[发明专利]一种在换热管管壁上形成金属多孔层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在换热管管壁上形成金属多孔层的方法。

背景技术

换热管是一种在封闭的体系内传递热量的装置。换热管具有广泛的应用，可以应用于宇航工程、节能工程(诸如，各种烟道气和空调排气的余热回收)等，此外，还可以应用于电子器件、电机的冷却和散热以及太阳能、地热等新能源的开发和利用等。目前，换热管的应用范围和应用规模正在不断的扩大。

通常在换热管的内壁上形成单层或多层网、轴向槽道或者金属多孔层来提高换热管的换热效率。由于内壁上形成有金属多孔层的换热管具有较高的毛细抽吸力并且具有改善的径向热阻，所以其应用更具优势，但在换热管内壁上形成金属多孔层的方法还存在许多有待改善的不足之处。

例如，公开号为CN1932426的中国专利“热管、烧结成型该热管毛细结构的粉体及方法”公开了一种在热管的内壁上形成毛细结构的方法。该方法首先将芯棒置于管体内，然后将粉体填充于管体内，最后在基底粉末的膨胀率低于2％的温度下对该填充有粉体的管体进行烧结，从而在热管内壁上形成毛细结构。该方法虽然避免了粉体在烧结时产生过度膨胀，但是当要求毛细结构层厚度较薄时，一旦基管本身有少量变形，便不能保证毛细结构层的厚度均匀，尤其是当热管经过高温烧结后产生变形时，会产生脱模困难、毛细结构层剥落、毛细结构堵塞等问题。

再如，公开号为CN1730204的中国专利申请“换热管管内金属多孔表面的加工方法”公开了一种在金属管管内形成金属多孔表面的方法。该方法用有机溶剂溶解高分子塑料并按比例混合金属粉末来形成糊状金属粉末涂料，利用涂层芯子在管内拖拉涂料形成表面涂层，然后经过吹干，最后在管内充满金刚砂进行烧结。该方法虽然避免了脱模过程易出现的问题，但是当涂层厚度为几毫米甚至几十微米时，很小的管体变形度和内径变化将严重影响涂层均匀性。同时，这种方法只能强化一侧传热。

又如，公开号为US6648063的美国专利“Heat pipe wick with structural enhancement”在不锈钢金属粉末烧结芯层上覆盖一层穿孔金属层，提供结构支撑并保证了厚度，但是粉末烧结芯的厚度仍然采用定位芯棒与管壁之间的间隙进行控制，因此，该方法不能避免脱模困难以及制作过程中换热管变形后所带来的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在换热管管壁上形成金属多孔层的方法。

根据本发明的一方面，该方法包括以下步骤：对换热管管壁进行清洁；在换热管自转且相对喷枪移动的同时使用喷枪向换热管管壁喷涂包含金属粉末和胶液的涂料；使换热管管壁上的涂料干燥；在真空炉内或填充有还原气体的烧结炉内对换热管进行烧结，从而在换热管管壁上形成金属多孔层。

根据本发明的实施例，换热管管壁可以包括换热管的内壁和/或外壁。

根据本发明的实施例，胶液可以包含5wt％～15wt％的基础胶、15wt％～50wt％的固化剂和余量的溶剂，其中，基础胶可以为双酚A型环氧树脂和具有乙烯基的线形聚硅氧烷中的至少一种，固化剂可以为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二胺基二苯砜、二胺基二苯甲烷、间苯二胺和含氢硅氧烷中的至少一种，溶剂可以为丙酮。

根据本发明的实施例，金属粉末在涂料中的重量百分比可以为50％～75％。

根据本发明的实施例，金属粉末可以包括铁粉、不锈钢粉、铜粉中的至少一种。

根据本发明的实施例，金属粉末的粒度可以为150目～500目。

根据本发明的实施例，在真空炉内或填充有还原气体的烧结炉内对换热管进行烧结的步骤中，首先可以在340℃～400℃下保温0.5小时～2小时，然后可以在1000℃～1200℃的温度下保温1.5小时～2小时，最后可以将炉温降低至60℃以下。

本发明的在换热管管壁上形成金属多孔层的方法，即使换热管的管壁发生变形也可以在换热管的内壁和/或外壁上形成厚度均匀的金属多孔层。

附图说明

通过结合附图进行的示例性实施例的以下描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将变得清楚和更易于理解，其中：

图1是根据本发明示例性实施例的在换热管内壁上形成涂料层的示意图；

图2是根据本发明示例性实施例的在换热管外壁上形成涂料层的示意图。

具体实施方式

本发明使用喷枪在换热管管壁上喷涂含金属粉末和胶液的涂料，并将喷涂有涂料的换热管在真空炉内或填充有还原气体的烧结炉内进行烧结，从而在换热管管壁上形成多孔金属层。