CN110066945A - 一种用于换热器的散热片材料 - Google Patents

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胡西芹
张凌霞
张志峰
刘红军
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Abstract

本发明提供一种用于换热器的散热片材料，涉及换热器技术领域，该散热片材料中各元素质量百分比为：Mn 0.8‑0.95％，Sc 0.09‑0.41％，Fe 0.35‑0.51％，Si 0.07‑0.12％，Cu 0.04‑0.07％，Ti 0.01‑0.03％，Zn 0.1‑0.4％，Zr 0.002‑0.006％，V 0.11‑0.28％，Cr 0.2‑0.4％，Ni 0.05‑0.08％，余量为Al和不可避免的杂质，散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为600‑610℃。该材料制备的散热片即使在高腐蚀环境下也能够抑制散热片的中空腐蚀，具有较高的耐腐蚀性，并且强度高，耐高温、耐老化性能好，热传导率高。

Description

一种用于换热器的散热片材料
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种用于换热器的散热片材料。
背景技术
换热器为工业生产中实现热量交换的热交换装置。换热器将温度高的流体放出的热量传给温度低的流体，从而实现加热或者冷却的效果。传统的换热器多为金属材料制备，随着工业的不断发展，人们对换热器的综合性能要求也越来越高。例如，在海水淡化和废水处理的工业生产中，换热器不仅需要具备良好的换热性能，而且需要具备良好的耐腐蚀性、耐高温，以及耐老化的性能；在电气、电子领域，由于电子元件、逻辑电路的体积急剧的缩小，需要散热性能非常好的导热绝缘材料。随着对高分子导热材料的研究不断深入，高分子材料换热器应运而生，高分子材料换热器具备良好的化学稳定性、不易腐蚀、成本低、易安装、易搬运等优点。
从换热器的散热片材料来分，散热片材料主要分为全铝、全铜和铜铝结合三种、铝的散热性好，重量轻且易加工，成本较低，因此，市场上的低端换热器多为铝制；全铜制作的散热器多用于超频和高端的散热、铜铝结合的方法制作面向中断主流市场的散热片，采取铜吸收热并将热量传递至铝鳍片，然后由铝鳍片将热量散发出去，以达到更好的效果。目前换热器用散热片材料制备的换热器综合性能还是较低，因此，提供一种能提高换热器综合性能的散热片材料是本领域目前迫切的需求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于换热器的散热片材料，该散热片材料制备的换热器热传导效果好，具有优良的耐腐蚀性能、耐老化性能等综合性能。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种用于换热器的散热片材料，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.8-0.95％，Sc0.09-0.41％，Fe0.35-0.51％，Si0.07-0.12％，Cu0.04-0.07％，Ti0.01-0.03％，Zn0.1-0.4％，Zr0.002-0.006％，V0.11-0.28％，Cr0.2-0.4％，Ni0.05-0.08％，余量为Al和不可避免的杂质。
优选的，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.85-0.9％，Sc0.2-0.36％，Fe0.42-0.49％，Si0.08-0.11％，Cu0.05-0.06％，Ti0.012-0.024％，Zn0.2-0.3％，Zr0.003-0.005％，V0.15-0.23％，Cr0.26-0.34％，Ni0.06-0.07％，余量为Al和不可避免的杂质。
优选的，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.88％，Sc0.31％，Fe0.44％，Si0.09％，Cu0.053％，Ti0.018％，Zn0.24％，Zr0.004％，V0.22％，Cr0.28％，Ni0.065％，余量为Al和不可避免的杂质。
优选的，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.9％，Sc0.25％，Fe0.43％，Si0.1％，Cu0.059％，Ti0.021％，Zn0.25％，Zr0.0036％，V0.18％，Cr0.3％，Ni0.06％，余量为Al和不可避免的杂质。
上述散热片材料的制备方法为：按比例取上述原料在电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为720-740℃，保温20-30min，熔体采用C2Cl6除气，充分搅拌后，静置，扒渣，变质处理后采用铁模浇筑成板，空冷，得初品，将散热片材料初品进行退火处理得成品。
上述散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为600-610℃。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于换热器的散热片材料，该材料由散热片材料构成，其中，Si可以和Fe、Mn、Al结合，提高散热片的强度，Si易使合金的熔点降低，为了确保散热片在钎焊的过程中不熔化，因此本发明中将Si的含量确定质量百分含量在0.07-0.12之间；Zn、Cu、Ti可降低合金的惰性，从而提高合金的抗腐蚀性能Cr、Zr、Ni等可提高合金的耐高温耐耐老化性能；该材料制备的散热片即使在高腐蚀环境下也能够抑制散热片的中空腐蚀，具有较高的耐腐蚀性，并且强度高，耐高温、耐老化性能好，热传导率高。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种用于换热器的散热片材料，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.9％，Sc0.25％，Fe0.43％，Si0.1％，Cu0.059％，Ti0.021％，Zn0.25％，Zr0.0036％，V0.18％，Cr0.3％，Ni0.06％，余量为Al和不可避免的杂质。上述散热片材料的制备方法为：按比例取上述原料在电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为740℃，保温20min，熔体采用C2Cl6除气，充分搅拌后，静置，扒渣，变质处理后采用铁模浇筑成板，空冷，得初品，将散热片材料初品进行退火处理得成品。上述散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为600℃。
实施例2：
一种用于换热器的散热片材料，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.88％，Sc0.31％，Fe0.44％，Si0.09％，Cu0.053％，Ti0.018％，Zn0.24％，Zr0.004％，V0.22％，Cr0.28％，Ni0.065％，余量为Al和不可避免的杂质。上述散热片材料的制备方法为：按比例取上述原料在电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为730℃，保温20min，熔体采用C2Cl6除气，充分搅拌后，静置，扒渣，变质处理后采用铁模浇筑成板，空冷，得初品，将散热片材料初品进行退火处理得成品。上述散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为610℃。
实施例3：
一种用于换热器的散热片材料，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.8％，Sc0.36％，Fe0.35％，Si0.11％，Cu0.04％，Ti0.024％，Zn0.1％，Zr0.005％，V0.11％，Cr0.34％，Ni0.05％，余量为Al和不可避免的杂质。上述散热片材料的制备方法为：按比例取上述原料在电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为720℃，保温25min，熔体采用C2Cl6除气，充分搅拌后，静置，扒渣，变质处理后采用铁模浇筑成板，空冷，得初品，将散热片材料初品进行退火处理得成品。上述散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为605℃。
实施例4：
一种用于换热器的散热片材料，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.95％，Sc0.2％，Fe0.51％，Si0.08％，Cu0.07％，Ti0.012％，Zn0.4％，Zr0.003％，V0.28％，Cr0.26％，Ni0.08％，余量为Al和不可避免的杂质。上述散热片材料的制备方法为：按比例取上述原料在电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为720℃，保温30min，熔体采用C2Cl6除气，充分搅拌后，静置，扒渣，变质处理后采用铁模浇筑成板，空冷，得初品，将散热片材料初品进行退火处理得成品。上述散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为610℃。
实施例5：
一种用于换热器的散热片材料，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.85％，Sc0.41％，Fe0.42％，Si0.12％，Cu0.05％，Ti0.03％，Zn0.2％，Zr0.006％，V0.15％，Cr0.4％，Ni0.06％，余量为Al和不可避免的杂质。上述散热片材料的制备方法为：按比例取上述原料在电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为725℃，保温22min，熔体采用C2Cl6除气，充分搅拌后，静置，扒渣，变质处理后采用铁模浇筑成板，空冷，得初品，将散热片材料初品进行退火处理得成品。上述散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为600℃。
实施例6：
一种用于换热器的散热片材料，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.9％，Sc0.09％，Fe0.49％，Si0.07％，Cu0.06％，Ti0.01％，Zn0.3％，Zr0.002％，V0.23％，Cr0.2％，Ni0.07％，余量为Al和不可避免的杂质。上述散热片材料的制备方法为：按比例取上述原料在电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为735℃，保温20min，熔体采用C2Cl6除气，充分搅拌后，静置，扒渣，变质处理后采用铁模浇筑成板，空冷，得初品，将散热片材料初品进行退火处理得成品。上述散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为610℃。
实施例7：
一种用于换热器的散热片材料，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.86％，Sc0.23％，Fe0.44％，Si0.09％，Cu0.05％，Ti0.01％，Zn0.2％，Zr0.005％，V0.13％，Cr0.35％，Ni0.066％，余量为Al和不可避免的杂质。上述散热片材料的制备方法为：按比例取上述原料在电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为730℃，保温30min，熔体采用C2Cl6除气，充分搅拌后，静置，扒渣，变质处理后采用铁模浇筑成板，空冷，得初品，将散热片材料初品进行退火处理得成品。上述散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为605℃。
实施例8：
一种用于换热器的散热片材料，散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.88％，Sc0.18％，Fe0.37％，Si0.12％，Cu0.05％，Ti0.026％，Zn0.11％，Zr0.005％，V0.21％，Cr0.27％，Ni0.005％，余量为Al和不可避免的杂质。上述散热片材料的制备方法为：按比例取上述原料在电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为730℃，保温25min，熔体采用C2Cl6除气，充分搅拌后，静置，扒渣，变质处理后采用铁模浇筑成板，空冷，得初品，将散热片材料初品进行退火处理得成品。上述散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为610℃。
对实施例1-8制得的散热片进行盐酸浸泡腐蚀试验，其结果如表1所示。
表1：
组别 腐蚀后散热片断裂载荷(N)
实施例1 145
实施例2 159
实施例3 143
实施例4 135
实施例5 147
实施例6 140
实施例7 152
实施例8 139
综上，本发明实施例具有如下有益效果：本发明实施例1-8所制得的散热片，即使在高腐蚀环境下也能够抑制散热片的中空腐蚀，具有较高的耐腐蚀性，并且强度高，耐高温、耐老化性能好，热传导率高。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于换热器的散热片材料，其特征在于，所述散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.8-0.95％，Sc0.09-0.41％，Fe0.35-0.51％，Si0.07-0.12％，Cu0.04-0.07％，Ti0.01-0.03％，Zn0.1-0.4％，Zr0.002-0.006％，V0.11-0.28％，Cr0.2-0.4％，Ni0.05-0.08％，余量为Al和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的用于换热器的散热片材料，其特征在于，所述散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.85-0.9％，Sc0.2-0.36％，Fe0.42-0.49％，Si0.08-0.11％，Cu0.05-0.06％，Ti0.012-0.024％，Zn0.2-0.3％，Zr0.003-0.005％，V0.15-0.23％，Cr0.26-0.34％，Ni0.06-0.07％，余量为Al和不可避免的杂质。
3.如权利要求2所述的用于换热器的散热片材料，其特征在于，其特征在于，所述散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.88％，Sc0.31％，Fe0.44％，Si0.09％，Cu0.053％，Ti0.018％，Zn0.24％，Zr0.004％，V0.22％，Cr0.28％，Ni0.065％，余量为Al和不可避免的杂质。
4.如权利要求2所述的用于换热器的散热片材料，其特征在于，其特征在于，所述散热片材料中各元素质量百分比为：Mn0.9％，Sc0.25％，Fe0.43％，Si0.1％，Cu0.059％，Ti0.021％，Zn0.25％，Zr0.0036％，V0.18％，Cr0.3％，Ni0.06％，余量为Al和不可避免的杂质。
5.如权利要求1-4任一项所述的用于换热器的散热片材料，其特征在于，所述散热片材料的制备方法为：按比例取上述原料在电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为720-740℃，保温20-30min，熔体采用C2Cl6除气，充分搅拌后，静置，扒渣，变质处理后采用铁模浇筑成板，空冷，得初品，将初品进行退火处理得成品。
6.如权利要求1-4任一项所述的用于换热器的散热片材料，其特征在于，所述散热片材料通过钎焊法与换热器基质接合制备散热片，钎焊温度为600-610℃。
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