本发明专利技术公开了一种铸铝复合金属换热装置，包括导热管和与导热管连接的框架，所述框架包括外框和与外框固定连接的散热肋片，所述散热肋片的两侧分别连接相邻的导热管管壁。本发明专利技术涉及换热装置领域，将散热肋片设置于外框上，散热肋片与外框直接接触，外框可以为散热肋片传递导热，增加导热面积，换热效果更佳。散热肋片的两侧分别连接相邻的导热管管壁，同一散热肋片可同时为相邻两段导热管增加换热面积，缩小了换热器的整体体积。使用时，多个铸铝复合金属换热装置并排组装构成换热器，散热肋片与换热管之间构成连续起伏的面，使得换热介质流经时多次形成湍流或涡流，从而使换热管和散热肋片的表面不易结垢。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及换热装置领域，更具体地，涉及一种铸铝复合金属换热装置及其制作方法。
技术介绍
在炼油、化工等生产中，绝大多数的工艺过程都有加热、冷却和冷凝的过程，这些过程总称为换热过程。换热过程的进行需要一定的设备来完成，这些使换热过程得以实现的设备称之为换热器。传统蒸发冷却
用的换热器采用金属板管、圆管制作而成，腐蚀、结垢、胀裂、换热效率低、体积大、重量过载等不利因素综合存在。尤其在半导体工业和微电子机械系统的带动下，人们开发出大规模和超大规模集成电路满足技术要求。随着电子器件的集成度越来越高，功耗和发热量也不断提高而物理尺寸月越来越小，传统的换热设备不仅在换热效果还是在换热空间上都不能满足其散热要求，而且体积大，占用空间大，不便于运输。中国专利公开号CN102109291B于2013年11月13日公开了一种金属与导热塑料复合微换热器，具体公开了换热器外部套有保温作用的壳体，保护内部平板，分配或收集流体的封头焊接在壳体上，冷热流体进出管口焊接在封头上，具体结构可根据需要设置，内部平板包括金属基板和塑料微结构，金属作为导热基板，具有微结构的导热塑料通过热压印或微注射复合在金属基板上，内部平板为多层的复合在一起，由多层复合板堆叠复合在一起，形成立方体多层流体通道系统；所述塑料微结构为连续状或者离散状的，尺寸为几百个微米，形成微翅片或起分割流体作用的微通道或者颗粒凸起物；作为基板的金属为铝或铜，导热塑料为CoolPoly导热塑料；其中连续状微结构加工成平直或波形微通道，使流经该层的流体均匀地分布在板面上，实现严格的错流或逆流，波形槽道相对平直槽道使流体改变流向而发生二次流及边界层分离，其强化传热效果更优；加工成离散型微结构的圆柱体，当流体绕流障碍物时形成涡旋，破坏原有流动边界层，增加湍流程度，强化传热。但是，该结构将许多具有微通道的薄板堆叠在一起，虽增大了传热面积，但是密集设置的薄板反而导致热空气难以排出，换热效果较差，而且容易结垢并且难以清洗，换热器的生产制造工艺较为复杂，不利于批量生产。因此，有必要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种结构简单合理、耐腐蚀、抗结垢、高导性、换热系数高、性能可靠的铸铝复合金属换热装置，本专利技术的另一个目的在于提供所述铸铝复合金属换热装置的制作方法。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种铸铝复合金属换热装置，包括导热管和与导热管连接的框架，所述框架包括外框和与外框固定连接的散热肋片，所述散热肋片的两侧分别连接相邻的导热管管壁。本专利技术的铸铝复合金属换热装置将散热肋片设置于外框上，散热肋片与外框直接接触，外框可以为散热肋片传递导热，增加导热面积，换热效果更佳。散热肋片的两侧分别连接相邻的导热管管壁，同一散热肋片可同时为相邻两段导热管增加换热面积，缩小了换热器的整体体积。使用时，多个铸铝复合金属换热装置并排组装构成换热器，散热肋片与换热管之间构成连续起伏的面，使得换热介质流经时多次形成湍流或涡流，由于换热介质的这种流动特性对换热管和散热肋片形成撞击使得换热管和散热肋片的表面不易结垢，而且便于拆卸清洗。由于外框与散热肋片直接接触，所述框架采用壳型铸造等工艺一体成型，框架直接铸造于导热管上，工艺简单，可以实现批量化生产制造。采用壳型铸造工艺得到的铸铝复合金属换热装置轮廓清晰、表面光洁、尺寸精确、不需要机械加工或仅少量加工，减少金属材料的浪费，而且壳型铸造可以同时满足本专利技术的铸铝复合金属换热装置对大批量生产和生产薄壁铸件的要求。导热管作为嵌件安放于中空模具中，铸造完成后即得到产品，不需要采用其他加工工艺将导热管与散热肋片连接在一起，减少了装配的步骤，缩短生产加工的时间而节省了人工成本，更重要的是，框架直接铸造于导热管上，散热肋片与导热管之间形成面接触，接触系数相比线接触提升六倍以上，接触热阻降低至六分之一，显著提升换热效果；导热管与散热肋片结合部的材料与散热肋片的材料一致，使得二者能够更好的融合，进一步降低热阻，提高换热效率。为了提高换热管的导热性和耐腐蚀性，所述导热管为不锈钢构件或碳钢构件，不锈钢和碳钢既保留了金属优异的导热性能，又具良好的耐腐蚀性，满足了换热管对导热性和耐腐蚀性的需求。为了提高框架的耐腐蚀性，所述框架为铝合金框架，铝合金不仅具有良好的耐蚀性，而且具有质量轻的特点，大大减轻了换热装置的重量，便于安装和运输。为了进一步增强换热装置的耐腐蚀性，所述导热管表面设有带酸根的保护涂层，酸根离子能有效防止导热管表面发生点蚀，提高导热管的耐腐蚀性；所述铝合金框架采用添加Ti微量元素的ZL301作为基材，钛具有质量轻、强度高、抗腐蚀能力良好的优秀特性，添加钛元素不仅能够提高框架的抗腐蚀能力，而且能够提高框架的强度；添加Ti微量元素及附着带酸根的保护涂层（涂层厚度120μm）后，防腐蚀等级可以达到C5级别，可以应用于沿海等盐雾环境、卫生比较恶劣的场所。所述铝合金框架的基材中Ti微量元素的质量分数为1.2~1.5%。所述铸铝复合金属换热装置的制作方法，包括如下步骤：S1.将导热管作为嵌件安放于用来生产框架的中空模具中；S2.向模具中注入熔融金属；S3.冷却退火成型，得到所述铸铝复合金属换热装置。步骤S1中，所述导热管作为嵌件安放于用来生产框架的中空模具前，在700~800℃高温环境下涂装带酸根的保护涂层。采用铸造工艺生产的铸件通常会有晶粒粗大、力学性能差、组织性能差的缺陷，借助热处理工艺可以改变或影响铸件的组织和性质，获得更高的强度、硬度。然而本专利技术的铸铝复合金属换热装置体积大，形状复杂，普通退火成型后易产生变形，本专利技术所采用的冷却退火需有特殊工艺环节，步骤S3中，冷却退火成型包括三次退火：第一次由600℃放入100℃的Ti微量元素及带酸根溶液进行二次表面处理退火，120秒内完成；第一次由100℃放入40℃的热水模具内进行整形中温段退火，保证形状精度，300秒内完成；第三次由40℃进入空气进行自然冷却退火，2-3小时内完成。本专利技术与现有技术相比较有如下有益效果：1.散热肋片设置于外框上，散热肋片与外框直接接触，外框可以为散热肋片传递导热，增加导热面积，换热效果更佳。2.散热肋片的两侧分别连接相邻的导热管管壁，同一散热肋片可同时为相邻两段导热管增加换热面积，缩小了换热器的整体体积。散热肋片与换热管之间构成连续起伏的面，使得换热介质流经时多次形成湍流或涡流，由于换热介质的这种流动特性对换热管和散热肋片形成撞击使得换热管和散热肋片的表面不易结垢。3.导热管作为框架铸造过程中的嵌件与框架在铸造后形成一个整体，有效降低接触热阻，提升散热性能，换热系数大幅提升。4.添加Ti微量元素及附着带酸根的保护涂层（涂层厚度120μm）后，铸铝复合金属换热装置的防腐蚀等级可以达到C5级别，可以应用于沿海等盐雾环境、卫生比较恶劣的场所。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；附图标记说明：导热管100，框架200，外框210，散热肋片220。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铸铝复合金属换热装置，包括导热管和与导热管连接的框架，其特征在于，所述框架包括外框和与外框固定连接的散热肋片，所述散热肋片的两侧分别连接相邻的导热管管壁。
【技术特征摘要】
1.一种铸铝复合金属换热装置，包括导热管和与导热管连接的框架，其特征在于，所述框架包括外框和与外框固定连接的散热肋片，所述散热肋片的两侧分别连接相邻的导热管管壁。2.根据权利要求1所述的铸铝复合金属换热装置，其特征在于，所述框架一体成型。3.根据权利要求2所述的铸铝复合金属换热装置，其特征在于，所述框架铸造于导热管上。4.根据权利要求1所述的铸铝复合金属换热装置，其特征在于，所述导热管为不锈钢构件或碳钢构件，所述框架为铝合金框架。5.根据权利要求1所述的铸铝复合金属换热装置，其特征在于，所述导热管表面设有带酸根的保护涂层。6.根据权利要求1所述的铸铝复合金属换热装置，其特征在于，所述铝合金框架采用添加Ti微量元素的ZL301作为基材。7.根据权利要求6所述的铸铝复合金属换热装置，其特征在于，所述铝合金框架的基材中Ti微量元素的质量分数为1.2~1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亮添，林特耀，何卫国，刘闪闪，刘峰，
申请(专利权)人：广东申菱环境系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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