一种铝制板翅式热交换器的铬酸阳极氧化方法与流程

本发明涉及一种铝制板翅式换热器的铬酸阳极氧化工艺方法，属于换热器表面处理技术领域，特别是提升产品电镀质量的电镀工艺技术领域。

背景技术：

铝制板翅式热交换器经钎焊加工完成后，为提升零件耐蚀性，需对产品进行防腐处理，目前采用较多的处理方案为化学处理方案(包括六价铬钝化、三价铬钝化、无铬钝化)、硫酸阳极氧化处理方案、电泳处理方案等。以上处理方案都有不同的缺点，化学处理对耐蚀性的提升效果有限，硫酸阳极氧化处理易造成零件出现残留物腐蚀和“烧损”及造成零件疲劳性能下降问题；电泳处理不能完全应用所有产品，对于通道较小的产品会造成零件堵塞等问题。采用铬酸阳极氧化处理，不会影响产品的疲劳性能，阳极氧化时由于电压较高(40v)，阳极氧化时会产生大量的热量，钎焊缝处材料会发生溶解，导致零件出现腐蚀和烧损问题。

技术实现要素：

为了有效提升铝制板翅式热交换器的耐蚀性，本发明目的在于提供一种铝制板翅式换热器的铬酸阳极氧化方法，提升铝制板翅式热交换器耐蚀性的同时不会产生零件的腐蚀和烧损问题。

为了实现上述目的，设计了本发明的铬酸阳极氧化技术方案。采用本发明的铬酸阳极氧化方案对零件进行处理，其防腐效果优于化学处理方案，也不会发生硫酸阳极氧化中残留物腐蚀和“烧损”零件问题，对于翅片流道较小的零件也适用。

本发明特别适用于铝制板翅式换热器。

一种铝制板翅式换热器的铬酸阳极氧化方法，包括，

换热器铬酸阳极氧化前的前处理，所述前处理包括采用弱碱性除油剂对换热器进行化学除油；

换热器的装挂，所述装挂采用夹具，且装挂时夹具与换热器的接触点数量由换热器体积决定，每2立方分米至少有1个接触点，即对应换热器上每2立方分米的体积至少有1个与夹具的接触点，将传统的面接触改为点接触，采用多点接触的方式；

换热器的铬酸阳极氧化，所述铬酸阳极氧化时采用的电压为22±2v,进行铬酸阳极氧化时，应以初始电压不大于5v，升限速率不大于7v/min，在4～5min内均匀的将电压升至22v。该电压下，换热器表面膜层生长速度更快且不会造成零件烧损，若电压低于上述数值，会造成零件氧化时间过长，换热器局部钎焊焊缝出现烧损等情况。

进一步，所述前处理不包括强酸、强碱处理，例如传统的氢氧化钠、硝酸、氢氟酸等进行的前处理。这是由于对于主要采用钎焊加工的换热器而言，传统的氢氧化钠、硝酸、氢氟酸等除油，出光物质会造成钎焊缝腐蚀，最终造成换热器泄漏失效，使用弱碱性除油可以避免该问题。

进一步，所述装挂时，确保换热器的两个通道倾斜一个角度。

进一步，所述铬酸阳极氧化时采用的铬酐cro3浓度为45～55g/l。

进一步，所述铬酸阳极氧化时采用的温度为35±1℃。

进一步，所述铬酸阳极氧化时采用的直流电电流密度为0.3～1.2a/dm²。换热器零件多为铝箔翅片组成，厚度在0.08～0.15mm，氧化时电流密度过大会造成铝箔翅片烧损，电流密度过小，表面氧化膜层厚度不足，氧化膜层质量差。

进一步，所述铬酸阳极氧化时换热器的加工时间为电压达到22v后保持30～40min，即达到设定条件后，换热器铬酸阳极氧化的实际持续时间。

进一步，所述铬酸阳极氧化后用热水清洗、超声波冷水清洗两种方式交替清洗换热器。

进一步，所述铬酸阳极氧化后还包括铬酸盐封闭处理，其中，六价铬的浓度为60～80mg/l，硅酸钠浓度≤10mg/l，总固溶物浓度≤250mg/l，ph值范围为3.2～3.8，铬酸盐封闭处理时间为23～28min，铬酸盐封闭处理温度为90.6±2.8℃。

进一步，铝制板翅式换热器的铬酸阳极氧化方法还包括换热器装挂后进行的化学除油，采用弱碱性除油剂对换热器进行化学除油。

与现有技术相比，本发明具备以下特点：

本发明改变以往该类铝制板翅式换热器产品中在铬酸阳极氧化处理过程中发生前处理过程酸、碱腐蚀问题，阳极氧化过程中产生热量集中发生翅片及隔板的腐蚀、烧损问题，后处理过程不能完全将残留在焊缝中的槽液清理干净等问题。通过采用新型清洗剂可以避免前处理过程中的强酸、强碱腐蚀问题，采用多点接触、低电压、低电流密度的加工方案可以避免阳极氧化过程中产生热量集中发生翅片及隔板的腐蚀、烧损问题，采用冷水(超声波)、热水交替清洗的清洗方案可以避免槽液在焊缝中的残留问题，保证了产品的加工质量，提升了产品的耐蚀性和外观质量。

附图说明

图1为铝制板翅式换热器结构示意图。

具体实施方式

下面按普通铝制板翅式热交换器铬酸阳极氧化加工流程对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。

采用本发明的方法加工铝制板翅式换热器零件可以有效提升产品的耐蚀性，防止铝制板翅式热交换器在铬酸阳极氧化加工中发生腐蚀和烧损现象造成零件报废的问题。

本发明的铬酸阳极氧化方法适用于铝制板翅式热交换器，下面对加工方法的主要步骤进行说明。

(1)来件验收：对待加工的零件进行检查，确认零件表面完成，无划伤、毛刺等缺陷，若零件表面油污情况较严重，先用汽油(例如180#汽油)等有机溶剂对零件进行除油。

(2)化学除油：在空气中晾干或用压缩空气吹干零件，采用新型无腐蚀除油剂(例如isoprep44)对零件进行除油处理，以免零件在前处理过程中出现腐蚀问题。

(3)水膜检查：为检查零件表面油污是否去除干净，对零件进行水膜检查，零件表面的水膜在10～30s是连续的。

(4)装挂：板翅式换热器零件结构比表面积较大，因此装挂时需保证零件每2立方分米(换热器的体积为基准)必须保证与夹具至少有1个接触点(限定换热器与夹具接触点数量是因为板翅式换热器体积与表面积之比较高，氧化过程中会产生大量的热量造成夹具和零件烧损，接触面太大零件容易产生大面积的烧蚀和腐蚀，但接触点又不能太少，因此限定了夹具接触点数量的最少值)，并保证零件的两个通道倾斜45°作用(即图1中的高温流体通道和低温流体通道，此处的45°是指沿着高温流体通道和低温流体通道形成平面的对角线，固定对角线的一端，向上抬起45°，使得高温流体通道和低温流体通道产生一个向上的倾斜角度)，易于气泡析出，避免产生气袋。夹具在使用前应将表面表面氧化皮彻底去除干净，夹具装夹位置为零件的装夹耳片位置，夹具与零件必须保证良好的接触，尽量减少接触面积。

(5)化学除油：采用新型无腐蚀除油剂(例如isoprep44)对零件进行除油处理，以免零件在前处理过程中出现腐蚀问题。

(6)水膜检查：为检查零件表面油污是否去除干净，对零件进行水膜检查，零件表面的水膜在10～30s是连续的。

(7)铬酸阳极氧化：该步骤为重要工序，为防止阳极氧化过程中发生腐蚀、烧损问题，进行阳极氧化时，应以初始电压不大于5v，升压速率不大于7v/min，在4～5min内均匀的将电压升至22v，零件电压达到22v±2后保持30～40min，同时需保证零件的电流密度在dc0.3～1.2a·dm²；加工时用压缩空气搅拌方法保证槽液的流动性，保证阳极氧化槽液温度稳定在35±1℃。

(8)热水洗+超声波冷水交替清洗：采用热水洗→超声波冷水洗→热水洗→…→超声波冷水洗。对零件进行超声清洗，将缝隙中残留的溶液清理出来，超声频率80khz，清洗时间10min以上，视零件体积大小可延长。

(9)铬酸盐封闭处理：采用酸性封闭溶液对膜层进行封闭可以提升膜层的平整性和致密性，提升耐蚀性。六价铬(cr⁶⁺)的浓度为60～80mg/l，硅酸钠(na2sio3)浓度≤10mg/l，总固溶物浓度≤250mg/l，ph值范围为3.2～3.8(ph值用氢氧化钠和铬酸酐调整)，铬酸盐封闭处理时间为23～28min，铬酸盐封闭处理温度为90.6±2.8℃。

(10)热水洗+超声波冷水洗两种方式交替清洗：采用热水洗→超声波冷水洗→热水洗→…→超声波冷水洗。对零件进行超声清洗，将缝隙中残留的溶液清理出来，超声频率80khz，清洗时间10min以上，视零件体积大小可延长。需反复进行最少3次。

(11)干燥：对零件进行干燥处理，及时将缝隙内残留的水分清理干净，防止残留腐蚀，干燥温度80℃，时间2h以上，视零件缝隙深度可延长。

(12)检验：按工艺规程要求对零件进行检查，例如膜层应为深灰色、浅灰色，经铬酸盐封闭后允许呈金黄色；膜层应是连续、均匀、完整的；耐蚀性：按hb5362要求每月进行一次。