鋁由于具有密度小、導熱性好、易于加工、無味、環(huán)保及價格低廉等優(yōu)點被廣泛使用,用鋁箔制作空調(diào)換熱器導熱翅片材就是其中的一個代表。鋁
鋁箔:蘇州上宇鋁業(yè)
箔大規(guī)模用于生產(chǎn)空調(diào)換熱片在我國已有20多年歷史,近10年更得到了高速發(fā)展。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,空調(diào)的普及率逐年提高。
根據(jù)厚度不同可以分為薄板和中厚板。GB/T3880-2006標準中規(guī)定 厚度0.2毫米以下的稱為鋁箔。
空調(diào)正逐步向小型化、能、高壽命方向發(fā)展。而空調(diào)換熱片也相應(yīng)向超薄及高強度方向發(fā)展。20世紀80年代換熱片厚度為0.15—0.2ram,而現(xiàn)今的厚度僅在0.09到0.15mm之間。此外,為了提高空調(diào)的壽命、降低耗電量、改善通風質(zhì)量和提高制冷效果,又相繼開發(fā)了具有各種功能的涂層換熱片,典型的有防腐蝕換熱片、表面親水性能換熱片、表面憎水性能換熱片以及防霉換熱片和自潤滑換熱片等。
編輯
1、非涂層鋁箔
非涂層鋁箔是指經(jīng)軋制退火,表面未經(jīng)過任何形式處理的鋁箔。我國在10年前,國外約15年前用于空調(diào)換熱片的鋁箔都是非涂層鋁箔。國外發(fā)達國家所使用的換熱片中約有50%仍然是非涂層鋁箔,而在我國,這一比率在60%左右。
2、涂層鋁箔
所謂涂層鋁箔就是對非涂層鋁箔進行表面再處理,使其具有某種特殊功能。在日本、德國等技術(shù)發(fā)展較快的國家,涂層鋁箔的使用已有15年以上的歷史。而在我國,使用涂層鋁箔的時間不超過10年。按照涂層鋁箔表面所具有的特性,又可以分類如下:
3、耐腐蝕鋁箔
耐腐蝕鋁箔產(chǎn)品的表面具有抗腐蝕的保護層,用該產(chǎn)品制成的空調(diào)換熱片可適用于較為惡劣的地區(qū),并可明顯提高空調(diào)的使用壽命。同時由于換熱片抗蝕性的提高,大大減少了表面腐蝕粉末的生成,從而改善了通風質(zhì)量,凈化了空調(diào)室內(nèi)的空氣。
4、親水性鋁箔
親水性鋁箔表面具有較強的親水性。親水性能的好壞由水粘到鋁箔表面后所形成的角度大小而決定,如圖1所示。a角越小則親水性能越好,反之則親水性能越差。一般來說,a角小于35。即屬于親水性能。親水性鋁箔一般用在空調(diào)的蒸發(fā)器上。其主要功能是使熱空氣中的水分在換熱片上凝結(jié)成水珠時易于鋪展開而順著片材向下流走。這樣可以避免因換熱片之間的水珠“搭橋”而影響換熱器的通風效果,從而提高空調(diào)的熱交換率,在同等制冷量的條件下還可以節(jié)省電能。前,市場上一般的親水鋁箔除表面具有較好的親水性外,同時也具有較高的耐腐蝕性能,從而使空調(diào)的性能更加優(yōu)化。
5、憎水性鋁箔
憎水性鋁箔又叫斥水性鋁箔,其表面性能和親水鋁箔正好相反。即冷凝水凝結(jié)到該鋁箔表面時與鋁箔所成的接觸角較大,一般在75。以上。角度越大則斥水性能越好。使用憎水鋁箔的終目的和親水鋁箔相同,即不讓冷凝水存留在換熱片之間。不同之處在于,憎水鋁箔是通過加大冷凝水與換熱片的接觸角,使冷凝水形成易于滑落的水珠而達到去除換熱片間冷凝水的目的。
6、自潤滑性鋁箔
空調(diào)換熱片在加工制作過程中一般要先在其表面加潤滑油,然后沖孔翻邊,后再用三氯乙烯將潤滑油洗去。由于三氯乙烯對人體有害,因此為了減少這一工序,相應(yīng)就產(chǎn)生了自潤滑性鋁箔。自潤滑鋁箔顧名思義,就是在其沖制加工時不需要單獨加潤滑油,其沖制時的潤滑由鋁箔表面預先處理的膜來承擔。由于不需要專門加潤滑油,因此也就省去了后續(xù)的三氯乙烯清洗和烘干工序。
7、防霉鋁箔
防霉鋁箔主要用于空凋的室內(nèi)機部分,其主要功能是防止換熱片因使用或放置時間較長而產(chǎn)生表面發(fā)霉,從而明顯改進空凋的通風質(zhì)量,防止產(chǎn)生不正常的氣味,有效地改善空調(diào)室內(nèi)的環(huán)境。
編輯
1、化學成分
換熱片用鋁箔的合金牌號主要有1100、1200、8011等。就使用角度而言,空調(diào)對鋁制換熱片的化學成分沒有嚴格要求。在不進行表面處理的情況下,3A21鋁合金的耐腐蝕性能相對較好,強度和延伸率等機械性能較高,硬度也大。選用哪種合金主要取決于材質(zhì)能達到的終機械性能以及ant過程的難易程度。如純度較高的1 100鋁合金壓延較為容易,而801 1合金則較困難。
2、機械性能
機械性能主要是指鋁箔的拉伸強度、延伸率和杯突值。從使用角度而言,希望這三個指標越高越好,而就材質(zhì)本身而言,這三個指標又相互矛盾,即當鋁箔的拉伸強度相對較高時,延伸率指標會下降;而提高鋁箔的延伸率時,又會引起拉伸強度的下降。因此在實際應(yīng)用中,一般取機械性能的中間值,而具體強度和塑性值又與換熱片加工時的沖制模具有關(guān)。一般換熱片的沖制加工分為拉伸型和無拉伸型兩種。拉伸型沖制加工的模具要求鋁箔的塑性好些,即伸率較高,相對強度值可以略低一點;而無拉伸型模具同要求鋁箔的強度較高,塑性屬于次要指標。影響鋁箔機械性能的因素較多,主要是鋁箔的化學成分和加工工藝。就鋁箔的強度和塑性來說,通過調(diào)整化學成分或改變加工工藝流程及參數(shù),可以在范圍內(nèi)使材料的塑性或強度在保持一方不變的情況下使另一方有所改變。也就是說,通過化學成分和加工工藝的調(diào)整可以有限地改變鋁箔強度和塑性的搭配值。
根據(jù)換熱片對機械性能要求的不同,鋁箔的使用狀態(tài)主要有三種:H22、H24、H26。每種狀態(tài)都對應(yīng)的強度和塑性范圍。從目前國內(nèi)鋁加工行業(yè)的現(xiàn)狀來看,對于每種狀態(tài)機械性能的范圍還沒有一個統(tǒng)一的標準。同時在實際應(yīng)用中每一狀態(tài)的機械性能范圍也太寬,不能很好地控制產(chǎn)品的機械性能,以達到令使用者滿意的程度。表1是典型的換熱器用鋁箔合金狀態(tài)和力學性能值。
編輯
涂層鋁箔是在非涂層鋁箔的基礎(chǔ)上進行表面處理后形成的,除了需要具備上述非涂層鋁箔要求的化學成分、機械性能和幾何尺寸等性能指標外,還應(yīng)具備良好的板型和涂層性能。
1、鋁箔的板型
首先,涂層鋁箔的生產(chǎn)工藝要求鋁箔要有良好的板型,這是涂層鋁箔生產(chǎn)的先決條件。衡量板型指標的單位是I。一般的涂層生產(chǎn)設(shè)備對板型的要求都在20—40I以內(nèi),如果大于此值,則需在涂層設(shè)備前加一套張力矯直系統(tǒng)。一般涂層設(shè)備的其鋁帶運行路線都較長,處理工序及導輥也較多。因此,如果不配備張力矯直系統(tǒng),一旦出現(xiàn)板型不好就很容易在運行中起折,導致無法生產(chǎn)??照{(diào)生產(chǎn)過程對鋁箔的板型也有較高的要求。一般的換熱片沖制生產(chǎn)線都使用真空吸盤方式進行鋁箔傳送,如果鋁箔的板型不好,表面不平整,就會導致鋁箔的真空吸送方式無法正常進行。因此,板型不僅是涂層鋁箔,也是非涂層鋁箔的一個重要技術(shù)指標。
2、涂層性能
前面說過換熱片用涂層鋁箔有許多種,前市場上使用的涂層鋁箔主要是親水性鋁箔,因此這里僅就親水性鋁箔的涂層性能指標進行討論。
3、涂層厚度
鋁箔表面的涂膜厚度沒有硬規(guī)定,一般都在3/1m以下。因涂料的價格一般都較貴,所以在滿足性能要求的前提下涂膜厚度控制得越薄,生產(chǎn)成本就越低。涂層厚度直接影響到涂層的各項性能指標,因此要求鋁箔表面的涂層厚度要均勻一致。
4、涂層附著力
涂層附著力是鋁箔與其表面涂層粘合牢度的指標。如果涂層附著力過小,則涂層鋁箔在進一步加工和使用中,表面涂膜就容易脫落,進而嚴重影響涂層鋁箔的重量,因此要求涂層附著力越強越好。涂層附著力一般只能定性地進行檢測,其主要檢測方法有耐磨擦試驗、劃格試驗和杯突法等。
5、親水性能
親水鋁箔在使用一段時間后,會因為受各種環(huán)境因素的作用而使表面的親水性能受到影響。因此,親水性能一般分為初期親水性與耐環(huán)境試驗后的親水性能。親水性能的好壞主要是以a角的大小來衡量。一般產(chǎn)品的初期親水性要求a<100,耐環(huán)境試驗后親水性要求a<250。接觸角a的測量可以選用專門的接觸角測量儀;也可以通過量體積的水滴在鋁箔表面所占面積的大小進行計算得出。
6、耐腐蝕性能
耐腐蝕性能主要體現(xiàn)在三個方面:一是耐堿性,由于換熱片沖制后表面的潤滑油需用堿性清洗劑去除,所以要求鋁箔表面的功能涂層具有的耐堿性,一般要求在20%的NaOH溶液中浸泡3分鐘不起泡;二是耐鹽霧腐蝕性,一般是在試驗條件為35 oC、3%的鹽水噴霧環(huán)境中要求500小時不能有腐蝕斑點。耐鹽霧腐蝕性的好壞直接關(guān)系到換熱片使用壽命的長短。在沿海地區(qū),由于空氣中含鹽量較高,所以對換熱片的耐鹽霧腐蝕性有較高的要求;三是耐濕熱性能,即在溫度,濕度下長時間放置的耐腐蝕性。該性能也是衡量換熱片耐氣候能力的一個重要指標。