CN113108642B

CN113108642B - 一种降低摩擦异响的双金属复合散热器及其制备方法

Info

Publication number: CN113108642B
Application number: CN202110392513.1A
Authority: CN
Inventors: 吕同鑫; 狄杰贵; 付志明
Original assignee: SHANDONG XINHUAXING HVAC TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHANDONG XINHUAXING HVAC TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2022-11-18
Anticipated expiration: 2041-04-13
Also published as: CN113108642A

Abstract

本发明公开了一种降低摩擦异响的双金属复合散热器及其制备方法。本发明在低碳钢管外部涂刷一层涂料，然后烘干涂料；将带有涂料的钢管穿入双金属复合散热器用铝型材中，对双金属复合散热器用铝型材中的铝管和铝管内插入的低碳钢管进行缩管过盈量复合，使低碳钢管与铝管紧密结合得到双金属复合管；利用步双金属复合管焊接成散热器，将散热器进行二次烘干，得到双金属复合管焊接成散热器。双金属复合散热器用铝型材包括铝管；所述铝管的开口端分别设有伸缩角，伸缩角凸起的直径为2.8±0.1mm。本发明制备得到的双金属复合散热器可有效解决低碳钢管和铝管之间由于热胀冷缩产生的摩擦异响，给使用者一个安静舒适的使用环境。

Description

一种降低摩擦异响的双金属复合散热器及其制备方法

技术领域

本发明涉及双金属复合散热器技术领域，具体涉及一种降低摩擦异响的双金属复合散热器及其制备方法。

背景技术

散热器是热水(或蒸汽)采暖系统中重要的、基本的组成部件。热水在散热器内降温(或蒸汽在散热器内凝结)向室内供热，达到采暖的目的。由于散热器内的传热介质一般为温度小于95℃的水，铝由于散热快，导热效果好，散热器一般使用铝为原料。但由于铝不耐腐蚀、不耐压，所以不能仅以铝作散热器。一般会在铝管中加入低碳钢管，低碳钢管耐腐蚀、耐压但导热效果差，将低碳钢管插入铝管中可实现散热器散热效果好同时又耐腐蚀、耐压。但由于低碳钢管和铝管的导热系数不同，由于热胀冷缩，两者之间会产生孔隙，造成使用过程中出现摩擦，产生异响。

现有技术为了解决双金属复合散热器之间产生的异响，在生产散热器时，会对低碳钢管进行“胀管”，通过膨胀设备，将低碳钢管的直径胀大，使其与铝管紧密结合。但该方法需要对整根低碳钢管内部都进行膨胀，并且操作难度较大，费时费力。所以现在需要一种简单有效的方法解决双金属复合散热器因热胀冷缩造成的两种金属管之间摩擦产生的异响。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种降低摩擦异响的双金属复合散热器及其制备方法。本发明可以解决双金属复合散热器在供暖运行中由于不同材质的热胀冷缩现象出现的异响问题，给使用者一个温暖舒适安静的空间。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种双金属复合散热器用铝型材，所述双金属复合散热器用铝型材包括铝管；所述铝管的开口端分别设有两个伸缩角；每个开口端上的伸缩角对称设置；所述伸缩角的顶部设有半圆形的凸起，所述凸起的直径为2.8±0.1mm；所述凸起的两端分别与支撑条连接，所述支撑条的另一端与铝管连接。

优选的，所述伸缩角的顶部距铝管边缘的垂直距离为5mm～1cm。

优选的，所述铝管的外周上设有散热翅片。

本发明的第二方面，提供一种降低摩擦异响的双金属复合散热器的制备方法，包括以下步骤：

(1)在低碳钢管外部涂刷一层涂料，然后烘干涂料；

(2)将步骤(1)得到的带有涂料的钢管穿入双金属复合散热器用铝型材中，对双金属复合散热器用铝型材的铝管和铝管内插入的低碳钢管进行缩管过盈量复合，使低碳钢管与铝管紧密结合得到双金属复合管；

(3)利用步骤(3)得到的双金属复合管焊接成散热器，将散热器进行二次烘干，得到双金属复合管焊接成散热器。

低碳钢管在制备双金属复合散热器前需进行酸洗磷化(包括除油—除锈—水洗—中和—水洗—表调—磷化—水洗—钝化—烘干)处理。铝型材在制备双金属复合散热器前也要经过酸洗—水洗—碱蚀—水洗—铬化处理。上述处理均为制备双金属复合散热器的常规操作。

优选的，步骤(1)中，所述涂料包括以下重量百分比的原料：

环保型水性环氧树脂乳液45～55％，钛白粉3～7％，石墨烯粉15～25％，水性涂料助剂1～5％，表面活性剂1～5％，消泡剂3～7％，聚氨酯增稠剂3～7％，高岭土1～5％，纯丙乳液1～5％，防腐剂1～5％。

优选的，步骤(1)中，所述涂料的涂覆厚度为30～50μm；所述涂料的烘干温度为120～140℃，时间8～10min。

优选的，步骤(2)中，所述铝管的直径比低碳钢管的直径大0.5±0.1mm。

优选的，步骤(2)中，所述缩管过盈量复合为将低碳钢管插入铝管，放入液压设备的模具中，使用液压设备将铝管开口端的伸缩角压扁，使每个伸缩角的两条支撑条紧密结合在一起；所述液压设备的压力为80～100MPa。

优选的，步骤(3)中，所述二次烘干的温度为190～200℃，时间为15min。

本发明的第三方面，提供上述制备方法制备得到的降低摩擦异响的双金属复合散热器。

本发明的第四方面，提供双金属复合散热器在降低双金属复合散热器因热胀冷缩产生的摩擦异响中的应用。

本发明的有益效果：

(1)与传统的“胀管”法相比，本发明的制备方法简单，操作方便，省时省力。通过铝管开口端伸缩角的设置，能使铝管与低碳钢管紧密结合；通过低碳钢管外部涂刷的涂料，弥补铝管与低碳钢管之间的微小空隙。同时涂料还能提高低碳钢管的导热效果。

(2)本发明制备得到的双金属复合散热器可有效解决低碳钢管和铝管之间由于热胀冷缩产生的摩擦异响，给使用者一个安静舒适的使用环境。

附图说明

图1为本发明双金属复合散热器用铝型材的结构示意图；

图2为伸缩角的结构示意图(图中的虚线并无特殊含义)；

图3为缩管过盈量复合后低碳钢管与铝管紧密结合的照片；

其中：1.铝管，2.伸缩角，3.凸起，4.支撑条，5.散热翅片。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术部分介绍的，双金属散热器的管道由于使用了两种金属，并且两种金属的导热系数不同，由于热胀冷缩就会造成两种金属之间产生空隙，使用过程中两种金属之间摩擦就会产生异响，给使用者的使用环境带来噪声。

基于此，本发明的目的是提供一种降低摩擦异响的双金属复合散热器及其制备方法。

首先，本发明对铝管的结构进行了改进，如图所示，一种双金属复合散热器用铝型材，所述双金属复合散热器用铝型材包括铝管1；所述铝管1的开口端分别设有两个伸缩角2；每个开口端上的伸缩角2对称设置；所述伸缩角2的顶部设有半圆形的凸起3，所述凸起3的直径为2.8±0.1mm；所述凸起3的两端分别与支撑条4连接，所述支撑条4的另一端与铝管1连接。所述伸缩角2的顶部距铝管1边缘的垂直距离为5mm～1cm。所述铝管1的外周上设有散热翅片5。

在制备双金属复合散热器时，将低碳钢管插入双金属复合散热器用铝型材的铝管中，再将它们放入液压设备的模具中，使用液压设备将伸缩角压扁，使两条支撑条紧密贴合在一起。本发明利用铝的伸缩系数，通过液压设备将铝管上的伸缩角压扁。这样低碳钢管和其外部的铝管就会紧密的结合。通过发明人的反复验证，根据铝的伸缩系数，当伸缩角凸起的直径为2.8±0.1mm为宜。凸起的直径过大，在压伸缩角时，伸缩角的支撑条与铝管之间会出现开裂或断裂；凸起的直径过小，不能通过压扁伸缩角将铝管和低碳钢管紧密的结合。铝型材铝管的直径要比低碳钢管大0.5mm，才能采用上述伸缩角；同时低碳钢管外面会事先涂覆一层涂料，该涂料具有良好的导热性并且附着力强，涂层的厚度要均匀，严格控制在30～50μm左右。通过发明人反复摸索，当涂料厚度为30～50μm时，因为两种金属材质不同，即便通过伸缩角的设置可以紧密贴合，后期热胀冷缩还是有可能出现极小的空隙。而低碳钢管外部涂刷的导热涂料可以完美的弥补这个空隙，使两种金属完全贴合。导热涂料还可以更快的帮助低碳钢管传递热量。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。

说明：实施例中的水性涂料助剂购自广州市斯涂源化工有限公司，byk-151，产自BYK Chemie(德国毕克化学公司)；

纯丙乳液购自江苏日出化工有限公司，型号为rc-502；

防腐剂购自南京天诗蓝盾生物科技有限公司，产品名称为涂料防腐剂；

表面活性剂购自佛山市顺德区三升贸易有限公司，型号为TEGO Twin4100，产自TEGO Foamex；

消泡剂购自佛山盛创达化工有限公司，型号为型号为byk-346；

聚氨酯增稠剂购自广州卓厚环保科技有限公司，型号为QHY-H50。

实施例1

将环保型水性环氧树脂乳液50kg，钛白粉5kg，石墨烯粉20kg，水性涂料助剂3kg，表面活性剂3kg，消泡剂5kg，聚氨酯增稠剂5kg，高岭土3kg，纯丙乳液3kg，防腐剂3kg搅拌混合，混合均匀后得到导热涂料。

实施例2

(1)选用优质低碳钢管进行酸洗磷化(除油---除锈---水洗---中和---水洗---表调---磷化---水洗---钝化---烘干)处理，为加强下一步的涂层附着力打下良好的表面基础。将磷化好的钢管摆放在特制的工装台自动流水线上涂装导热涂料，要避免管与管之间的紧密接触防止涂层之间粘连。该导热涂料具有良好的导热性能并且附着力强，涂层的厚度要均匀，控制在40um左右，将涂装好的钢管进入烘烤炉中进行烘干，温度控制在130℃，时间9min。

(2)铝型材也要经过严格的酸洗～水洗～碱蚀～水洗～铬化处理；把处理好带有涂层的钢管穿入处理后的铝型材中，铝型材的直径为22.4mm，低碳钢管的直径为21.9mm，正负值应控制在0.1mm之内。铝型材中铝管开口的两端设计有直径为2.8mm高度为5mm的伸缩角，半圆伸缩角的直径应控制在2.8正负0.1mm之内。然后把他们放入专用的液压设备模具中进行缩管过盈量复合操作；该设备的压力调节80～100Mpa为宜，确保复合后的双金属散热元件结合紧密，在剪应力为0.8Mpa的检测中无松动现象。

(3)将步骤(2)处理后的双金属管进行焊接，得到钢铝复合散柱翼形散热器。焊接成型的散热器再次放入流水线烘烤炉中进行第二次的高温烘烤，温度控制在195℃，恒温15min，将钢管涂层完全固化，使凃层附着力更强，结合更严密，导热效果更好。制备得到降低摩擦异响的双金属复合散热器，规格为GLF-75*75。

在市面上购买尺寸规格与实施例2相同的双金属复合散热器，该双金属复合散热器的生产厂家为河北朗博尔顿暖通设备有限公司，产品名称为钢铝复合柱翼型散热器，型号GLF-75*75。将该钢铝水暖散热器作为对照例。

采用相同条件安装实施例2和对照例的散热器，并在相同条件下进行工作，工作参数见表1。

表1

向对照例和实施例2的散热器通入80℃的热水，每天工作12小时，剩余12小时不工作，如此循环，工作一段时间后，对散热器是否发出异响进行统计，所得结果见表2。

表2

	1个月后	3个月后	6个月后	1年后
					对照例	无异响	轻微异响	异响	异响
实施例2	无异响	无异响	无异响	无异响

由表2可知，对照例和实施例2的散热器在相同工作条件下，对照例的散热器连续工作3个月出现异响。当散热器中水的温度达到30℃以后就开始出现异响，温度再从60℃回落到30℃左右时还会出现异响。这是由于热胀冷缩造成的。而使用本发明的散热器，反复间断循环工作一年后，仍无异响出现。说明本发明的散热器能够有效降低双金属散热器因热胀冷缩造成的摩擦异响，给使用者一个安静舒适的使用环境。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种降低摩擦异响的双金属复合散热器，其特征在于，由以下方法制备：

(1)在低碳钢管外部涂刷一层涂料，然后烘干涂料；所述涂料包括以下重量百分比的原料：

环保型水性环氧树脂乳液45～55％，钛白粉3～7％，石墨烯粉15～25％，水性涂料助剂1～5％，表面活性剂1～5％，消泡剂3～7％，聚氨酯增稠剂3～7％，高岭土1～5％，纯丙乳液1～5％，防腐剂1～5％；

(2)将步骤(1)得到的带有涂料的钢管穿入双金属复合散热器用铝型材中，对双金属复合散热器用铝型材的铝管和铝管内插入的低碳钢管进行缩管过盈量复合，使低碳钢管与铝管紧密结合得到双金属复合管；所述铝管的直径比低碳钢管的直径大0.5±0.1mm；

(3)利用步骤(2)得到的双金属复合管焊接成散热器，将散热器进行二次烘干，得到双金属复合管焊接成散热器；所述缩管过盈量复合为将低碳钢管插入铝管，然后使用液压设备将铝管开口端的伸缩角压扁，使每个伸缩角的两条支撑条紧密结合在一起；所述液压设备的压力为80～100MPa；

所述双金属复合散热器用铝型材包括铝管；所述铝管的开口端分别设有两个伸缩角；每个开口端上的伸缩角对称设置；所述伸缩角的顶部设有半圆形的凸起，所述凸起的直径为2.8±0.1mm；所述凸起的两端分别与支撑条连接，所述支撑条的另一端与铝管连接；

所述伸缩角的顶部距铝管边缘的垂直距离为5mm～1cm；所述铝管的外周上设有散热翅片。

2.根据权利要求1所述的降低摩擦异响的双金属复合散热器，其特征在于，步骤(1)中，所述涂料的涂覆厚度为30～50μm；所述涂料的烘干温度为120～140℃，时间8～10min。

3.根据权利要求1所述的降低摩擦异响的双金属复合散热器，其特征在于，步骤(3)中，所述二次烘干的温度为190～200℃，时间为15min。

4.权利要求1～3任一项所述的双金属复合散热器在降低双金属复合散热器因热胀冷缩产生的摩擦异响中的应用。