专利名称：一种机加工成型整体式翅片管的表面处理方法
技术领域：
本发明涉及换热器中的机加工成型整体式翅片管技术领域，具体涉及机加 工成型整体式翅片管的表面处理方法。
背景技术：
在当今全球能源缓解能源相对短缺、污染日益严重的局面下，节约能源和 保护环境成为我们未来面临的重要的问题。目前在石油、化工、动力、冶金、 电子、航空航天、轻工和交通运输等工业中，广泛存在着加热、冷却、蒸馏、 供暖等各种传热过程，随着现代新工艺、新技术、新材料的不断发展和能源问 题的日益严重，必然要求换热设备应有更高效的传热性能，以最经济的方法保 证关键零部件的正常运转和最低的能源消耗，保证其设备能够在高的热效率下 安全运行和具有足够长的寿命。目前市场上常见传热管普遍采用第一、二代产 品(光滑管或二维低肋管)，效率低、能耗高、体积大、材耗多等缺点，而整 体式翅片管具有三维表面，翅片与管基间无接触热阻，翅顶具有不规则的皲裂 状亚微观结构，翅片表面粗糙度高，形成良好的沸腾核化结构，属于高性能的 第三代传热产品，与光管相比，在相同的内径和流动条件下，传热面积增大了
2-10倍，传热性能增强了 50-180%。但通过机加工成型的整体式翅片管在加工 过程中刀具与翅片管的摩擦、挤压作用会产生毛刺、孪生微翅等，部分毛刺、 孪生微翅等在实际应用当中会在热应力及高速流体的冲刷下脱离，污染热交换 工质，因此对机加工成型后的铜、铝、钢等金属整体式翅片管进行表面处理， 消除毛刺与孪生微翅、未脱落的碎屑是至关重要的。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种机加工成型整体 式翅片管的表面处理方法，消除整体式翅片管的表面毛刺、未脱落的碎屑及孪 生微翅，使整体式翅片管的三维翅片翅尖清楚、圆润。
本发明通过如下技术方案实现
一种机加工成型整体式翅片管的表面处理方法，所述机加工成型整体式翅 片管是指通过滚压、挤压、车削加工方法在圆形金属管材的内、外表面形成具
3有齿状或片状表面特征的翅片管，该方法利用电化学腐蚀法去除翅片管表面易 断金属毛剌及孪生微翅，包括如下步骤
(1) 将机加工成型整体式翅片管浸泡于脱脂溶液中，除去翅片管表面的油
脂；
(2) 用氢氧化物溶液对机加工成型整体式翅片管进行表调处理；
(3) 再用磷酸型腐蚀液进行电化学腐蚀法进行腐蚀处理。
上述的表面处理方法中，步骤(1)之前采用水或弱酸对翅片管进行清洗， 去除翅片管表面杂质。
上述的表面处理方法中，步骤(3)之后还用水清洗并烘干经腐蚀处理的
机加工成型整体式翅片管。
上述的表面处理方法中，步骤(3)所述电化学腐蚀法包括将翅片管与
直流电源的阳极连接并置于磷酸型腐蚀液中，用不锈钢材料与阴极连接并置于 磷酸型腐蚀液中。
上述的表面处理方法中，所述磷酸型腐蚀液由磷酸、铬酐和水混合组成。
上述的表面处理方法中，所述磷酸型腐蚀液中各组分的重量百分比为磷
酸82%，格酐10%，其余为水。
上述的表面处理方法中，所述电化学腐蚀法中磷酸型腐蚀液的温度为45 士rC，阳极电流为30A，浸于磷酸型腐蚀液中的阳极与阴极面积之比为l : 3 ,腐蚀时间2 6分钟。
上述的表面处理方法中，所述脱脂溶液是以水为溶剂，每公斤溶液中包含: 氢氧化钠 5-20g 焦磷酸钠 10 -30g
乳化剂OP-IO 1 -5g 。
上述的表面处理方法中，所述氢氧化物溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液。 上述的表面处理方法中，所述清洗可用超声波清洗、去离子水清洗或普 通纯水清洗等方法。
本发明的有益效果是
机加工成型整体式翅片管，翅片与管体无接触热阻，是优秀的第三代传热 器件。其加工方法为通过机加工工艺(如滚压、挤压、车削等)在金属圆管内或外表面形成交错的类似于山峰状(齿状)或片状的翅片。由于加工过程中 会产生无法通过清洗去除的毛刺、碎屑及孪生微翅，将其应用于散热设备时， 在高速流体的不断冲击及热应力的长久作用不断有碎屑脱离翅片管，污染冷却 工质。经过本发明所提供的表面处理方法处理后的机加工成型整体式翅片管三 维外翅片翅尖清楚，圆润，消除毛刺和脱掉屑的情况，可以保证机加工成型整 体式翅片管的翅片稳定成型，翅根和铜基整体连接，不会变形和脱落。处理后
的翅片管机械物理性能进一步得到提高。如图1和图2的对比所示，经过本发 明处理后的翅片管，很好地去除了机加工成型整体式翅片管表面存在毛刺和孪 生微翅；应用本发明对机加工成型整体式翅片管表面处理后，如图2所示，翅 片管表面光洁度提高，对翅片的腐蚀度低，翅片顶端的层状皲裂更加清晰；本 发明的机加工成型整体式翅片管表面处理方法，特别适合于各种规格机加工成 型整体式翅片管表面处理，也可广泛应用复杂表面工件表面处理。
图1为实施方式中未经表面处理的翅片管SEM图。
图2为实施方式中经表面处理的翅片管SEM图。
图3为实施方式中未经表面处理的翅片管翅尖SEM图。
图4为为实施方式中经表面处理的翅片管翅尖SEM图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施作进一步说明。以下所述是本 发明的实施例，不能因此而限制本发明的保护范围。
实施例h
对机加工整体式铜基外翅片管进行如下步骤处理-
1. 取一机加工成型整体式翅片管长度为30厘米，直径为12毫米样品置
于超声波水箱中清洗。
2. 将样品浸泡于脱脂溶液中2分钟，其温度控制在50 - 70 °C之间，。 脱脂溶液配方为纯水1公斤，氢氧化钠10g,焦磷酸钠20g,乳化 剂(0P-10) 3g。
3. 用水清洗脱脂后的样品
4. 将样品置于表调溶液中5分钟，表调溶液的配方为纯水1公斤，氢氧化钾6. 5g。
5. 用水清洗表调后的样品。
6. 取一块304不锈钢板，将其与蓄电池负极相连并置入磷酸型腐蚀液中， 将样品与蓄电池的正极相连也放入磷酸型腐蚀液中，磷酸型腐蚀液的 温度为45。C，阳极电流为30A，浸于磷酸型腐蚀液中的阳极与阴极面 积之比为l : 3 ，不锈钢与样品的间隔距离为5厘米左右，腐蚀4分 钟后拿出样品。磷酸型腐蚀液中各组分为磷酸0.82kg，铬酐O. lkg， 水0. 08kg。
7. 用水清洗腐蚀后的样品。
8. 将样品置于烘干箱中烘干。
图1为未经表面处理的翅片管SEM图，翅片管表面附着大量的无法通过水 清洗去除的碎屑，翅片表面还有一些加工过程产生的孪生微片。这些碎屑及孪 生微翅在高速流体及热应力的作用下会不断脱落，污染冷却工质。经表面处理 的后的翅片管图2所示，翅片管表面光洁度提高，表面处理后的翅片与原始翅 片相比更加清晰，易脱落孪生翅片基本被溶解消失，翅片顶端的析出层状皲裂。 层状皲裂进一步增加了翅片管的比表面积，并且在沸腾传热时起到核化穴的作 用。
实施例2:
对机加工整体式铝基外翅片管进行如下步骤处理
1、 取一机加工成型整体式翅片管长度为30厘米，直径为12毫米样品置于
超声波水箱中清洗。
2、 将样品浸泡于脱脂溶液中2分钟，其温度控制在50 - 70 °C之间。脱 脂溶液配方为纯水l公斤，氢氧化钠5g，焦磷酸钠30g，乳化剂(0P-10) 5g。
3、 用水清洗脱脂后的样品
4、 将样品置于表调溶液中5分钟，表调溶液的配方为纯水1公斤，氢氧 化钠6. 0g。
5、 用水清洗表调后的样品。
6、 取一块304不锈钢板，将其与蓄电池负极相连并置入磷酸型腐蚀液中，将样品与蓄电池的正极相连也放入磷酸型腐蚀液中，磷酸型腐蚀液的温度为
45°C，阳极电流为30A，浸于磷酸型腐蚀液中的阳极与阴极面积之比为1:3， 不锈钢与样品的间隔距离为5厘米左右，腐蚀2分钟后拿出样品。磷酸型腐蚀 液中各组分为磷酸0.82kg，铬酐O. lkg，水0.08kg。
7、 用水清洗腐蚀后的样品。
8、 将样品置于烘干箱中烘干。
图3为未经表面处理的翅片管翅尖SEM图，未经表面处理的铝基翅片管表 面附着大量的无法通过水清洗去除的碎屑，翅片表面还有一些加工过程产生的 孪生微片。这些碎屑及孪生微翅在高速流体及热应力的作用下会不断脱落，污 染冷却工质。图4为经表面处理的翅片管翅尖SEM图，经表面处理的后的翅片 管翅片管表面光洁度提高，表面处理后的翅片与原始翅片相比更加清晰，易脱 落孪生翅片基本被溶解消失，翅尖清楚、圆润。
权利要求
1、一种机加工成型整体式翅片管的表面处理方法，所述机加工成型整体式翅片管是通过滚压、挤压、车削加工方法在圆形金属管材的内、外表面形成具有齿状或片状表面特征的翅片管，其特征在于包括如下步骤(1)将机加工成型整体式翅片管浸泡于脱脂溶液中，除去翅片管表面的油脂；(2)用氢氧化物溶液对机加工成型整体式翅片管进行表调处理；(3)再用磷酸型腐蚀液进行电化学腐蚀法进行腐蚀处理，去除整体式翅片管表面易断金属碎屑及孪生微翅。
2、 根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于步骤(3)所述电化 学腐蚀法包括将翅片管与直流电源的阳极连接并置于磷酸型腐蚀液中，用不 锈钢材料与阴极连接并置于磷酸型腐蚀液中。
3、 根据权利要求2所述的表面处理方法，其特征在于所述磷酸型腐蚀液 由磷酸、铬酐和水混合组成。
4、 根据权利要求3所述的表面处理方法，其特征在于所述磷酸型腐蚀液 中各组分的重量百分比为磷酸82%，铬酐10%，其余为水。
5、 根据权利要求4所述的表面处理方法，其特征在于所述电化学腐蚀法 中磷酸型腐蚀液的温度为45士rC，阳极电流为30A，浸于磷酸型腐蚀液中的 阳极与阴极面积之比为l : 3 ，腐蚀时间2 6分钟。
6、 根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于所述脱脂溶液以水 为溶剂，每公斤溶液中包含氢氧化钠 5 20g 焦磷酸钠 10 30g 乳化剂OP-IO 1 5g 。
7、 根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于步骤(1)之前采用 水或弱酸对翅片管进行清洗，去除翅片管表面杂质。
8、 根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于步骤(3)之后还用 水清洗并烘干经腐蚀处理的整体式翅片管。
9、 根据权利要求1 8任一项所述的表面处理方法，其特征在于步骤(2) 所述氢氧化物溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶液。
全文摘要
本发明提供一种机加工成型整体式翅片管的表面处理方法。该方法包括将机加工成型整体式翅片管浸泡于脱脂溶液中，除去翅片管表面的油脂；用氢氧化物溶液对机加工成型整体式翅片管进行表调处理；再用磷酸型腐蚀液进行电化学腐蚀法进行腐蚀处理，去除整体式翅片管表面易断金属碎屑及孪生微翅。磷酸型腐蚀液的质量百分比配方如下磷酸82％，铬酐10％，水8％。本发明对翅片的腐蚀度低，能提高翅片管表面光洁度，处理后翅片顶端的层状皲裂更加清晰，翅尖清楚、圆润。本发明适用于各种规格机加工成型整体式翅片管的表面处理。
文档编号C25F3/00GK101538732SQ200910039060
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月28日 优先权日2009年4月28日
发明者万珍平, 向建化, 勇 汤, 辉 燕, 白鹏飞, 陆龙生 申请人:华南理工大学