CN103938140A - 一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃气热水器热交换器的加工技术领域，公开一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其主要技术特征是将工件经除油清洗活化后，进行锌基合金钎焊，利用熔融状态下的合金具有优良的填充性能，对热交换器内集热片与铜管之间的缝隙进行有效填充，增强换热有效热交换表面积，同时在各个集热片和铜管表面形成一层：镁—锌—钛合金，该合金有很高的导热系数，进一步增强其热效率同时提高其防腐性能。本技术发明对燃气热水器热交换器的热效率的提高有较大的作用外，镁-锌-钛合金还具有良好的导热性、较高的硬度和耐磨性、耐腐蚀性、高耐候、耐老化等优良性能。
Description
技术领域
本发明涉及燃气热水器热交换器的加工技术领域，尤其涉及一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺。
背景技术
热交换器是燃气热水器的核心部件，其热效率、材质和加工工艺等一直是行业的一个重要关注点。热交换器经过多年的不断更新，目前主要表面处理工艺有热镀铅锡合金、无氧铜保护钎焊。随着市场节能环保要求的不断提升，行业上传统的浸镀铅锡工艺已远不能满足这些要求，而无氧铜热交换器制造成本较高。
21世纪是合金的世纪，在热交换器表面处理领域，采用锌基合金替代传统的热镀铅锡合金、无氧铜保护钎焊是未来的一个发展趋势。目前，在热浸镀锌工艺方面，受热镀锌材料大粘度、不易流动的制约，其主要用在一些表面比较平整的工件处理上。同时，在传统的热浸镀锌工艺上，除油和去氧化皮通常采用不同的清洗剂来实现，工艺相对复杂。此外，为了防止镀好的锌合金被氧化，在热镀之后往往还采用铬盐钝化剂进行处理。铬盐钝化剂主要有三价铬盐和六价铬盐，但无论是三价铬盐和六价铬盐都不可避免的造成环境污染。
有鉴于此，极为有必要重新设计开发一种适用于燃气热水器热交换的锌基合金钎焊工艺。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于开发一种工艺简单，节能环保的燃气热水器热交换器用锌基合金钎焊工艺。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其特征在于，它的步骤包括：
第一步，表面除油，首先将热交换器浸入除油剂中去除工件表面油污和氧化皮，然后采用超声波清洗净化；
第二步，表面清洗，利用自来水多次清洗热交换器表面，以去除表面酸碱残留物；
第三步，表面活化，将清洗干净的热交换器浸入助镀剂中20秒-100秒后取出；
第四步，热镀锌处理，将经表面活化后的的热交换器浸入430℃-520℃的熔融炉中进行热镀锌处理；
第五步，多余合金锌去除，将经热镀锌处理后的热交换器取出，放到离心机中进行离心处理，甩出热交换器集热片内的多余合金锌。
作为改进地，所述第一步中的除油剂由表面活性剂与弱酸组成；所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚-10，脂肪醇聚氧乙烯醚-10中的一种或几种，所述弱酸为HOOCCOOH。
作为改进地，所述第一步中的除油剂由表面活性剂与弱碱组成；所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚-10，脂肪醇聚氧乙烯醚-10中的一种或几种，所述弱酸为Na2CO3，NaHCO3中的一种或几种。
作为改进地，所述第一步具体步骤如下：首先利用碱度为11点-15点的碱性溶液常温除油一次，随之利用碱度为0点-1.2点的水清洗一次；然后利用碱度为11点-15点的碱性溶液高温除油两次，并超声波除油一次；再接着利用碱度为0点-1.2点的水清洗四次后使用酸度为8点-14点的酸性溶液去氧化皮。
作为改进地，所述第三步中的助镀剂为ZnCI2、NH4CI）的混合物。
作为改进地，在第四步中，所述熔融炉中为熔融锌合金，该锌合金中含有镁元素，锌元素和钛元素。
作为改进地，在第五步之后还有无铬钝化步骤，所述无铬钝化采用钼酸钠钝化剂。
作为改进地，在第三步表面活化之后，在第四步热镀锌处理之前还有吹水步骤；在吹水步骤中，同时对热交换进行预热，预热的温度范围为：80℃～140℃。
作为改进地，还包括产品检验步骤，对不良品作出标识。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一、将热浸镀锌工艺应用在燃气热水器的表面处理上，如此复杂的工件用来热镀锌处理是国内热镀锌表面处理行业革命性的飞跃，开创了热镀锌的向精密加工方向发展的历史先河。
二、利用熔融状态下锌合金优良的填充性能，对热交换器内集热片与铜管之间的缝隙进行有效填充，增强换热有效热交换表面积；同时在各个集热片和铜管表面上形成一层：镁—锌—钛合金，该合金有很高的导热系数，进一步增强其热效率同时提高其防腐性能。此外，镁-锌-钛合金还具有良好的导热性、较高的硬度和耐磨性、耐腐蚀性、高耐候、耐老化等优良性能。
三、增加多余合金锌去除步骤，通过离心机的处理，克服热镀锌材料粘度大不容易流动的缺点，避免多余的锌合金积累在热交换器的缝隙内，保证热交换器的散热效果，并节约原料，降低成本。
四、除油剂采用表面活性剂+有机酸复合而成，具有多重功效，不仅能除去铜表面的油污，同时还可以除去铜表面的氧化皮，让除油、去氧化皮二合一，简化工艺，节约成本。此外，添加的有机酸是草酸，环保无污染，可以直接排放。
五、在热镀锌处理后期加钼酸钠钝化工艺处理，使得铜表面光泽一直保持鲜美的光亮。同时，利用钼酸钠代替传统的铬盐钝化，避免了铬盐所带来的环境污染。
附图说明
图1所示为本发明提供的燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺流程图；
图2所示为本发明提供的燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺步骤细化图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的实质，结合附图对本发明的具体实施方式说明如下。
如图1、图2所示，一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其步骤包括：
第一步step1，表面除油，首先将热交换器浸入除油剂中去除工件表面油污和氧化皮，然后采用超声波清洗净化。在这里，为去除热交换器表面的油污和氧化皮，所述除油剂的化学有效成分包括：Na2CO3，NaHCO3，壬基酚聚氧乙烯醚-10，脂肪醇聚氧乙烯醚-10及HOOCCOOH。优选地，首先利用碱度为11点-15点的碱性溶液常温除油一次，随之利用碱度为0点-1.2点的水清洗一次；然后利用碱度为11点-15点的碱性溶液高温除油两次，并超声波除油一次；再接着利用碱度为0点-1.2点的水清洗四次后使用酸度为8点-14点的酸性溶液去氧化皮。其他实施方式中，所述除油剂直接使用表面活性剂与HOOCCOOH的混合液，同时实现除油、去氧化皮步骤，不限于本实施例。
第二步step2，表面清洗，利用自来水多次清洗热交换器表面，以去除表面酸碱残留物。优选地，所述表面清洗步骤是指利用碱度为0点-1.2点的水清洗三次。
第三步step3，表面活化，将清洗干净的热交换器浸入助镀剂中20秒-100秒后取出。本实施例中，所述助镀剂优选为ZnCI2、NH4CI）的混合物。
第四步step4，热镀锌处理，将经表面活化后的的热交换器浸入430℃-520℃的熔融炉中进行热镀锌处理。优选地，所述熔融炉中为熔融锌合金，该锌合金中含有镁元素，锌元素和钛元素。
第五步step5，多余合金锌去除，将经热镀锌处理后的热交换器取出，放到离心机中进行离心处理，甩出热交换器集热片内的多余合金锌。
第六步step6，无铬钝化步骤，采用无铬钝化剂钼酸钠对镀锌后的热交换器进行表面钝化。
第七步step7，产品检验。对不良品作出标识。
特别地，为了除去残余水分，防止产生爆锌；在第三步表面活化之后，在第四步热镀锌处理之前还有吹水步骤step31。在吹水步骤step31中，同时对热交换进行预热，以防止热交换器在浸镀时由于温度急剧升高而变形，预热的温度范围为：80℃～140℃。
以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其特征在于，它的步骤包括：
第一步，表面除油，首先将热交换器浸入除油剂中去除工件表面油污和氧化皮，然后采用超声波清洗净化；
第二步，表面清洗，利用自来水多次清洗热交换器表面，以去除表面酸碱残留物；
第三步，表面活化，将清洗干净的热交换器浸入助镀剂中20秒-100秒后取出；
第四步，热镀锌处理，将经表面活化后的的热交换器浸入430℃-520℃的熔融炉中进行热镀锌处理；
第五步，多余合金锌去除，将经热镀锌处理后的热交换器取出，放到离心机中进行离心处理，甩出热交换器集热片内的多余合金锌。
2.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其特征在于，所述第一步中的除油剂由表面活性剂与弱酸组成；所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚-10，脂肪醇聚氧乙烯醚-10中的一种或几种，所述弱酸为HOOCCOOH。
3.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其特征在于，所述第一步中的除油剂由表面活性剂与弱碱组成；所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚-10，脂肪醇聚氧乙烯醚-10中的一种或几种，所述弱酸为Na2CO3，NaHCO3中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其特征在于，所述第一步具体步骤如下：首先利用碱度为11点-15点的碱性溶液常温除油一次，随之利用碱度为0点-1.2点的水清洗一次；然后利用碱度为11点-15点的碱性溶液高温除油两次，并超声波除油一次；再接着利用碱度为0点-1.2点的水清洗四次后使用酸度为8点-14点的酸性溶液去氧化皮。
5.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其特征在于，所述第三步中的助镀剂为ZnCI2、NH4CI）的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其特征在于，在第四步中，所述熔融炉中为熔融锌合金，该锌合金中含有镁元素，锌元素和钛元素。
7.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其特征在于，在第五步之后还有无铬钝化步骤，所述无铬钝化采用钼酸钠钝化剂。
8.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其特征在于，在第三步表面活化之后，在第四步热镀锌处理之前还有吹水步骤；在吹水步骤中，同时对热交换进行预热，预热的温度范围为：80℃～140℃。
9.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器锌基合金钎焊工艺，其特征在于，还包括产品检验步骤，对不良品作出标识。
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