其它除油；除油必须对待镀工件整体进行；然后用水冲洗，浸入清水池待除锈； 除锈除锈采用化学除锈方法，化学除锈兼有对工件表面进行活化的功能将工件浸没在化学除锈液中，使需化学镀产品的表面上的锈全部除净为止除锈完毕后的工
件用水反复冲、洗，直至洗出的水的ra值呈中性时止，冲洗的目的是清除除锈时产生的杂
质，将冲洗完毕后的工件浸没在清水中，并保持清水池中的水要流动； ⑤活化将步骤④除锈后的散热器产品采用50%氯化氢溶液浸泡60秒进行活化； ⑥化学镀镍_磷合金经步骤⑤活化后的散热器产品迅速浸入化学镀镍_磷合金镀液中；散热器产品外围距离槽底、槽壁、液面的距离不小于30cm ;当多件产品同时施镀时，产品与产品之间的间隔不小于10cm、温度控制在87t:之间；施镀过程中每20分钟定期搅拌镀液，或对镀液采用循环法；随时观察施镀表面气泡的逸出状态，发现气泡在施镀产品表面停留积聚时，要移动产品消除施镀表面积聚的气泡；时间超过一小时的化学镀作业，须
每隔一小时分析镀液中的镍合量并进行补加和调整ra值；散热器产品面积与镀液容积比
应控制在2. 5dm2/1 ;操作中要及时调整镀液的成份，使各主要成份保持在所需的比例范围之内；当产品施镀过程中其镍、磷含量降低至最低值时，及时补加，补加时应将试剂全部溶
解；当化学镀过程的进行，镀液的ra值逐渐降低，其ra值低于规定值时，应用i : i的氨水 调ra值，ra值用phb-8型笔式仪测量；及时过滤；每镀完一槽后必须进行过滤，除去镀液中
的反应杂质；及时清除槽壁上的镀积物，消除导致镀液自分解的因素； ⑦镀液的配制化学镀镍-磷合金镀液的配方硫酸镍(cp或电镀级)35g/l 、主络 合剂45g/l、辅助络合剂40g/l、缓冲剂30g/l、稳定剂适量、次磷酸钠(cp或电镀级)40g/l、 ph值5. 6 ;温度控制在9(TC之间。 最后将经上述化学镀镍-磷合金工艺制成的散热器或配件进行喷塑、包装后入 库。 所述的散热器化学镀镍_磷合金工艺，也可将未焊接的散热器配件化学镀镍_磷 合金，其工艺步骤与散热器产品处理过程相同，散热器配件在化学镀镍-磷合金后，进行组 装焊接，采用TIG或MIG焊接，保证焊接部位的耐蚀性。组装焊接后进行表面处理，然后进 行喷塑、包装后入库。 本发明所述的前处理为除油、水清洗、化学除锈、水清洗、冲洗均为公知技术。
权利要求
散热器化学镀镍-磷合金工艺，其特征在于其工艺步骤为①散热器产品、配件检查—机械除锈—前处理—活化—水冲洗——化学镀镍-磷—后处理—检查——喷塑——修整——成品；②检验整理将散热器管制成散热器产品后检验散热管基体结构达到合格产品标准，进行机械除锈表面整理；③除油根据镀件表面的油污状态，可以分别采用汽油、有机溶剂、金属洗涤剂进行使用汽油除油后需晾干，待汽油全部挥发后再进行其它除油；除油必须对待镀工件整体进行；然后用水冲洗，浸入清水池待除锈；④除锈除锈采用化学除锈方法，化学除锈兼有对工件表面进行活化的功能将工件浸没在化学除锈液中，使需化学镀产品的表面上的锈全部除净为止除锈完毕后的工件用水反复冲、洗，直至洗出的水的PH值呈中性时止，冲洗的目的是清除除锈时产生的杂质，将冲洗完毕后的工件浸没在清水中，并保持清水池中的水要流动；⑤活化将步骤④除锈后的散热器产品采用50％氯化氢溶液浸泡30秒-60秒进行活化；⑥化学镀镍-磷合金经步骤⑤活化后的散热器产品迅速浸入化学镀镍-磷合金镀液中；散热器产品外围距离槽底、槽壁、液面的距离不小于20～30cm；当多件产品同时施镀时，产品与产品之间的间隔不小于10cm、温度控制在85～87℃之间；施镀过程中每10～20分钟定期搅拌镀液，或对镀液采用循环法；随时观察施镀表面气泡的逸出状态，发现气泡在施镀表面停留积聚时，要移动产品消除施镀表面积聚的气泡；时间超过一小时的化学镀作业，须每隔一小时分析镀液中的镍合量并进行补加和调整PH值；散热器产品面积与镀液容积比应控制在1.5～2.5dm2/l；操作中及时调整镀液的成份，使各主要成份保持在所需的比例范围之内；当产品施镀过程中其镍、磷含量降低至最低值时，及时补加，补加时应将试剂全部溶解；当化学镀过程的进行，镀液的PH值逐渐降低，其PH值低于规定值时，应用1∶1的氨水调PH值，PH值用phb-8型笔式仪测量；及时过滤；每镀完一槽后必须进行过滤，除去镀液中的反应杂质；及时清除槽壁上的镀积物，消除导致镀液自分解的因素；⑦镀液的配制化学镀镍-磷合金镀液的配方硫酸镍(cp或电镀级)18～35g/l、主络合剂15～45g/l、辅助络合剂15～40g/l、缓冲剂10～30g/l、稳定剂适量、次磷酸钠(cp或电镀级)10～40g/l、ph值4.5～5.6；温度控制在80～90℃之间。
2. 根据权利要求1所述的散热器化学镀镍-磷合金工艺，其特征在于其工艺步骤为 将未焊接的散热器配件化学镀镍-磷合金，其工艺步骤与散热器产品处理过程相同，将散热器配件化学镀镍_磷合金后，进行组装焊接，采用TIG或MIG焊接，保证焊接部位的耐蚀 性；组装焊接后进行表面处理，然后进行喷塑、包装后入库。
全文摘要
本发明公开了一种散热器化学镀镍-磷合金工艺，它能在较低温度下对SO2和H2S等腐蚀介质的耐均匀腐蚀性基本一致。散热器整体化学镀镍-磷合金可以消除焊接和胀接残余应力的80％以上，大大地控制了应力腐蚀的发生，并基本上不产生缝隙腐蚀。整体化学镀镍-磷合金散热器是在化学镀镍-磷合金前进行焊接的，不需改进焊接工艺，焊缝质量有充分保障，经镀镍后焊缝质量还有显著提高。未焊接的散热器部件化学镀镍-磷合金后，进行组装焊接，采用TIG或MIG焊接，不破坏镍-磷合金镀层，保证了焊接部位的耐蚀性，提高了散热器的使用性能。通过本发明对普通碳钢或合金钢、铝制造的散热器进行化学镀镍-磷合金，可生产出耐高温、防腐蚀、抗磨损、使用寿命长的散热器，它包括钢制、铝制甚至铜制散热器。
文档编号C23C18/36GK101705481SQ200910229518
公开日2010年5月12日 申请日期2009年10月29日 优先权日2009年10月29日
发明者曾平, 蒲强, 高洁, 高远新, 高长敏 申请人:高远新