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CN102203328A - 完全防腐蚀保护散热器肋片及散热器的防腐蚀处理方法 - Google Patents

完全防腐蚀保护散热器肋片及散热器的防腐蚀处理方法 Download PDF

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CN102203328A
CN102203328A CN2009801333288A CN200980133328A CN102203328A CN 102203328 A CN102203328 A CN 102203328A CN 2009801333288 A CN2009801333288 A CN 2009801333288A CN 200980133328 A CN200980133328 A CN 200980133328A CN 102203328 A CN102203328 A CN 102203328A
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Abstract

一种散热器肋片(1)，具有本体(2)，该本体由压铸铝制成并设有用于水流过的、且通过铝的本体(2)的内表面(6)限定的内腔(5)，给铝的本体(2)的每个内表面(6)均涂上由防腐蚀聚合涂层材料制成的保护涂层(51)，从而完全涂覆腔(5)，以在使用中保护铝的本体(2)的内表面(6)使之不与水接触。通过用包含聚合涂层材料的处理组合物填充腔(5)且此后一旦涂层材料已粘附于腔(5)的内表面(6)就排干腔(5)来执行涂上保护涂层(51)。

Description

完全防腐蚀保护散热器肋片及散热器的防腐蚀处理方法
技术领域
本发明涉及一种完全防腐蚀保护散热器肋片(heating radiatorelement)，并且涉及一种散热器肋片的防腐蚀处理方法。
背景技术
众所周知，压铸铝散热器通常由一连串互相接合从而形成适当大小的散热器的肋片组成；每个肋片都具有铝本体，该铝本体具有加热水在其中循环的内腔。
肋片通常具有纵向地延伸的管状本体以及横向接合的套管(sleeve)：管状本体的端部通常沿着一轴线延伸而超出一对套管，并形成肋片的通过盖封闭的底部。
已知的散热器肋片通常在外面涂漆而不在里面涂漆；内腔因此通过铝壁来限定，这些铝壁的表面在使用中直接与水接触，并且不受保护而被腐蚀。
实际上，这些肋片通常依靠电泳(主要是阴离子电泳)涂漆工艺而被涂漆。这些一般所实施的方法不允许将散热器肋片的内腔完全涂漆，因为该腔具有大体上为管状的、非常细长的、相对狭窄的形状。
另一方面，电泳涂漆通常不可应用于此类肋片，因为漆的渗透可能不完全，这是由于出现在这类结构中的法拉第笼效应(Faraday cage effect)，以及因为肋片的浸没到涂漆槽中的端部中的气穴。
特别地，当将肋片浸没到涂漆槽中的相对于使用位置翻转(即底部向上)的惯常位置中时，底部中确实形成有气穴，这阻止了漆进入并沉淀在该区域中。另一方面，当将肋片浸没到其它任何处理池(例如用于通常在涂漆之前执行的冲洗和所有预处理)中时，也出现同样的问题(气穴的形成)。
因此，当前不能获得内部受保护而免于被腐蚀的铝散热器肋片。
所谓的“双金属”散热器反而是众所周知的，其具有中心管状芯，该中心管状芯由铁或黄铜制成(在内部限定水循环腔)且涂覆有铝，并且其上装配有其他外部铝部件。
这类解决方案导致热效率降低(尤其是对于铁，铁是不良导热体)、散热器的每个肋片的重量大大增加，并且此外，增加了制造工序和运输操作的复杂性及成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服了这些缺点的散热器肋片，且特别地，本发明的目的是提供一种对于肋片的所有内表面都具有完全防腐蚀保护的散热器肋片。
本发明因而涉及如分别在所附权利要求1和9中的必要项中定义的一种散热器肋片以及一种散热器肋片的防腐蚀处理方法。
附图说明
参照附图在以下的非限定性实施例中描述本发明，附图中：
图1是根据本发明的散热器肋片的示意性纵剖面图；
图2是根据与图1的肋片细节中的图1的平面垂直的平面的纵剖面图，并附有进一步放大的细节；
图3示意性地示出了根据本发明的防腐蚀处理方法的第一实施例，并附有放大比例的细节；
图4示意性地示出了根据本发明的防腐蚀处理方法的第二实施例。
具体实施方式
参照图1，散热器肋片1具有本体2，该本体由铝(例如压铸铝)制成，且大体上沿着两个轴向端3、4之间的轴线A延伸，参照肋片1在使用中正常的、大体上竖直的位置，上述两个轴向端分别是上端和下端；本体2设有通过铝本体2的内表面6限定的用于水流过的内腔5。术语“腔”包括肋片1内的在使用中被在肋片1中循环的水弄湿的所有区域，并且“内表面”是本体2内的限定腔5(因而在使用中与水接触)的所有表面。
特别地，肋片1的本体2包括：至少一个主管状本体7，其沿着轴线A纵向地延伸；两对横向接合的套管8、9；以及以不同方式互相连接和/或连接至管状本体7的多个散热片和/或散热板10。
管状本体7可以不同方式成形，并且具有不同形状的横截面，并且沿着轴线A是可变的。管状本体7具有侧壁11，该侧壁围绕轴线A布置并设有限定腔5的主要部分13的内表面12。
两对套管8、9分别布置在管状本体7的轴向相对端3、4处；每对的套管8、9都从管状本体7的相对侧、大体上垂直于轴线A延伸，并且沿着各自的大体上互相平行且垂直于轴线A的轴线B、C延伸。
套管8、9中的每个都具有侧壁14，该侧壁设有限定通道18的内表面16。套管8、9中的每个都设有端部开口21，该端部开口设有用于连接多个肋片1从而通过插入特定接头(已知且未示出)来形成散热器的内螺纹。
在使用中且因而对于竖直的肋片1处于上部位置中的一对套管8连接至管状本体，从而形成T形连接件；在使用中且因而对于竖直的肋片1处于下部位置中的一对套管9于距离管状本体7的端部4一预定距离处与管状本体7相交，且因而与管状本体7交叉连接。
同样参照图2，管状本体7的沿着轴线A延伸而超出一对下部套管9且通过端壁部分26限定的端部25形成肋片1的底部，该底部具有通过盖28封闭的底部开口27。
每个套管8、9都依靠孔29与管状本体7内部地连接，该孔穿过管状本体7的侧壁11而形成并通过外围边缘30限定；每对中的套管8、9都具有沿着轴线B、C对齐的面对的孔29。
腔5包括主要限定在管状本体7中的主要部分13、以及限定在套管8、9中的通道18；通道18依靠孔29连接至主要部分13。
盖28具有布置在端部或底部25内的封闭表面33。
本体2的内表面6包括限定腔5的主要部分13的表面12、限定通道18的表面16、以及盖28的封闭表面33。
盖28可具有不同的形状：在图1和图2中示出的非限定性实施例中，该盖具有底壁34和环形圈(collar)35，该环形圈从底壁34的外围边缘36延伸。封闭表面33通过底壁34的面向与圈35相对的一侧的表面限定。
盖28优选地完全插入到底部25中，即插入到管状本体7的端部中。盖28的封闭表面33布置在底部25内，并且紧邻下部套管9的孔29的边缘30，并且尤其是紧邻边缘30的面向底部开口27且更靠近底部开口27的部分37。
特别地，封闭表面33大体上与形成在管状本体7的侧壁11中的且将套管9连接至腔5的孔29相切。
盖28一体地固定并不透流体地接合至底部25，并且尤其是接合至端壁部分26。
盖28可以不同方式接合至底部25，例如通过焊接、塑性变形、压力密封、胶合等等。盖28优选地依靠径向外部焊接(radially external weld)，例如依靠设在盖28(尤其是圈35)的径向外表面上的焊接，而固定至底部25(即端壁部分26)；因此，避免了腔内的在使用中会分离并引起肋片1的工作问题的焊接残渣或弧光灼伤。
此外，管状本体7的形成底部的端部25优选地具有向外(即朝着底部开口27)扩张的喇叭口，并且盖28(特别是其圈25)具有对应的喇叭口形状。
应理解的是，盖28可以不同方式成形；例如，根据一种可行变型，盖大体上是平的，例如仅由底壁34构成，并且容纳在底部25中，且外围边缘36插入到在端壁部分26中获得的座中，该座也可大体上平行于轴线A并且不是喇叭形的。
腔5完全涂覆有保护涂层51，该保护涂层由涂在铝本体2的所有内表面6上的防腐蚀聚合涂层材料形成，并且在使用中保护表面6使之不与水接触。
特别地，涂层51由电泳漆(例如环氧树脂或丙烯酸树脂)形成，或者由氟化聚合涂层(例如特氟纶基的)或类似产品形成。
图3示意性地示出了肋片1的防腐蚀处理的第一实施例，其中，依靠电化学沉积工艺，且尤其是依靠电泳工艺(阳离子电泳或阴离子电泳涂漆)，将涂层51沉积在表面6上。
众所周知，电泳工艺利用动电现象，由于通过一对电极对流体自身施加的电场而使得分散在流体中的带电粒子的移动中存在该动电现象。如果粒子带正电荷，则这些粒子朝着阴极移动(阳离子电泳)，而如果粒子带负电荷，则这些粒子朝着阳极移动(阴离子电泳)。
将各个或一连串的肋片1悬挂在致动系统52上，该致动系统将肋片朝着处理池53运送，按照上下文，该处理池用于给肋片1的外部涂漆。
为了获得肋片1的外表面的良好涂漆，肋片1竖直地悬挂在相对于正常使用位置翻转的位置中，且因此套管9和形成底部的端部25面向上，而套管8面向下。
图3中的实例示出了依靠各自的套管8、9互相接合的一连串55的肋片1(且因此形成期望长度的散热器)；这一连串55中的端部肋片1的各自开口21打开。肋片的套管8、9显然对齐并限定通过单个套管8、9的通道18所形成的各自的连续管56。
处理池53包括电沉积槽，例如由水和包含形成防腐蚀聚合涂层材料的电沉积材料的液体处理组合物组成；特别地，该槽装有阳离子电泳漆或阴离子电泳漆(即由带正电荷或带负电荷的粒子组成)，该阳离子电泳漆或阴离子电泳漆包含聚合树脂(例如环氧树脂、丙烯酸树脂等等)、颜料、填料、添加剂及溶剂。
将可拆装电极60插入到管道56中。电极60优选地是叉状的，并具有由此伸出两个平行直线导电杆62的支架61，这些杆可插入到套管8、9中；每个杆62都在外部涂覆有绝缘套63，该绝缘套具有沿杆62隔开的开口64。电极60进一步设有绝缘邻接部分65，该绝缘邻接部分例如由靠近支架61地安装在杆62上的圆板限定，并在使用中与套管8、9各自的由此插入电极的前缘邻接地协作。
如浸没到处理池53中的另外的电极66一样，电极60也依靠连接件67电气地连接至整流器的一极(已知且未示出)，并且肋片1依靠与致动系统52相关联的连接件68连接至相对的极。
显然，通过将电极60、66和肋片1连接至适当的电极来操作阳离子电泳漆和阴离子电泳漆是可行的：肋片1将连接至相对于漆粒子的电荷为异号的一极，以吸引这些粒子。
当将一连串55浸没到电沉积槽中并将电场施加(通过施加预定电压)到处理池53中时，漆粒子朝着肋片1移动，在此，漆沉淀并沉积在表面6上，因而形成涂层51。
在沉积涂层51之后，将肋片1从处理池53中取出，并(通过拆除电极)传送到所谓的烘焙步骤，例如在炉中执行，以烘干并可能地使聚合涂层材料聚合。
应理解的是，在接合肋片从而形成一连串55之前，也可分别对每个肋片1施加所述处理。在这种情况下，可不需要使用插入到套管8、9中的电极60，但会需要适当地修改电沉积工艺的操作参数。
一般而言，将肋片1与处理组合物之间的接触时间(即肋片1在槽中的永久性时间，由致动系统52通过处理池53运送肋片的速度来决定)和/或其它影响涂层51的沉积的操作参数(特别诸如向槽施加的用于促进涂层材料的电化学沉积的电压)选择成使得获得所有表面6的完全涂层。
以实例的方式，获得了表面6的完全涂层：
a)在不使用电极60的情况下，通过以小于约150秒的、且特别是在约90秒到约150秒范围内的、且优选地是约120秒的接触时间以及低于约360伏的、且特别是在约250伏到约350伏范围内的所施加的电压来分别处理每个肋片1；
b)在不使用电极60的情况下，通过以大于约150秒的、且优选地是约180秒的接触时间以及在约250伏到约400伏范围内的、且优选地高于约350伏的电压来处理一连串55的几个肋片1，特别是多达四个肋片1；
c)在使用电极60的情况下，通过以小于约150秒的、且特别是在约90秒到约150秒范围内的、且优选地是约120秒的接触时间以及低于约360伏的、且特别是在约250伏到约350伏范围内的所施加的电压来处理由几个肋片1、且特别是多于四个肋片1构成的一连串55。
根据图4中的实施例，通过引入包含聚合涂层材料的液体处理组合物来将涂层51涂到单个肋片1中，或者如图4所示，涂到一连串55的接合肋片1中，该聚合涂层材料具有粘附于铝表面并防止铝表面被腐蚀的特征。例如，使用氟化聚合化合物(例如特氟纶)或者类似产品。
将一连串55连接至用于处理组合物的强制循环的系统70；一连串55中的端部肋片1的总共四个开口21中的两个用于连接至系统70，特别是依靠各自的可拆式接头72分别连接至输送管71和输出管74；并且上述四个开口中的其它两个通过可拆装的辅助(service)盖75封闭。
当处理组合物在肋片1中循环时，包含在处理组合物中的聚合涂层材料沉积在内表面6上并粘附于其上。一旦肋片1已耗尽(drain from)未粘附于表面6的处理组合物，就将一连串55传送至用于烘干和/或(如果需要)可能的聚合步骤的炉。
然后对一连串55采取依靠传统的电泳或粉末喷涂给肋片1的外部涂漆的涂漆步骤。应理解的是，外部的涂漆可在内表面6的上述处理之前执行(其因而可应用于先前在外部已涂漆的肋片1)。
从以上描述中，本发明的优点是显而易见的。
本发明的散热器肋片完全受保护而免于被腐蚀，并且对于该散热器肋片的所有内表面也是如此，因而即使与特别侵蚀性的水在一起，该散热器肋片也可工作很长一段时间。
在给肋片的外部涂漆的步骤中涂上保护防腐蚀涂层，因此利用了相同的操作和相同的电化学沉积工艺，或者在单独的步骤中涂上保护防腐蚀涂层，但这执行起来简单且快速。
在两种情况下，处理方法都是简单的、节省成本的且完全有效的。
如果依靠电化学沉积工艺(特别是依靠电泳工艺)来沉积涂层材料，则定位在套管内的电极的存在允许于肋片的内表面的每个点处完全覆盖涂层表面。
当将肋片浸没到处理组合物中的相对于使用位置翻转(即底部向上)的惯常位置中时，或者在用处理组合物填充内腔的步骤中的所有情况下，底盖的特殊构造允许正好避免底部内的气穴的形成。因此，可完全处理肋片的所有内表面，特别是冲洗、预处理和/或涂漆。
此外，应理解的是，在不背离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可对在此举例说明的公开做出进一步的改变和变型。

Claims (24)

1.一种散热器肋片(1)，所述肋片具有本体(2)，所述本体由铝制成并设有通过铝的所述本体(2)的内表面(6)限定的用于水循环的内腔(5)；所述肋片的特征在于，所述腔(5)完全被由防腐蚀聚合涂层材料制成的保护涂层(51)覆盖，所述保护涂层在使用中保护铝的所述本体(2)的内表面(6)使之不与水接触。
2.根据权利要求1所述的肋片，其中，所述保护涂层(51)由电泳漆制成。
3.根据权利要求1或2所述的肋片，其中，所述保护涂层(51)由具有粘附于铝的所述表面并防止所述表面被腐蚀的特征的涂层材料制成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的肋片，其中，所述涂层材料是氟化聚合化合物(诸如特氟纶)或者类似产品。
5.根据上述权利要求中任一项所述的肋片，其中，所述本体(2)包括管状本体(7)，所述管状本体具有延伸超出一对横向接合的套管(9)的端部(25)，所述套管依靠各自的通过外围边缘(30)限定的孔(29)与所述管状本体(7)内部地连接，并且所述端部设有通过盖(28)封闭的底部开口(27)；并且所述盖(28)具有紧邻所述孔(29)地布置在所述端部(25)内的封闭表面(33)。
6.根据权利要求5所述的肋片，其中，所述封闭表面(33)紧邻所述边缘(30)的各自的面向所述底部开口(27)的且更靠近所述底部开口(27)的部分(37)而布置。
7.根据权利要求5或6所述的肋片，其中，所述封闭表面(33)大体上与所述孔(29)相切。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的肋片，其中，所述盖(28)插入到所述端部(25)中且与所述端部(25)不透流体地接合。
9.一种用于散热器肋片的防腐蚀处理方法，所述肋片具有本体(2)，所述本体由铝制成并设有通过铝的所述本体(2)的内表面(6)限定的用于水循环的内腔(5)；所述方法包括给铝的所述本体(2)的内表面(6)涂上由防腐蚀聚合涂层材料制成的保护涂层(51)从而完全地涂覆所述腔(5)的步骤，以在使用中保护铝的所述本体(2)的内表面(6)使之不与水接触。
10.根据权利要求9所述的方法，包括用包含所述聚合涂层材料的处理组合物来填充所述腔(5)的步骤，以及一旦所述涂层材料已粘附于所述腔(5)的内表面(6)就排干所述腔的步骤。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，依靠电化学沉积工艺来沉积所述涂层材料。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，依靠电泳工艺来沉积所述涂层材料。
13.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中，依靠将各个或一连串的所述肋片(1)浸没到装有所述处理组合物的电沉积槽中、或者通过依靠强制循环系统(70)使所述处理组合物在各个或接合成一连串的所述肋片(1)内循环而使所述内表面(6)与包含所述涂层材料的处理组合物接触。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，将肋片(1)与所述处理组合物的接触时间和/或其它影响所述保护涂层(51)的沉积的操作参数，诸如所施加的用于促进所述涂层材料的电化学沉积的电压，选择成使得在所述本体(2)的所有内表面(6)上都获得完全涂层。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，以小于约150秒的、且特别是在约90秒到约150秒范围内的、且优选地是约120秒的接触时间以及低于约360伏的、且特别是在约250伏到约350伏范围内的所施加的电压来分别处理每个肋片(1)。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，以大于约150秒的、且优选地是约180秒的接触时间以及在约250伏到约400伏范围内的电压来处理由两个至四个肋片(1)构成的一连串(55)。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，以小于约150秒的、且特别是在约90秒到约150秒范围内的、且优选地是约120秒的接触时间以及低于约360伏的、且特别是在约250伏到约350伏范围内的所施加的电压来处理由多于一个肋片(1)、且特别是多于四个肋片(1)构成的一连串(55)。
18.根据权利要求9至17中任一项所述的方法，包括将可拆装电极(60)引入到单个肋片(1)或接合成一连串(55)的多个肋片(1)中的步骤。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述电极(60)是叉状的，并具有一对平行直线导电杆(62)，所述杆能插入到形成在肋片(1)内或互相接合的一连串(55)的肋片(1)内的各自的管道中。
20.根据权利要求9至19中任一项所述的方法，其中，分别给每个肋片(1)涂上所述保护涂层(51)，或者给接合成一连串(55)的多个肋片(51)涂上所述保护涂层。
21.根据权利要求9至20中任一项所述的方法，包括在涂上所述保护涂层(51)的步骤之后在炉中烘焙的步骤。
22.根据权利要求9至21中任一项所述的方法，其中，所述保护涂层(51)由具有粘附于铝的所述表面并防止所述表面被腐蚀的特征的涂层材料制成。
23.根据权利要求9至22中任一项所述的方法，其中，所述涂层材料(51)由电泳漆，例如环氧树脂或丙烯酸树脂制成，和/或由氟化聚合涂层材料(例如特氟纶基的)或者类似产品制成。
24.根据权利要求9至23中任一项所述的方法，其中，所述本体(2)包括管状本体(7)，所述管状本体具有延伸超出一对横向接合的套管(9)的端部(25)，所述套管依靠各自的通过外围边缘(30)限定的孔(29)与所述管状本体(7)内部地连接，并且所述端部设有通过盖(28)封闭的底部开口(27)；并且所述方法包括用盖(28)封闭所述底部开口(27)的步骤，所述盖具有紧邻所述孔(29)地布置在所述端部(25)内的封闭表面(33)，从而避免在用所述处理组合物填充所述腔(5)的步骤中形成气穴。
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