銅鎳合金多孔表面管的燒結方法技術

本發明專利技術提供了一種銅鎳合金多孔表面管的燒結方法，包括如下步驟：將聚苯乙烯基粘結劑和銅鎳合金粉末的混合物，涂敷在基體管的內外表面，涂層厚度為０．１～０．５ｍｍ，然后將管子水平旋轉，速度為３０～１００ｒａｄ／ｍｉｎ，將粘結劑中易揮發物質揮發掉，晾干，在燒結爐中通氫氣等還原性氣體，在６５０－８５０℃燒結５～２０ｍｉｎ，然后溫度降到４０～５０℃，獲得銅鎳合金多孔表面管。本發明專利技術采用了復合粉末，提高了孔隙率和孔隙的均勻性，提高了與基體的結合強度，該種燒結方法可以燒結長多孔管，可以滿足工業化應用的要求，管子的機械強度基本不變、效率高、成本低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及多孔表面管的制備方法。
技術介紹
多孔表面管對沸騰傳熱有高效強化作用。它對水、氟利昂、液氮、烯烴類、苯、乙醇等多種工質的沸騰換熱均有顯著的強化作用，可用于石油化工裝置輕烴類加工塔的再沸器、空分裝置的主冷凝器-蒸發器以及天然氣液化、冷凍、空氣調節、乙二醇蒸發、海水淡化、航空航天等裝置。多孔表面管有多種加工方法例如電鍍法、化學腐蝕法、噴涂法、機械加工法和燒結法等。其中燒結型多孔表面管的傳熱性能明顯優于其它方式制造的多孔表面管，可以大規模地推廣使用這種方法制成的多孔表面管。燒結型多孔表面管是在金屬管內表面或外表面敷上一層金屬粉末，然后燒結形成多孔表面管。因多孔表面的孔穴形成了很多的汽化核心，大大降低了液體沸騰汽化所需的過熱溫度。這主要是因為孔穴的開口尺寸決定了初始沸騰所需的壁面過熱度，而孔穴內部的形狀則決定了沸騰的穩定性，表面多孔層形成的是一種上小下大，內凹型的孔穴，而且內部是互相連通的。因此多孔層的孔穴，一方面容易形成氣泡，另一方面氣泡長大脫離后，氣泡核仍存留在孔穴處，又長大成為第二個氣泡，如此接連不斷。這些孔穴下端互相溝通，液體在孔穴內受氣泡的膨脹收縮而往復運動，由于不會形成局部濃度增高的現象，故孔穴也不易為結晶或油垢所堵塞。燒結型多孔表面管是目前公認的強化沸騰傳熱效果最好的換熱管。目前的市售燒結型多孔表面管，產品價格高昂，而且燒結溫度過高，在1000℃左右，保溫時間長，一般在30-180min，對設備要求也高，因此在石化企業中很難大規模普及。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種，以克服現有技術存在的上述缺陷。本專利技術的方法，包括如下步驟將聚苯乙烯基粘結劑和銅鎳合金粉末的混合物，涂敷在基體管的內外表面，涂層厚度為0.1～0.5mm，然后將管子水平旋轉，速度為30～100rad/min，將粘結劑中易揮發物質揮發掉，晾干，在燒結爐中通氫氣等還原性氣體，在650-850℃燒結5～20min，然后溫度降到40～50℃，獲得銅鎳合金多孔表面管；所說的聚苯乙烯和復合粉末的混合物中，聚苯乙烯的含量為0.1～0.3g/ml，復合粉末的含量為0.2～0.4g/ml；所說的銅鎳合金粉末中，銅的重量含量為89～91％，鎳的重量含量為9～11％，粒度在-100～+500目，該銅鎳合金粉末采用霧化法生產的球形粉末；所說的基體管為銅鎳合金管(BFe10-1-1)。本專利技術采用了復合粉末，提高了孔隙率和孔隙的均勻性，提高了與基體的結合強度，該種燒結方法可以燒結長多孔管，可以滿足工業化應用的要求，管子的機械強度基本不變，效率高，成本低。具體實施例方式實施例1將200g聚苯乙烯和溶劑和300g銅鎳合金粉末的混合物，涂敷在基體管銅鎳合金管(BFe10-1-1)的外表面，涂層厚度為0.25mm，然后將管子水平旋轉，速度為50rad/min，將粘結劑中易揮發物質揮發掉，晾干，然后在燒結爐中通氫氣等還原性氣體，在700℃燒結10min，然后溫度降到40℃，獲得銅鎳合金多孔表面管；多孔層厚度0.2mm，孔隙率為70％，孔徑70μm。所說的銅鎳合金粉末中，銅的重量含量為90％，鎳的重量含量為10％，粒度300目。用丙酮測其沸騰傳熱系數，是相同直徑光管的14倍，采用電加熱用水作實驗介質，沸騰傳熱系數是相同光滑管的4倍左右。將100℃的管子放在冷水池中，經過用鋼刷和熱震實驗檢測，未發現有多孔層脫落，符合粘結強度的要求。實施例2將200g聚苯乙烯和溶劑和200g銅鎳合金粉末的混合物，涂敷在基體管銅鎳合金管(BFe10-1-1)的外表面，涂層厚度為0.5mm，然后將管子水平旋轉，速度為50rad/min，將粘結劑中易揮發物質揮發掉，晾干，然后在燒結爐中通氫氣等還原性氣體，850℃燒結5min，然后溫度降到40℃，獲得銅鎳合金多孔表面管；多孔層厚度0.3mm，孔隙率為60％，孔徑80μm。所說的銅鎳合金粉末中，銅的重量含量為90％，鎳的重量含量為10％，粒度200目。用丙酮測其沸騰傳熱系數，是相同直徑光管的10倍，采用電加熱用水作實驗介質，沸騰傳熱系數是相同光滑管的3倍左右。將管子放在冷水池中，經過用鋼刷和熱震實驗檢測，未發現有多孔層脫落，符合粘結強度的要求。權利要求1.一種，其特征在于，包括如下步驟將聚苯乙烯基粘結劑和銅鎳合金粉末的混合物，涂敷在基體管的內外表面，涂層厚度為0.1～0.5mm，然后將管子水平旋轉，速度為30～100rad/min，將粘結劑中易揮發物質揮發掉，晾干，在燒結爐中通氫氣等還原性氣體，在650-850℃燒結5～20min，然后溫度降到40～50℃，獲得銅鎳合金多孔表面管。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所說的聚苯乙烯和復合粉末的混合物中，聚苯乙烯的含量為0.1～0.3g/ml，復合粉末的含量為0.2～0.4g/ml。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所說的銅鎳合金粉末中，銅的重量含量為89～91％，鎳的重量含量為9～11％。4.根據權利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所說的基體管為銅鎳合金管(BFe10-1-1)。全文摘要本專利技術提供了一種，包括如下步驟將聚苯乙烯基粘結劑和銅鎳合金粉末的混合物，涂敷在基體管的內外表面，涂層厚度為0.1～0.5mm，然后將管子水平旋轉，速度為30～100rad/min，將粘結劑中易揮發物質揮發掉，晾干，在燒結爐中通氫氣等還原性氣體，在650－850℃燒結5～20min，然后溫度降到40～50℃，獲得銅鎳合金多孔表面管。本專利技術采用了復合粉末，提高了孔隙率和孔隙的均勻性，提高了與基體的結合強度，該種燒結方法可以燒結長多孔管，可以滿足工業化應用的要求，管子的機械強度基本不變、效率高、成本低。文檔編號B22F3/11GK101088675SQ200710043508公開日2007年12月19日 申請日期2007年7月5日 優先權日2007年7月5日專利技術者徐宏, 劉阿龍, 張莉 申請人:華東理工大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種銅鎳合金多孔表面管的燒結方法，其特征在于，包括如下步驟：將聚苯乙烯基粘結劑和銅鎳合金粉末的混合物，涂敷在基體管的內外表面，涂層厚度為０．１～０．５ｍｍ，然后將管子水平旋轉，速度為３０～１００ｒａｄ／ｍｉｎ，將粘結劑中易揮發物質揮發掉，晾干，在燒結爐中通氫氣等還原性氣體，在６５０－８５０℃燒結５～２０ｍｉｎ，然后溫度降到４０～５０℃，獲得銅鎳合金多孔表面管。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐宏，劉阿龍，張莉，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]