阅读说明：本技术 一种高效换热器用翅片制备工艺 (Preparation process of fin for efficient heat exchanger ) 是由 不公告发明人 于 2019-10-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高效换热器用翅片制备工艺,属于翅片制备技术领域,一种高效换热器用翅片制备工艺,通过将多个翅片块倾斜环形等间距分布于铜管基座上,实现在有限空间内最大限度的扩大散热面积,同时相邻两个翅片块之间留有一定间隙,有利于热量随空气的传导,而在铜管基座以及翅片块上涂覆防腐涂层,有利于提高该翅片的防腐性能,提高其适用范围,而防腐涂层采用多次覆盖式喷涂,进一步有效提高涂层的附着力,同时在喷涂后,对喷涂的喷涂样板进行膜层检测,检测该防腐涂层的附着力以及机械强度是否达标,通过检测结果与实际制备工艺进行结合分析,以制备最佳质量的高效换热器用翅片。(The invention discloses a preparation process of a fin for a high-efficiency heat exchanger, belongs to the technical field of fin preparation, and discloses a preparation process of a fin for a high-efficiency heat exchanger, the plurality of fin blocks are distributed on the copper pipe base in an inclined annular shape at equal intervals, so that the heat dissipation area is enlarged to the maximum extent in a limited space, meanwhile, a certain gap is left between two adjacent fin blocks, which is beneficial to the conduction of heat along with air, the copper pipe base and the fin block are coated with the anti-corrosion coating, which is beneficial to improving the anti-corrosion performance of the fin and the application range of the fin, the anticorrosive coating adopts multiple covering type spraying, the adhesive force of the coating is further effectively improved, and simultaneously after the spraying, detecting the film layer of the sprayed sample plate, detecting whether the adhesive force and the mechanical strength of the anticorrosive coating reach the standard or not, and the detection result is combined with the actual preparation process for analysis so as to prepare the fin with the best quality for the high-efficiency heat exchanger.)

一种高效换热器用翅片制备工艺

技术领域

本发明涉及翅片制备技术领域，更具体地说，涉及一种高效换热器用翅片制备工艺。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，是附在发热设备上的一层良好导热介质。目前，换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用非常广泛。

其中，换热翅片是换热器的重要组成部分，换热翅片通常在安装在换热管的表面，以增大换热管的外表面积或内表面积，从而达到提高换热效率的目的。现有的换热翅片其散热效能还进一步有待提高，同时针对一些使用于高碱、高盐、高酸等恶劣环境下，或者使用温度长期在150℃-300℃中，类似这些环境中的烟气内除含有SO2外，还有少量CO2、SO3、HCl等气体，由于烟气中含有水，因此可在瞬间形成H2SO4、HCl等强腐蚀性溶液，因此换热翅片的防腐性能显得尤其重要。

而现有的散热翅片为了提高其防腐性能，多为在表面喷涂一层防腐涂料，喷涂防腐涂料后往往也不会对该涂层的质量进行检测便投入使用中，在长期的使用过程中，一些不合格的涂层还是很容易脱落，所起到作用的时间较短，往往难以达到换热器用翅片换热的高效性。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效换热器用翅片制备工艺，通过将多个翅片块倾斜环形等间距分布于铜管基座上，实现在有限空间内最大限度的扩大散热面积，同时相邻两个翅片块之间留有一定间隙，有利于热量随空气进行散发传导，而在铜管基座以及翅片块上涂覆防腐涂层，有利于提高该翅片的防腐性能，提高其适用范围，而防腐涂层采用多次覆盖式喷涂，进一步有效提高涂层的附着力，同时在喷涂后，对喷涂的喷涂样板进行膜层检测，检测该防腐涂层的附着力以及机械强度是否达标，通过检测结果与实际制备工艺进行结合，以制备最佳质量的高效换热器用翅片。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高效换热器用翅片制备工艺，包括以下步骤：

S1、原材料的准备：采用铜合金以及铝合金片作为翅片制备的基材，将基材通过清水洗净、烘干备用；

S2、铸造制备：将S1中准备好的铜合金制备成中空环状的铜管基座，将铝合金片通过压铸模具冲压制得翅片块，在铜管基座的外侧壁上沿环形方向等间距开凿多个用于翅片块连接的连接腔；

S3、表面处理：将S2中所制得的铜管基座以及翅片块的表面进行喷砂或抛丸处理，去除铜管基座以及翅片块表面的污渍、残锈等，并将铜管基座以及翅片块通过清水洗净后烘干；

S4、表面防腐喷涂：在S3处理后的铜管基座以及翅片块的外表面喷涂防腐涂料，喷涂第1遍防腐涂料，涂料厚度20-40um,静置0.7-1h,喷涂第2遍防腐涂料,涂料厚度20-40um,静置0.7-1h,依次重复操作3-4遍达到规定膜厚,膜厚保持在130-140um范围内；

S5、膜层检测：制作喷涂样板，并对喷涂样板进行膜层质量检测；

S6、装焊连接：在翅片块的内端通过焊接机焊接上与其高度一致的金属连接头，将多个翅片块通过金属连接头与铜管基座上的连接腔固定焊接，焊接完成后采用打磨纸对焊接处进行抛光打磨处理，抛光处理后即得到该高效换热器用翅片。

进一步的，所述翅片块内窄外宽，将翅片块设计成内窄外宽有利于较窄处的内端与铜管基座固定焊接，而外宽则有利于提高该翅片的机械强度，所述金属连接头倾斜固定焊接在翅片块内端侧壁上，所述翅片块沿铜管基座的环形方向倾斜设置，且翅片块与铜管基座的内夹角为20-35°，相对于将翅片块直接垂直焊接于铜管基座上，环形倾斜设置更有利于在有限空间内实现更大面积的散热传导。

进一步的，相邻两个所述翅片块之间倾斜固定连接有加强杆，所述铜管基座的外侧沿竖直方向套设有多个加固环，多个所述加固环从上到下等间距固定焊接在翅片块的外端侧壁上，所述加强杆与加固环均由铝合金片制得，加强杆与加固杆的配合设置不仅有利于相邻两个翅片块之间的热传导，还进一步增强了多个翅片块之间的连接稳固性，有效增强了该换热器用翅片的机械强度。

进一步的，所述S3中喷砂或抛丸处理是采用压缩空气或高压水流等作为动力，利用喷砂机或抛丸机喷射的砂子、钢丸以去除铜管基座以及翅片块外表面上的异物。

进一步的，所述喷砂机采用河沙或石英砂作为喷料，所述抛丸机采用钢丸或金属碎块作为喷料，喷砂清洁度达到Sa2.5级或以上，粗糙度控制在20-40μm范围内。

进一步的，所述S4中防腐涂料的制备方法为：按照质量份计称取30-50份环氧树脂、20-25份胶体石墨粉、10-15份导热填料、2-5份抗氧化剂、3-6份固化剂作为该防腐涂料的原料，将环氧树脂、胶体石墨粉、导热填料以及抗氧化剂导入反应釜内，并在持续搅拌过程中缓慢加入固化剂，搅拌时间为3-4h,待搅拌均匀且无沉淀后用150-180目过滤筛进行过筛处理，即得到该防腐涂料，胶体石墨粉在环氧树脂中的应用下，发挥了石墨粉的耐火、防火的作用，进一步提高了该防腐涂料的优良性能，抗氧化剂可采用涂料用抗氧化剂168与酚类主抗氧剂复合使用，提高了该防腐涂料的抗氧化效果，而加设的导热填料则有利于提高该防腐涂料的导热、传热效果，从而有效提高该翅片的换热效果。

进一步的，所述导热填料包括纳米氧化铝、硅微粉、纤维状高导热碳粉、钛微米中，其中纤维状高导热碳粉导热系数极高，沿纤维方向的导热率是铜的2-3倍，同时具有良好的机械性能和优异的导热及辐射散热能力，并且可设计导热取向，而钛微米有利于该导热填料与环氧树脂界面发生化学键合作用，此外，钛本身具有优越的防腐蚀性能，因此，进一步有效提高了翅片的防腐性能，所述固化剂包括但不限于脂肪族多胺固化剂、酸酐固化剂中的一种或多种，酸酐固化剂与环氧树脂形成酯键，对有机酸和无机酸具有较高的抵抗力。

进一步的，所述S5中膜层检测采用涂层冲击装置对喷涂样板进行膜层的冲击检测，所述涂层冲击装置包括操作台，所述操作台的上端两侧均固定连接有立杆，两个所述立杆的上端固定连接有顶板，所述顶板的上端中部固定安装有冲压缸，所述冲压缸的伸缩端贯穿顶板并固定连接有冲压板，所述冲压板的上端均固定安装有旋转电机，所述旋转电机的驱动端贯穿冲压板并固定连接有一组冲压柄，所述操作台的上端开设有与冲压柄位置对应的工件放置腔，在进行检测时，将待检测的样板放置于工件放置腔内，冲压柄在冲压缸的作用下，对样板上的涂层进行冲击，冲击后，观察涂层是否存在脱落，若在一定压力的冲击下脱落，则该涂层合格，所述工件放置腔内底部嵌设安装有压力传感器，所述顶板的顶端固定安装有与冲压缸以及压力传感器电连接的显示屏，显示屏实时显示压力传感器所检测出的压力大小，从而可进行多组不同压力的冲击，以得到该样板膜层所受最大限度的冲压力的破坏程度。

进一步的，所述顶板的两侧侧壁上均固定连接有导向杆，两个所述立杆的相对侧壁上均开凿有与导向杆相匹配的导向槽，两个所述立杆靠近下端的相对侧壁上均固定连接有固定板，所述固定板上固定连接有电动推杆，所述导向槽的底端位于固定板的上方，电动推杆的伸缩端可固定连接上压块，用于对放置于工件放置腔内的喷涂样板进行限位。

进一步的，所述操作台后端的侧壁上固定连接有与工件放置腔位置对应的安装台，所述安装台的侧壁上沿水平方向等间距固定安装有多组LED照明灯，设置多组LED照明灯有利于操作者对样板膜层进行更清楚的观察。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过将多个翅片块倾斜环形等间距分布于铜管基座上，实现在有限空间内最大限度的扩大散热面积，同时相邻两个翅片块之间留有一定间隙，有利于热量随空气进行散发传导，而在铜管基座以及翅片块上涂覆防腐涂层，有利于提高该翅片的防腐性能，提高其适用范围，而防腐涂层采用多次覆盖式喷涂，进一步有效提高涂层的附着力，同时在喷涂后，对喷涂的喷涂样板进行膜层检测，检测该防腐涂层的附着力以及机械强度是否达标，通过检测结果与实际制备工艺进行结合，以制备最佳质量的高效换热器用翅片。

(2)在防腐涂料喷涂之前通过对铜管基座以及翅片块进行表面处理，去除铜管基座以及翅片块外表面上的附着物，有利于提高后续防腐涂料喷涂时的附着，更易于轻易防腐涂料粘附于铜管基座以及翅片块上。

(3)防腐涂料中添加导热填料，导热填料包括纳米氧化铝、硅微粉、纤维状高导热碳粉、钛微米中，其中纤维状高导热碳粉导热系数极高，沿纤维方向的导热率是铜的2-3倍，同时具有良好的机械性能和优异的导热及辐射散热能力，有效提高了该防腐涂料的高传导性，而钛微米有利于该导热填料与环氧树脂界面发生化学键合作用，此外，钛本身具有优越的防腐蚀性能，因此，进一步有效提高了翅片的防腐性能。

(4)涂层冲击装置由冲压缸、冲压板、旋转电机以及冲压柄组成，在进行喷涂样板涂层检测时，首先可由冲压缸带动下方的冲压柄对涂层进行冲压，设计多组不同力度的冲压，在LED照明灯的辅助下，观察涂层表面是否破损，与此同时，可通过旋转电机带动冲压柄进行旋转，冲压柄在旋转的过程中与涂层进行摩擦，从而可检测出该涂层的抗摩擦性能。

附图说明

图1为本发明的主要的工艺流程图；

图2为本发明的翅片的俯视图；

图3为本发明的翅片块与金属连接头结合处的立体结构示意图；

图4为本发明的涂层冲击装置的立体结构示意图。

图中标号说明：

1铜管基座、2翅片块、3金属连接头、4加强杆、5加固环、6操作台、7立杆、8顶板、9冲压缸、10冲压板、11冲压柄、12工件放置腔、13压力传感器、14显示屏、15导向杆、16导向槽、17安装台、18LED照明灯、19固定板、20电动推杆、21旋转电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种高效换热器用翅片制备工艺，包括以下步骤：

S1、原材料的准备：采用铜合金以及铝合金片作为翅片制备的基材，将基材通过清水洗净、烘干备用；

S2、铸造制备：将S1中准备好的铜合金制备成中空环状的铜管基座1，将铝合金片通过压铸模具冲压制得翅片块2，在铜管基座1的外侧壁上沿环形方向等间距开凿多个用于翅片块2连接的连接腔；

S3、表面处理：将S2中所制得的铜管基座1以及翅片块2的表面进行喷砂或抛丸处理，去除铜管基座1以及翅片块2表面的污渍、残锈等，并将铜管基座1以及翅片块2通过清水洗净后烘干；

S4、表面防腐喷涂：在S3处理后的铜管基座1以及翅片块2的外表面喷涂防腐涂料，喷涂第1遍防腐涂料，涂料厚度20-40um,静置0.7-1h,喷涂第2遍防腐涂料,涂料厚度20-40um,静置0.7-1h,依次重复操作3-4遍达到规定膜厚,膜厚保持在130-140um范围内，防腐涂层采用多次覆盖式喷涂，进一步有效提高涂层的附着力；

S5、膜层检测：制作喷涂样板，并对喷涂样板进行膜层质量检测；

S6、装焊连接：在翅片块2的内端通过焊接机焊接上与其高度一致的金属连接头3，将多个翅片块2通过金属连接头3与铜管基座1上的连接腔固定焊接，焊接完成后采用打磨纸对焊接处进行抛光打磨处理，抛光处理后即得到该高效换热器用翅片。

请参阅图2-3，翅片块2内窄外宽，将翅片块2设计成内窄外宽有利于较窄处的内端与铜管基座1固定焊接，而外宽则有利于提高该翅片的机械强度，金属连接头3倾斜固定焊接在翅片块2内端侧壁上，翅片块2沿铜管基座1的环形方向倾斜设置，且翅片块2与铜管基座1的内夹角为20-35°，相对于将翅片块2直接垂直焊接于铜管基座1上，环形倾斜设置更有利于在有限空间内实现更大面积的散热传导，且在此需要补充的是，铜管基座1可根据其所要连接的发热体进行尺寸设定。

同时，在相邻两个翅片块2之间倾斜固定连接有加强杆4，铜管基座1的外侧沿竖直方向套设有多个加固环5，多个加固环5从上到下等间距固定焊接在翅片块2的外端侧壁上，加强杆4与加固环5均由铝合金片制得，加强杆4与加固杆5的配合设置不仅有利于相邻两个翅片块2之间的热传导，还进一步增强了多个翅片块2之间的连接稳固性，有效增强了该换热器用翅片的机械强度。

在此需要补充的是，S3中喷砂或抛丸处理是采用压缩空气或高压水流等作为动力，利用喷砂机或抛丸机喷射的砂子、钢丸以去除铜管基座1以及翅片块2外表面上的异物，喷砂机采用河沙或石英砂作为喷料，抛丸机采用钢丸或金属碎块作为喷料，喷砂清洁度达到Sa2.5级或以上，粗糙度控制在20-40μm范围内，去除铜管基座1以及翅片块2外表面上的附着物，有利于提高后续防腐涂料喷涂时的附着力，更易于防腐涂料粘附于铜管基座1以及翅片块2上。

此外，S4中防腐涂料的制备方法为：按照质量份计称取30-50份环氧树脂、20-25份胶体石墨粉、10-15份导热填料、2-5份抗氧化剂、3-6份固化剂作为该防腐涂料的原料，将环氧树脂、胶体石墨粉、导热填料以及抗氧化剂导入反应釜内，并在持续搅拌过程中缓慢加入固化剂，搅拌时间为3-4h,待搅拌均匀且无沉淀后用150-180目过滤筛进行过筛处理，即得到该防腐涂料，胶体石墨粉在环氧树脂中的配合应用下，发挥了石墨粉的耐火、防火的作用，进一步提高了该防腐涂料的优良性能，抗氧化剂可采用涂料用抗氧化剂168与酚类主抗氧剂复合使用，提高了该防腐涂料的抗氧化效果，而加设的导热填料则有利于提高该防腐涂料的导热、传热效果，从而有效提高该翅片的换热效果。

进一步的，导热填料包括纳米氧化铝、硅微粉、纤维状高导热碳粉、钛微米中，其中纤维状高导热碳粉导热系数极高，沿纤维方向的导热率是铜的2-3倍，同时具有良好的机械性能和优异的导热及辐射散热能力，并且可设计导热取向，有效提高了该防腐涂料的高传导性，而钛微米有利于该导热填料与环氧树脂界面发生化学键合作用，此外，钛本身具有优越的防腐蚀性能，因此，进一步有效提高了翅片的防腐性能，固化剂包括但不限于脂肪族多胺固化剂、酸酐固化剂中的一种或多种，酸酐固化剂与环氧树脂形成酯键，对有机酸和无机酸具有较高的抵抗力。

请参阅图4，S5中膜层检测采用涂层冲击装置对喷涂样板进行膜层的冲击检测，通过涂层冲击装置对喷涂样板的涂层表面进行冲击，以检测涂层的机械强度以及其防脱性，涂层冲击装置包括操作台6，操作台6的上端两侧均固定连接有立杆7，两个立杆7的上端固定连接有顶板8，顶板8的上端中部固定安装有冲压缸9，冲压缸9的伸缩端贯穿顶板8并固定连接有冲压板10，冲压板10的上端均固定安装有旋转电机21，旋转电机21的驱动端贯穿冲压板10并固定连接有一组冲压柄11，操作台6的上端开设有与冲压柄11位置对应的工件放置腔12，在进行检测时，将待检测的喷涂样板放置于工件放置腔12内，冲压柄11在冲压缸9的作用下，对喷涂样板上的涂层进行冲击，冲击后，观察涂层是否存在脱落现象，若在一定压力的冲击下不脱落，则该涂层合格，同时，在冲压柄11的顶端设置旋转电机21，当冲压柄11的底端下压后相抵于喷涂样板的涂层上时，启动旋转电机21，旋转电机21带动下端的冲压柄11进行旋转，冲压柄11在旋转的过程中与涂层进行摩擦，从而可检测出该涂层的抗摩擦性能，工件放置腔12内底部嵌设安装有压力传感器13，顶板8的顶端固定安装有与冲压缸9以及压力传感器13电连接的显示屏14，显示屏14实时显示压力传感器13所检测出的压力大小，从而可进行多组不同压力的冲击，以得到该喷涂样板涂层所受最大限度的冲压力的破坏程度，从而本领域技术人员可通过多次检测分析数据结果来确定涂层的最佳喷涂次数以及喷涂厚度，已达到最佳的防腐涂层喷涂效果。

顶板10的两侧侧壁上均固定连接有导向杆15，两个立杆7的相对侧壁上均开凿有与导向杆15相匹配的导向槽16，两个立杆7靠近下端的相对侧壁上均固定连接有固定板19，固定板19上固定连接有电动推杆20，导向槽16的底端位于固定板19的上方，电动推杆20的伸缩端可固定连接上压块，用于对放置于工件放置腔12内的喷涂样板进行限位，防止喷涂样板在进行进行检查过程中出现位置偏移。

此外，操作台6后端的侧壁上固定连接有与工件放置腔12位置对应的安装台17，安装台17的侧壁上沿水平方向等间距固定安装有多组LED照明灯18，设置多组LED照明灯18有利于操作者对喷涂样板检测过程中的膜层进行更清楚的观察。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。