CN101671828A - 一种汽车空调器蒸发器表面处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车空调器蒸发器芯体表面处理的方法。该方法具体包括使用不含六价铬和重金属的表面处理液，对蒸发器芯体进行预加热、喷涂、烘干、冷却等步骤的处理。经本发明的方法处理后的蒸发器对环境没有不良影响，符合欧盟的严格要求；且仍然保持了良好的减小表面张力作用和抗气味性、抗腐蚀性。

Description

一种汽车空调器蒸发器表面处理的方法
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术，具体的，涉及一种蒸发器无铬表面处理方法。
背景技术
蒸发器是空调常用的热交换设备，在空调运行过程起着至关重要的作用。蒸发器由于表面温度低，周围空气中的水分容易凝结在蒸发器芯体表面，因蒸发器芯体上结露或结霜，而引起增大换热热阻，降低制冷量。因此需要对蒸发器芯体进行表面处理，减小芯体的表面张力，使得冷凝水不易附着在蒸发器芯体表面，而是尽快流走。
国内的汽车空调生产厂家所采用的蒸发器，其芯体表面是用含六价铬的表面处理液处理的，其优势在于抗腐蚀性好，但是六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。RoHS欧盟立法规定自2006年7月起禁止使用六价铬，因此，传统铬酸盐表面处理液因含六价铬而被禁止使用。
CN1811014提出了一种环保型铝材无铬化学转化水基溶液，其主要采用锆盐、钛盐和氟化物为主体的无铬溶液，在铝及铝合金表面生产化学转化膜，但处理时间较长，效果不理想。
CN101158037提供了一种冰箱、冰柜蒸发器用铝管的无铬钝化工艺及钝化液，其钝化液含有钝化剂烷基磷酸酯，其质量浓度为1-15％，硅烷偶联剂质量浓度为0.1～0.5％，硅酸钠质量浓度为0.01-0,15％，其余为水。该工艺提高了所述铝管的耐腐蚀能力。
CN1284525A公开了一种供制冷-空调***中翅片式蒸发器表面处理用的高疏水性界面涂料，它是在有机硅树脂溶液中，加入经疏水化处理的固体微粒和硅偶联剂的组合物。用该涂料处理后的表面表观接触角约为150°，还具有高粘附性。
由于上述蒸发器表面处理方法不能有效地用于车用空调用蒸发器，因此，开发一种使用不含六价铬的表面处理工艺处理车用空调用蒸发器具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种不含六价铬的蒸发器表面处理方法。本发明的蒸发器芯体表面处理方法：采用表面处理液均匀的喷涂在蒸发器芯体，尤其是铝钎焊蒸发器芯体的外表面，达到减小表面张力、抗气味性、抗腐蚀性作用。本发明的方法尤其适用于汽车空调器蒸发器的表面处理。
具体的，本发明的蒸发器芯体表面处理的方法，包括以下步骤：
1)预加热：将所述蒸发器芯体加热到450～550℃；
2)喷涂：在喷射温度80～100℃、喷射压力6～8bar下，将表面处理液喷射到所述蒸发器芯体上；
3)烘干：将所述蒸发器芯体在温度120～180℃下烘干；
4)冷却：将所述蒸发器芯体在＜60℃，优选＜50℃的温度下冷却。
在本发明的方法的优选实施方案中，在所述的步骤1)中，所述蒸发器芯体在650～800秒内由室温加热到450～550℃；更优选所述蒸发器芯体在720秒内预加热到500±10℃。在具体实施中，对于温度的控制，10℃左右的温差是可以允许的。
在本发明的方法的优选实施方案中，在所述的步骤2)喷涂中，表面处理液向所述蒸发器芯体喷射持续7～13秒，优选10±1秒。优选在喷射温度90±5℃、喷射压力7±0.5bar下，进行表面处理液的喷涂。
在本发明的方法的优选实施方案中，在所述的步骤3)中，烘干持续时间为800～1000秒，优选900秒左右。
在本发明的方法的优选实施方案中，在所述的步骤4)中，冷却持续时间为500～700秒，优选600秒左右。
优选在本发明的方法中，所述蒸发器芯体经过预加热步骤后，保温，优选保温150～210秒，更优选180秒左右，再进行所述步骤2)喷涂。
本发明的蒸发器芯体表面处理方法具体包括上件、预加热、喷涂、烘干、冷却、下件。在具体实施中，使蒸发器芯体顺序经过上述各步骤，通过精确控制本发明的方法各步骤的操作时间，可以与生产线精确匹配。
在本发明的一个具体实施方案中，顺序包括下列步骤：
1)将所述蒸发器芯体在720秒内由室温预加热到500±10℃后，保温180秒；
2)在喷射温度90±5℃、喷射压力7±0.5bar下，将表面处理液喷射到所述蒸发器芯体上，持续时间为10±1秒；
3)在温度150±10℃下，烘干步骤2)处理后的蒸发器芯体，持续时间为900秒；
4)在＜50℃的温度下，冷却步骤3)处理后的蒸发器芯体，持续时间为600秒。
在本发明的方法中，所述表面处理液为BehrOXAL原液与去离子水的混合液，其中去离子水与BehrOXAL原液的体积比是100∶0.2～100∶0.3；且所述表面处理液的pH值为6.0-8.0，导电率＜600μS/cm。
优选所述BehrOXAL原液为包括下列浓度的元素的溶液：
钾离子K+的浓度为200-500mg/l，铝离子Al3+的浓度为200-500mg/l，
硅Si的浓度为200-500mg/l，铜离子Cu2+的浓度为5-20mg/l，
锌离子Zn2+的浓度为5-20mg/l，铁离子Fe3+的浓度为5-20mg/l，
镍离子Ni2+的浓度为5-20mg/l，氟离子F-的浓度为5-20mg/l，
氯离子Cl-的浓度为5-20mg/l。
在本发明的表面处理方法和表面处理液中，优选使用的BehrOXAL原液的溶剂为去离子水。本领域技术人员也可以根据需要选择使用进行蒸发器表面喷涂的其他溶剂，优选使用水作为原液的溶剂。
本发明的另一个目的是提供一种用于蒸发器芯体的表面处理液。
具体的，本发明的用于蒸发器芯体表面处理的表面处理液为BehrOXAL原液与去离子水的混合液，其中去离子水与BehrOXAL原液的体积比为100∶0.2～100∶0.3，且所述表面处理液的pH值为6.0-8.0，导电率＜600μS/cm。
优选所述表面处理液的pH值为6.5-7.5。
优选所述去离子水的导电率＜30μS/cm。
本发明的再一个目的是提供一种蒸发器芯体用BehrOXAL原液。具体的，本发明的BehrOXAL原液为包括下列浓度的元素的溶液：
钾离子K+的浓度为200-500mg/l，铝离子Al3+的浓度为200-500mg/l，
硅Si的浓度为200-500mg/l，铜离子Cu2+的浓度为5-20mg/l，
锌离子Zn2+的浓度为5-20mg/l，铁离子Fe3+的浓度为5-20mg/l，
镍离子Ni2+的浓度为5-20mg/l，氟离子F-的浓度为5-20mg/l，
氯离子Cl-的浓度为5-20mg/l。
本发明的蒸发器芯体表面处理方法和用于蒸发器芯体表面处理的表面处理液以及BehrOXAL原液优选用于汽车空调器蒸发器的表面处理。
本发明的蒸发器芯体表面处理方法具有以下优点：
1、使用本发明的蒸发器芯体表面处理方法，对环境没有不良影响，符合欧盟的严格要求；
2、经本发明的方法处理后的蒸发器仍然保持了良好的减小表面张力作用和抗气味性、抗腐蚀性；
3、使用本发明的表面处理方法，无需对蒸发器芯体进行耗时的前处理和后处理；
4、使用本发明的方法，可以根据生产实际需要，调节处理蒸发器芯体的时间，从而使本发明的表面处理的循环时间可与生产线精确匹配，使蒸发器芯体的表面处理可以完全融入生产流程中。
附图说明
图1是本发明的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面具体说明本发明的蒸发器芯体表面处理方法以及所用的表面处理液。
在本发明的具体实施例中，使用的表面处理液是由BehrOXAL原液与去离子水的混合液，其中去离子水与BehrOXAL原液的体积比为100∶0.25，且所述表面处理液的pH值约为7.5，导电率为550μS/cm。
使用的去离子水的导电率为25μS/cm。
BehrOXAL原液的成分列于下表1中。
表1
  离子   钾K+   铝Al3+   硅Si   铜Cu2+   锌Zn2+   铁Fe3+   镍Ni2+   氟F-   氯Cl-
  浓度mg/l   450   450   450   15   15   15   15   15   15
将一汽车空调器蒸发器芯体顺序经过下列步骤：
1)将汽车空调器蒸发器芯体在720秒内由室温预加热到约500℃后，保温180秒；
2)在喷射温度约90℃、喷射压力7bar下，将上述表面处理液喷射到步骤1得到的蒸发器芯体上，持续时间为10秒；
3)在温度为150℃下，烘干步骤2)处理后的蒸发器芯体，持续时间为900秒；
4)在40℃的温度下，冷却步骤3)处理后的蒸发器芯体，持续时间为600秒。
在本发明中，将经过本发明的方法处理简称为BehrOXAL表面处理。下面，对经BehrOXAL表面处理的汽车空调器蒸发器芯体分别进行SWAAT试验(海水乙酸试验)、表面张力试验、外表面气味试验以说明经BehrOXAL表面处理的汽车空调器蒸发器芯体具有良好的抗腐蚀性，减小表面张力作用和抗气味性。
1、SWAAT试验
根据德国大众标准VW TL 82086：2004-09VW PV1208对经BehrOXAL表面处理得到的汽车空调器蒸发器芯体做SWAAT试验。
实验要求：实验持续大于20天无泄漏。
实验方法：每天做12次下述的循环
1)30分钟喷雾(4.2％NaCl溶液+10ml/l乙酸溶液；PH值2.8～3.0；测试温度49℃)
2)90分钟保温(测试温度49℃；相对湿度100％)
试验结果：
经过21天的SWAAT试验后，将实验样件在水中充入2bar的氮气，结果无泄漏，因此证明该蒸发器有好的抗腐蚀性。
由于经本发明的方法对蒸发器芯体表面处理，改变了现有的蒸发器芯体外表面的化学成分和晶体结构--氧化铝(Al2O3)转变成AlO(OH)化合物，形成致密的、化学改进的防护层，因此能加强防腐蚀性。
2、表面张力试验
根据德国大众标准VW LAH 5C7.820.005，对经BehrOXAL表面处理得到的汽车空调器蒸发器做表面张力试验
试验验证：蒸发器飞水实验
实验方法
制冷剂侧：
膨胀阀进口温度：53±1℃
膨胀阀进口压力：16±0.2bar
蒸发器出口压力：3.0±0.1bar
过热度：5℃
空气侧：
空气进口温度：30±1℃
相对湿度：40％
空气质量流量：10kg/min±1％
试验结果：在出风口用白纸测试，没有水滴吹出，说明蒸发器芯体外表面的冷凝水通过排水孔排出，有良好的减小表面张力作用。
经过BehrOXAL表面处理后，蒸发器芯体表面的Nocolok钎焊层的晶体结构与氧气作用，发生分子结构的改变，形成更加光滑的表面，从而降低表面张力。
3蒸发器外表面气味实验
根据德国贝洱标准PN AR.00767，对经BehrOXAL表面处理得到的汽车空调器蒸发器做蒸发器外表面气味试验。
实验要求：气味评价级别≤3.0
实验方法：
1)蒸发器放置于恒温箱中，箱内温度-10℃，持续1小时。
2)从恒温箱中取出蒸发器，立即用叶片直径约为20cm的风扇在温度≥20℃的室内对着蒸发器芯体吹风，分别由三个人对通过蒸发器芯体外表面的空气进行气味评价。
试验结果：气味评价结果为1.5，说明抗气味性好。
注：气味试验的评价标准如表2所示。
表2
  级别   分级标准
  1   不被察觉
  2   可察觉，但不刺鼻
  3   明显察觉，但仍不刺鼻
  4   刺鼻
  5   强烈的刺鼻
  6   无法忍受

Claims (10)

1.一种蒸发器芯体表面处理的方法，其包括以下步骤：
1)预加热：将所述蒸发器芯体加热到450～550℃；
2)喷涂：在喷射温度80～100℃、喷射压力6～8bar下，将表面处理液喷射到所述蒸发器芯体上；
3)烘干：将所述蒸发器芯体在温度120～180℃下烘干；
4)冷却：将所述蒸发器芯体在＜60℃的温度下冷却。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述的步骤1)中，所述蒸发器芯体在650～800秒内由室温加热到450～550℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述的步骤2)喷涂中，表面处理液向所述蒸发器芯体喷射持续7～13秒。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述的步骤3)中，烘干持续时间为800～1000秒。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述的步骤4)中，冷却持续时间为500～700秒。
6.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于：所述蒸发器芯体经过预加热步骤后，保温150～210秒，再进行所述步骤2)喷涂。
7.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于：所述表面处理液为BehrOXAL原液与去离子水的混合液，其中去离子水与BehrOXAL原液的体积比是100∶0.2～100∶0.3；且所述表面处理液的pH值为6.0-8.0，导电率＜600μS/cm。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述BehrOXAL原液为包括下列元素的溶液：
钾离子K+的浓度为200-500mg/l，铝离子Al3+的浓度为200-500mg/l，
硅Si的浓度为200-500mg/l，铜离子Cu2+的浓度为5-20mg/l，
锌离子Zn2+的浓度为5-20mg/l，铁离子Fe3+的浓度为5-20mg/l，
镍离子Ni2+的浓度为5-20mg/l，氟离子F-的浓度为5-20mg/l，
氯离子Cl-的浓度为5-20mg/l。
9.一种用于权利要求1-8之一所述蒸发器芯体表面处理方法的表面处理液，其特征在于：所述表面处理液为BehrOXAL原液与去离子水的混合液，其中去离子水与BehrOXAL原液的体积比为100∶0.2～100∶0.3，且所述表面处理液的pH值为6.0-8.0，导电率＜600μS/cm。
10.一种蒸发器芯体用BehrOXAL原液，其特征在于：所述BehrOXAL原液为包括下列浓度的元素的溶液：
钾离子K+的浓度为200-500mg/l，铝离子Al3+的浓度为200-500mg/l，
硅Si的浓度为200-500mg/l，铜离子Cu2+的浓度为5-20mg/l，
锌离子Zn2+的浓度为5-20mg/l，铁离子Fe3+的浓度为5-20mg/l，
镍离子Ni2+的浓度为5-20mg/l，氟离子F-的浓度为5-20mg/l，
氯离子Cl-的浓度为5-20mg/l。
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