專利名稱：抗菌耐蝕的鋁合金散熱器散熱片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱器部件，具體的說(shuō)本發(fā)明涉及一種鋁合金散熱器散熱片，其具有抗菌耐蝕的效果。
背景技術(shù)：
在蒸發(fā)器、冷凝器等換熱器中，一直使用輕量且導(dǎo)熱性良好的鋁合金。通常，這些換熱器的制造是按照以下方法進(jìn)行例如通過(guò)將板材彎曲、或者由壓力加工成型的板材加以層疊，從而形成作為工作流體的冷卻扁管。就耐腐蝕性而言，由于來(lái)自外表面和內(nèi)部的腐蝕，當(dāng)制冷劑通路管中過(guò)早地產(chǎn)生穿通時(shí)，制冷劑泄露，無(wú)法起到作為換熱器的功能，因此，一直在制冷劑通路管的外表面實(shí)施防腐蝕處理，由此延長(zhǎng)換熱器的壽命。以往，采用將Al-Si系合金作為犧牲陽(yáng)極材料包覆于板材的外表面，且將該板材成型為偏平管狀而使用的方法；或把擠壓多孔管作為制冷劑通路管使用的方法。然而，多數(shù)換熱器的結(jié)構(gòu)是在制冷劑通路管的外表面接合翅片的結(jié)構(gòu)， 由于在該方法中制冷劑通路管的外表面不存在釬料，因此，必須使用包覆了釬料的翅片材。 此時(shí)，由于受到殘留于翅片表面的釬料的影響，翅片材的自身耐腐蝕性能降低，另外包覆翅片材的制造成本比裸翅片高，因此導(dǎo)致?lián)Q熱器制造成本的上升。在制冷劑通路管的外表面接合的翅片中使用裸材的情況下，能夠提高翅片的自身耐腐蝕性，且通過(guò)使用高傳導(dǎo)材料，還能夠提高換熱器的性能，與包覆翅片材相比，也能夠降低成本，但此時(shí)需要在制冷劑通路管的外表面賦予釬料，因此，就要在上述Al-Si系合金的表面涂覆粉末狀的釬料，或者，就要使用外表面包覆有在Al-B系合金釬料中添加了 Si的物質(zhì)的板材。前者的情況下，由于粉末釬料的成本高，因此導(dǎo)致?lián)Q熱器制造成本的增加，在后者的情況下，由于釬焊中含有Si的熔融釬料的流動(dòng)，因此，造成釬焊后在制冷劑通路管外表面殘留的ai量沒(méi)有達(dá)到作為犧牲陽(yáng)極材料所需要的ai量，導(dǎo)致無(wú)法得到制冷劑通路管的足夠的防腐蝕效果，或者，由于含有ai的熔融釬料流動(dòng)到接合部，導(dǎo)致接合部的優(yōu)先腐蝕?，F(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮?觀觀觀6. 8的專利報(bào)道了涉及一種超強(qiáng)、耐久、耐腐蝕性提高的釬焊換熱器用鋁散熱片合金。該合金基于再生的材料。該合金對(duì)于小孔腐蝕顯示出提高的腐蝕性能、優(yōu)異的高溫抗垂性能和后釬焊強(qiáng)度。通過(guò)優(yōu)化散熱片、管子、端板和側(cè)板的材料組合，能夠制造在SWAAT中具有足夠腐蝕性能的換熱器。申請(qǐng)?zhí)枮?^06584. 0的專利報(bào)道了一種耐腐蝕的鋁合金具有控制量的鐵、錳、鉻和鈦，并且含有銅、硅、鎳以及不超過(guò)雜質(zhì)水平的鋅。調(diào)整所述合金的化學(xué)組成，以使晶粒邊界的電極電位與合金基體相匹配，從而降低晶間腐蝕。所述合金特別適合于采用擠壓和釬焊技術(shù)制造熱交換器中的管材。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中使用的不銹鋼換熱器存在的上述目的，本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金散熱器散熱片，具有足夠高的耐蝕性能，并且還具有抗菌的效果。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案
一種抗菌耐蝕的鋁合金散熱器散熱片，特征在于其由以下組成的材料制成；Si 0. 5-1. 2 wt%、Mn :0. 5-1. 8 wt%, Zn :8. 5-23. 5 wt%, Fe :0. 20-0. 60 wt%, Cu :0. 20-0. 35 wt%, Ag :0. 01-0. 02 wt%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。下面說(shuō)明鋁合金材料的合金成分的意義以及限定理由。Si
通過(guò)向鋁合金中添加Si能夠得到提高強(qiáng)度的效果。優(yōu)選的含量是Si :0.5-1.2 wt%, 若Si的含量低于0. 5 wt%的時(shí)候，提高強(qiáng)度的效果就小。Si的含量超過(guò)上限，則對(duì)鋁合金的耐蝕性產(chǎn)生不利的影響，并且如果含量超過(guò)上限，則壓延加工性能降低。優(yōu)選的，Si的含量范圍為0. 6-0. 9 wt%0
通過(guò)向鋁合金中添加Mn，能夠細(xì)化鋁合金顆粒，提高合金的強(qiáng)度而又不降低合金的耐蝕性。當(dāng)Mn的含量低于0.5 wt%的時(shí)候，其對(duì)鋁合金強(qiáng)度的提高不顯著；而當(dāng)Mn的含量高于1. 8wt%的時(shí)候，其在合金中的溶解度達(dá)到飽和，繼續(xù)增加Mn的含量，將導(dǎo)致在熱加工的過(guò)程中降低合金的擠出加工性能。因而，在本發(fā)明中將其含量限定在0. 5wt%-l. 5wt%的范圍內(nèi)。優(yōu)選的，Mn的含量范圍為0.8-1.5 wt%0更優(yōu)選的其含量范圍為0. 9-1. 2 wt%。Zn:
通過(guò)向鋁合金中添加Zn，能夠增加制造和焊接期間的流動(dòng)性，能夠提高材料的可加工性，并且在本發(fā)明限定的范圍內(nèi)，鋅和鋁能夠形成鋅鋁互溶，在改善材料可加工性的同時(shí)， 對(duì)材料的耐蝕性能無(wú)明顯不利的影響。在本發(fā)明中Si的優(yōu)選含量是10-18. 5 wt%，更優(yōu)選 12. 0 -16. 5 wt%。Fe:
通過(guò)向鋁合金中添加狗，能夠得到提高強(qiáng)度的效果，并且在本發(fā)明的合金中添加適量含量的狗，能夠降低合金在熱加工或加熱處理過(guò)程中再結(jié)晶的趨勢(shì)。！^e的優(yōu)選含量是 0. 20-0. 60wt%,若含量超過(guò)0. 60 wt%,將會(huì)導(dǎo)致形成的金屬間化合物急劇增多，導(dǎo)致合金的耐蝕性降低。Cu:
通過(guò)向鋁合金中添加Cu，能夠得到提高強(qiáng)度的效果，并且在本發(fā)明的合金中添加適量含量的Cu，當(dāng)其含量超過(guò)0. 20wt%的時(shí)候，就具有較好的殺菌抗菌的效果。在本發(fā)明的合金鐘Cu的含量是0. 20-0. 35wt%。Ag
Ag是一種具有良好殺菌抗菌的元素，在本發(fā)明的合金中加入少量的Ag即可以起到良好的抗菌殺菌效果。Ag本身屬于貴金屬的行列，價(jià)格昂貴，基于價(jià)格上的考慮在本發(fā)明中， Ag的含量不超過(guò)0.02 wt%0另外，在本發(fā)明的Al合金中當(dāng)Ag的含量達(dá)到0.02 wt%的時(shí)候，其抑菌效果基本已經(jīng)達(dá)到飽和。因而在本發(fā)明中將其含量限定為0.01-0. 02 wt%0另外，本發(fā)明還公開(kāi)了上述散熱器散熱片的鋁合金材料的制備方法，其特征是，將按上述重量百分比配比的Si、Mn、Zn、!^、Cu、Ag*Al的合金原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下加熱至 580-720 °C保溫75-200 min;加入占合金原料總重量0.2-0.6 wt%的MnCl2，攪拌30-75min ；之后將合金液澆注成型；澆鑄溫度為550-650 V ；然后在350-480 °C保溫2_10 h進(jìn)行均質(zhì)化處理，并冷卻得到散熱器散熱片的鋁合金材料。所述的鋁合金材料經(jīng)過(guò)冷加工和 /或熱加工和/或鑄造，例如鍛造、熱壓、冷彎加工等現(xiàn)有技術(shù)，將其加工成鋁合金散熱器散熱片。本發(fā)明所述的鋁合金散熱器散熱片，經(jīng)均勻化退火后，觀察其金相組織，晶粒細(xì)小且均勻?qū)μ岣咪X合金的耐蝕性有好處；并且其組織中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大量存在電化學(xué)腐蝕的異質(zhì)相，大大減輕了晶間腐蝕發(fā)生的傾向；采用SWAAT實(shí)驗(yàn)對(duì)合金材料的腐蝕行為進(jìn)行測(cè)試，表明本發(fā)明的鋁合金耐蝕性有顯著提高；并且本發(fā)明的鋁合金散熱器散熱片具有良好的抗菌性，本發(fā)明的鋁合金散熱器散熱片對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌率達(dá)到99 %以上。
具體實(shí)施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋和說(shuō)明。按表1所示出的質(zhì)量百分比，按表1所示出的質(zhì)量百分比，制備本發(fā)明所述的Al 合金材料。具體的制備工藝過(guò)程為將按上述重量百分比配比的Si、Mn、Zn、Fe、Cu、Ag和 Al的合金原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下加熱至690 °C保溫120 min;加入占合金原料總重量0. 4 wt%的MnCl2，攪拌75 min ；之后將合金液澆注成型；澆鑄溫度為650 V ；然后在430 °〇保溫6 h進(jìn)行均質(zhì)化處理，并冷卻得到散熱器散熱片的鋁合金材料。再將其加工成鋁合金散熱器散熱片。材料強(qiáng)度測(cè)試
為了測(cè)定拉伸強(qiáng)度，在常溫下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)，測(cè)試材料的拉伸強(qiáng)度。將拉伸強(qiáng)度 150MPa以上者評(píng)價(jià)為良好(〇)，將低于150MI^者評(píng)價(jià)為不良(X)。材料耐腐蝕以及抗菌測(cè)試
以50X50 mm的大小分別切割出試樣，進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。腐蝕試驗(yàn)時(shí)間設(shè)定為800小時(shí)， 材料表面沒(méi)有深度超過(guò)0. 1 mm的腐蝕坑、評(píng)價(jià)為良好(O )，將有超過(guò)0. 1 mm的腐蝕坑的試樣評(píng)價(jià)為腐蝕性差(X)。測(cè)試結(jié)果顯示在表2中?？咕鷾y(cè)試的試驗(yàn)菌種為大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。檢測(cè)方法為 (1)將試樣剪成50. OX 50.0 mm大小的尺寸，消毒滅菌(一式三份)。(2)在試樣上滴加若干毫升菌液，使菌落數(shù)維持在105。(3)將塑料薄膜覆蓋在試樣表面，然后放入無(wú)菌平皿內(nèi)，于36 士 1°C恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)M小時(shí)后，對(duì)活菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。(4)將比較例1的不含銀同型號(hào)的鐵素體不銹鋼作為對(duì)照樣品，重復(fù)上述操作?？咕什捎糜煽咕?[(A-B)/A] X 100%計(jì)算得到，式中小時(shí)后對(duì)照樣品平均活菌數(shù)；B-M小時(shí)后抗菌樣品平均活菌數(shù)。
表1母材的化學(xué)成分(余量為Al以及不可避免的雜質(zhì))
權(quán)利要求
1.一種抗菌耐蝕的鋁合金散熱器散熱片，特征在于其由以下組成的材料制成；Si 0. 5-1. 2 wt%、Mn :0. 5-1. 8 wt%, Zn :8. 5-23. 5 wt%,Fe :0. 20-0. 60 wt%, Cu :0. 20-0. 35 wt%, Ag :0. 01-0. 02 wt%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
2.權(quán)利要求1所述的鋁合金散熱器散熱片，其特征在于Si的含量為0.6-0. 9 wt%0
3.權(quán)利要求1所述的鋁合金散熱器散熱片，其特征在于Mn的含量為0.8-1. 5 wt%。
4.權(quán)利要求1所述的鋁合金散熱器散熱片，其特征在于Si的含量是10-18.5 Wt%0
5.權(quán)利要求1所述的鋁合金散熱器散熱片，其特征在于Si的含量是12-16.5 wt%0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗菌耐蝕的鋁合金散熱器散熱片，特征在于其由以下組成的材料制成；Si0.5-1.2wt%、Mn0.5-1.8wt%，Zn8.5-23.5wt%，F(xiàn)e0.20-0.60wt%，Cu0.20-0.35wt%，Ag0.01-0.02wt%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。采用SWAAT實(shí)驗(yàn)對(duì)合金材料的腐蝕行為進(jìn)行測(cè)試，表明本發(fā)明的鋁合金耐蝕性有顯著提高；并且本發(fā)明的鋁合金散熱器散熱片具有良好的抗菌性，本發(fā)明的鋁合金散熱器散熱片對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌率達(dá)到99%以上。
文檔編號(hào)C22C21/10GK102330001SQ20111017116
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者楊貽方 申請(qǐng)人:蘇州方暨圓節(jié)能科技有限公司