CN101088675A - 铜镍合金多孔表面管的烧结方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铜镍合金多孔表面管的烧结方法，包括如下步骤：将聚苯乙烯基粘结剂和铜镍合金粉末的混合物，涂敷在基体管的内外表面，涂层厚度为0.1～0.5mm，然后将管子水平旋转，速度为30～100rad/min，将粘结剂中易挥发物质挥发掉，晾干，在烧结炉中通氢气等还原性气体，在650－850℃烧结5～20min，然后温度降到40～50℃，获得铜镍合金多孔表面管。本发明采用了复合粉末，提高了孔隙率和孔隙的均匀性，提高了与基体的结合强度，该种烧结方法可以烧结长多孔管，可以满足工业化应用的要求，管子的机械强度基本不变、效率高、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及多孔表面管的制备方法。
背景技术
多孔表面管对沸腾传热有高效强化作用。它对水、氟利昂、液氮、烯烃类、苯、乙醇等多种工质的沸腾换热均有显著的强化作用，可用于石油化工装置轻烃类加工塔的再沸器、空分装置的主冷凝器-蒸发器以及天然气液化、冷冻、空气调节、乙二醇蒸发、海水淡化、航空航天等装置。多孔表面管有多种加工方法：例如电镀法、化学腐蚀法、喷涂法、机械加工法和烧结法等。其中烧结型多孔表面管的传热性能明显优于其它方式制造的多孔表面管，可以大规模地推广使用这种方法制成的多孔表面管。
烧结型多孔表面管是在金属管内表面或外表面敷上一层金属粉末，然后烧结形成多孔表面管。因多孔表面的孔穴形成了很多的汽化核心，大大降低了液体沸腾汽化所需的过热温度。这主要是因为孔穴的开口尺寸决定了初始沸腾所需的壁面过热度，而孔穴内部的形状则决定了沸腾的稳定性，表面多孔层形成的是一种上小下大，内凹型的孔穴，而且内部是互相连通的。因此多孔层的孔穴，一方面容易形成气泡，另一方面气泡长大脱离后，气泡核仍存留在孔穴处，又长大成为第二个气泡，如此接连不断。这些孔穴下端互相沟通，液体在孔穴内受气泡的膨胀收缩而往复运动，由于不会形成局部浓度增高的现象，故孔穴也不易为结晶或油垢所堵塞。
烧结型多孔表面管是目前公认的强化沸腾传热效果最好的换热管。目前的市售烧结型多孔表面管，产品价格高昂，而且烧结温度过高，在1000℃左右，保温时间长，一般在30-180min，对设备要求也高，因此在石化企业中很难大规模普及。
发明内容
本发明的目的是提供一种铜镍合金多孔表面管的烧结方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的方法，包括如下步骤：
将聚苯乙烯基粘结剂和铜镍合金粉末的混合物，涂敷在基体管的内外表面，涂层厚度为0.1～0.5mm，然后将管子水平旋转，速度为30～100rad/min，将粘结剂中易挥发物质挥发掉，晾干，在烧结炉中通氢气等还原性气体，在650-850℃烧结5～20min，然后温度降到40～50℃，获得铜镍合金多孔表面管；
所说的聚苯乙烯和复合粉末的混合物中，聚苯乙烯的含量为0.1～0.3g/ml，复合粉末的含量为0.2～0.4g/ml；
所说的铜镍合金粉末中，铜的重量含量为89～91％，镍的重量含量为9～11％，粒度在-100～+500目，该铜镍合金粉末采用雾化法生产的球形粉末；
所说的基体管为铜镍合金管(BFe10-1-1)。
本发明采用了复合粉末，提高了孔隙率和孔隙的均匀性，提高了与基体的结合强度，该种烧结方法可以烧结长多孔管，可以满足工业化应用的要求，管子的机械强度基本不变，效率高，成本低。
具体实施方式
实施例1
将200g聚苯乙烯和溶剂和300g铜镍合金粉末的混合物，涂敷在基体管铜镍合金管(BFe10-1-1)的外表面，涂层厚度为0.25mm，然后将管子水平旋转，速度为50rad/min，将粘结剂中易挥发物质挥发掉，晾干，然后在烧结炉中通氢气等还原性气体，在700℃烧结10min，然后温度降到40℃，获得铜镍合金多孔表面管；多孔层厚度0.2mm，孔隙率为70％，孔径70μm。
所说的铜镍合金粉末中，铜的重量含量为90％，镍的重量含量为10％，粒度300目。
用丙酮测其沸腾传热系数，是相同直径光管的14倍，采用电加热用水作实验介质，沸腾传热系数是相同光滑管的4倍左右。
将100℃的管子放在冷水池中，经过用钢刷和热震实验检测，未发现有多孔层脱落，符合粘结强度的要求。
实施例2
将200g聚苯乙烯和溶剂和200g铜镍合金粉末的混合物，涂敷在基体管铜镍合金管(BFe10-1-1)的外表面，涂层厚度为0.5mm，然后将管子水平旋转，速度为50rad/min，将粘结剂中易挥发物质挥发掉，晾干，然后在烧结炉中通氢气等还原性气体，850℃烧结5min，然后温度降到40℃，获得铜镍合金多孔表面管；多孔层厚度0.3mm，孔隙率为60％，孔径80μm。
所说的铜镍合金粉末中，铜的重量含量为90％，镍的重量含量为10％，粒度200目。
用丙酮测其沸腾传热系数，是相同直径光管的10倍，采用电加热用水作实验介质，沸腾传热系数是相同光滑管的3倍左右。
将管子放在冷水池中，经过用钢刷和热震实验检测，未发现有多孔层脱落，符合粘结强度的要求。
Claims (4)
1.一种铜镍合金多孔表面管的烧结方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚苯乙烯基粘结剂和铜镍合金粉末的混合物，涂敷在基体管的内外表面，涂层厚度为0.1～0.5mm，然后将管子水平旋转，速度为30～100rad/min，将粘结剂中易挥发物质挥发掉，晾干，在烧结炉中通氢气等还原性气体，在650-850℃烧结5～20min，然后温度降到40～50℃，获得铜镍合金多孔表面管。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的聚苯乙烯和复合粉末的混合物中，聚苯乙烯的含量为0.1～0.3g/ml，复合粉末的含量为0.2～0.4g/ml。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的铜镍合金粉末中，铜的重量含量为89～91％，镍的重量含量为9～11％。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所说的基体管为铜镍合金管(BFe10-1-1)。
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