CN1117891C - 空调冰箱中碳钢制储液器防锈工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空调冰箱中的碳钢制储液器的防锈工艺，它先对组焊前的碳钢制上、下壳体的内表面或内、外表面以及碳钢制支撑架表面进行Cu、Ni金属的整体电镀处理，使其表面形成Cu、Ni金属层；然后将镀好金属层的上、下壳体及支撑架放置于既可以防止Fe、Cu、Ni氧化，又能使其氧化物还原的保护气氛或真空条件的设备中，在750-1150℃温度范围内进行固溶化烧结处理，可使碳钢壳体及支撑架达到良好的防锈效果。

Description

空调冰箱中碳钢制储液器防锈工艺

本发明涉及一种除锈工艺，特别是一种空调冰箱中的碳钢制储液器的防锈工艺。

空调、冰箱中的储液器结构如图1，它多以铜为母材制造上、下壳体1、2，再与铜管3、不锈钢滤网4、支撑架5等在各连接点6组焊而成。为了降低制造成本，现在储液器的壳体制作已逐步改用一般碳钢制作，成为铜管与碳钢壳体、不锈钢滤网及碳钢支撑架之间的组焊结构。为保证制冷媒的清洁，储液器壳体内部要求组焊之后做到无氧化、无锈蚀。采用连续炉保护气氛钎焊或真空钎焊方法可以达到这一要求。但是在焊后产品存放期间，由于空气中的水汽及其它腐蚀介质的影响，碳钢制壳体内外表面很容易生锈，特别是内表面生锈对产品的质量及性能要求而言是绝对不能允许的。为防止储液器内腔生锈，目前一般制造厂家采用焊后储液器内腔充氮，再用密封塞封死两端铜管口的对策。但这一方法效果并不理想。当存放时间较长后，如1-2个月后，碳钢制壳体内腔仍会出现锈蚀。由于空调、冰箱生产量巨大，生产周期较长，储液器的这一库存周期是不可避免的。因此碳钢制储液器内腔生锈是一个老大难问题，以至造成目前碳钢制储液器无法大量推广应用的局面。

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种可解决碳钢制储液器内腔生锈老大难问题的空调冰箱中碳钢制储液器防锈工艺。

本发明的技术解决方案：

一种空调冰箱中碳钢制储液器防锈工艺，其特征在于：

a、对组焊前的碳钢制上、下壳体的内表面或内、外表面以及碳钢制支撑架表面进行Cu、Ni金属的整体电镀处理，使其表面形成Cu、Ni金属层；

b、将镀好金属层的上、下壳体及支撑架放置于既可以防止Fe、Cu、Ni氧化，又能使其氧化物还原的保护气氛或真空条件的设备中，在750-1150℃温度范围内进行固溶化烧结处理，可使碳钢壳体及支撑架达到良好的防锈效果。

本发明在组焊前将各零部件(包括上、下壳体及碳钢支撑架)进行电镀，特别是上、下壳体内表面，电镀工艺简单易行；将镀好的工件进行固溶化烧结处理，使镀层金属Cu、Ni的原子在高温下向基体母材(Fe)的晶格中扩散固溶，使镀层金属与基体金属之间形成紧密的冶金结合，而且随着处理温度的提高，Cu、Ni原子在Fe基体晶格中固溶度越大，处理效果越好。在本发明所确定的温度范围内，当镀层金属出现液相时，固溶效果及镀层与基体的结合会达最佳状态。经过固溶处理所得到镀层致密，牢固地附着在基体金属表面，不会脱落，并具有良好的防锈蚀能力。将此工件暴露于无除湿条件的普通大气环境中两年以上不会锈蚀，解决了空调冰箱中的碳钢制储液器内腔生锈的老大难问题，效果十分理想。

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是空调冰箱中的储液器结构示意图。

图2是储液器的分解电镀示意图。

图3是炉内钎焊前焊料与工件的组装示意图。

图4是炉内整体钎焊前工件与焊料的组装示意图。

本发明在碳钢制储液器上、下壳体1、2内壁或内外表面及碳钢支撑架5表面附着一层耐蚀金属层，并通过固溶化烧结方式与钢基体形成致密的冶金结合，从而实现钢制储液器在组焊之后，无需再进行其它防锈工艺处理，并具有便于存放，长期存放不生锈的效果(注：一般成品仓库即可存放，不需专门建立干燥仓库)。

本发明具体工艺简述如下：

1、对组焊前的碳钢制上、下壳体1、2的内表面7或内、外表面7、8以及碳钢制支撑架5表面9进行Cu、Ni金属的整体电镀处理，使其表面形成Cu、Ni金属层，该金属层可以是单一金属层，也可是复合层，如图2。镀层金属采用Cu、Ni。其中Cu、Ni可分别以单金属电镀，也可以合金电镀。镀铜镍合金或特科电镀可采用电镀、刷镀、复合电镀、脉冲电镀、化学镀、机械镀等。Cu-Ni或Ni-Cu复合镀层，镀层先后顺序及各层厚度比例不限。上述各种镀法均在本

发明范围之内。

2、将镀好金属层的上、下壳体1、2及支撑架5放置于既可以防止Fe、Cu、Ni氧化，又能使其氧化物还原的保护气氛(如N₂、CO、H₂和其它惰性气体)或真空条件的设备中，在750-1150℃温度范围内进行固溶化烧结处理后，可使碳钢壳体及支撑架达到良好的防锈效果。此工艺可在保护气氛热处理设备中完成。也可与炉内保护气氛钎焊或真空钎焊工序合为一体进行。该两种方法均在本发明范围之内。

固溶化烧结处理的机理是，在钢基体表面镀Cu或Ni可显著提高钢基体的抗锈蚀能力。但镀层与基体之间的结合仅只是范德华力。即原子之间的引力。镀层与基体金属之间并无达到冶金结合，结合不牢固，当受到一些电镀工艺因素或工件镀层表面受到外力刮、擦、碰等因素影响时，镀层易脱落或破坏，使局部基体再次暴露于空气中而易于出现锈蚀。另外对组焊成成品的储液器内壁进行电镀在实施过程中也是非常困难的。

实施例：

1、电镀处理，将碳钢制壳体的内表面(或内外表面)和钢支撑架表面镀Cu、Ni金属，镀法不限。所镀金属及镀层厚度可根据产品的防锈要求，参照表1中的数据，选择合适的镀层厚度即可。

                表1  钢制壳体及支撑架表面镀层

镀层金属	Cu	Ni	Cu-Ni复合	Ni-Cu复合
					镀层厚度	0.001-0.02	0.001-0.02	Cu0.001-0.019Ni0.001-0.019	Ni0.001-0.019Cu0.001-0.019

2、固溶化烧结处理。固溶化处理的目的是使镀层金属Cu、Ni的原子在高温下向基体母材Fe晶格中扩散固溶，形成镀层金属与基体金属之间的冶金结合，成为致密牢固的保护层，有良好的防锈蚀效果。然后将固溶处理后的零部件组合装配后组焊成一体。焊接方法可采用炉内保护气氛焊及真空焊。固溶化烧结处理可分为单一性固溶化烧结处理法和同步化烧结处理法。

A.单一性固溶化烧结处理法，将镀好金属的碳钢制上、下壳体1、2和支撑架5放入真空炉或有保护气氛的热处理炉、烧结炉、钎焊炉中进行固溶化处理。保护气氛的气体种类包括N₂、H₂、CO及其它惰性气体。可使用其中一种气体或混合气体进行保护，但均应达到使工件表面无氧化(光洁)的处理效果(处理温度见表2)。

B.同步烧结处理法，根据目前国内外碳钢制储液器的生产工艺及设备情况，本发明在固溶化过程中，依照目前钢制储液器的生产方式，可分为固溶化与储液器铁基部件及不锈钢滤网同步烧结法和固溶化与储液器整体部件(包括碳钢制上下壳体、支撑架、不锈钢滤网、铜管)同步烧结法。

(1)铁基部件及不锈钢滤网件同步烧结法，将镀好的上、下壳体1、2和支撑架5及不锈钢滤网4按图3方式组装，焊料可选择铜基或者银基钎料，然后放入保护气氛钎焊炉或真空炉中在750-1150℃温度范围内进行固溶化烧结和钎焊，工件表面光洁、无氧化。此焊接产品为半成品。将此半成品再与铜管3组合，在内腔充氮保护的条件下，用火焰钎焊法将两端铜管3焊好。(处理温度见表2)

(2)、整体同步烧结法，将镀好的碳钢制上、下壳体1、2，支撑架5与铜管3，不锈钢滤网4按图4方式组装，焊料可选用铜基或银基钎料，然后放入保护气氛钎焊炉或真空炉中在750-1150℃温度范围内进行固溶化烧结和钎焊，工件表面光洁、无氧化。此时产品为成品(处理温度见表2)。

表2：各种镀层件固溶化处理的温度及结果

镀层金属	镀层厚度	处理温度	表面状态
				Cu	0.005	800℃	光洁、无氧化
Cu	0.002	900℃	光洁、无氧化
				Cu	0.008	850℃	光洁、无氧化
Cu	0.015	1000℃	光洁、无氧化
				Ni	0.01	1100℃	光洁、无氧化
Ni	0.009	900℃	光洁、无氧化
				Ni	0.019	850℃	光洁、无氧化
Ni	0.003	750℃	光洁、无氧化
				Cu-Ni	0.004	890℃	光洁、无氧化
Cu-Ni	0.007	980℃	光洁、无氧化
				Cu-Ni	0.012	1050℃	光洁、无氧化
Ni-Cu	0.016	1030℃	光洁、无氧化
				Ni-Cu	0.018	960℃	光洁、无氧化
Ni-Cu	0.002	860℃	光洁、无氧化
				Ni-Cu	0.006	780℃	光洁、无氧化

本发明中，上述镀层的固溶化处理与壳体、支撑架、滤网、铜管的钎焊同步进行，经济效益最佳。

Claims (8)

1、一种空调、冰箱中碳钢制储液器防锈工艺，其特征在于：

a、对组焊前的碳钢制上、下壳体的内表面或内、外表面以及碳钢制支撑架表面进行Cu、Ni金属的整体电镀处理，使其表面形成Cu、Ni金属层；

b、将镀好金属层的上、下壳体及支撑架放置于既可以防止Fe、Cu、Ni氧化，又能使其氧化物还原的保护气氛或真空条件的设备中，在750-1150℃温度范围内进行固溶化烧结处理，可使碳钢壳体及支撑架达到良好的防锈效果。

2、按权利要求1所述的空调、冰箱中碳钢制储液器防锈工艺，其特征在于所述碳钢制上、下壳体的内表面或内、外表面以及碳钢制支撑架表面的Cu、Ni金属层或是单一金属层，或是复合层，镀层金属采用Cu、Ni，其中Cu、Ni或分别以单金属电镀，或以合金电镀，Cu-Ni或Ni-Cu复合镀层，镀层先后顺序及各层厚度比例不限。

3、按权利要求1所述的空调、冰箱中碳钢制储液器防锈工艺，其特征在于镀好金属层的上、下壳体及支撑架的固溶化烧结处理或在保护气氛热处理设备中完成，或与炉内保护气氛钎焊或真空钎焊工序合为一体进行。

4、按权利要求1所述的空调、冰箱中碳钢制储液器防锈工艺，其特征在于采用单一性固溶化烧结处理法，或采用固溶化烧结处理同步烧结处理法。

5、按权利要求4所述的空调、冰箱中碳钢制储液器防锈工艺，其特征在于所述单一性固溶化烧结处理法是，将镀好金属的碳钢制上、下壳体和支撑架放入真空炉或有保护气氛的热处理炉、烧结炉或钎焊炉中进行固溶化处理。

6、按权利要求5所述的空调、冰箱中碳钢制储液器防锈工艺，其特征在于所述保护气氛气体选自N₂、H₂、CO、其它惰性气体及其混合物。

7、按权利要求5或6之任一所述的空调、冰箱中碳钢制储液器防锈工艺，其特征在于所述固溶化烧结处理同步烧结处理法是铁基部件及不锈钢滤网件同步烧结法，将镀好的上、下壳体和支撑架及不锈钢滤网按组装一起，焊料选择铜基或者银基钎料，然后放入保护气氛钎焊炉或真空炉中在750-1150℃温度范围内进行固溶化烧结和钎焊，将此半成品再与铜管组合，在内腔充氮保护的条件下，用火焰钎焊法将两端铜管焊好。

8、按权利要求5或6之任一所述的空调、冰箱中碳钢制储液器防锈工艺，其特征在于所述固溶化烧结处理同步烧结处理法是整体同步烧结法，将镀好的碳钢制上、下壳体、支撑架与铜管、不锈钢滤网组装一起，焊料选用铜基或银基钎料，然后放入保护气氛钎焊炉或真空炉中在750-1150℃温度范围内进行固溶化烧结和钎焊，此时产品直接为成品。

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