用于制造热交换器的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造热交换器的方法，该热交换器具有带有轻质金属基座的至少一条冷却线，优选地在铝基座上，水基冷却剂可以流过该至少一条冷却线。对于本发明专利技术的目的来说重要的是，与冷却剂接触的冷却线的表面在填充冷却剂之前至少部分地钝化，以便减少冷却剂的电输入传导率上升的量。

【技术实现步骤摘要】
用于制造热交换器的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序的用于制造热交换器的方法，该热交换器具有带有轻质金属基座的至少一条冷却线，优选地在铝基座上，水基冷却剂可以流过该至少一条冷却线。本专利技术还涉及一种根据本专利技术的方法制造的热交换器。
技术介绍
在现代电动车辆中，热交换器用于冷却称为“牵引电池”的组件，使得牵引电池的温度能够通过至少一个冷却剂回路来控制。出于安全原因，电动车辆的冷却回路中的冷却剂及其所需的热交换器必须不显示任何电离子传导性。如果在牵引电池的单个电池单元中发生绝缘故障，则危险的电量可以经由冷却剂回路传递给整个车辆。如果有人接触受影响的表面，则这可能导致危险的电击。另外，含有离子的导电含水冷却剂中存在的电流量可能导致水解，产生氢氧。特别是对于装备有燃料电池诸如氢气或金属-空气燃料电池的电动车辆而言，也是如此。另外，也必须冷却电动车辆中的电动机。还必须为电动车辆提供不具有离子传导性的冷却剂。用于机动车的现代热交换器通常由铝制成并且钎焊。已知的是，材料铝与水结合以形成含氢氧化物的钝化层，并且这样做不仅向冷却剂释放OH离子而且释放金属盐离子。这些反应最终导致冷却剂中导电率的常常不期望的增加。此外，在一些铝钎焊工艺中，可以使用钾-铝-氟化物络合盐作为助焊剂，即使在钎焊工艺之后，其仍然留在焊接的表面上。与水接触后，也会由此释放出离子。在较高的浓度下，来自该助焊剂的游离氟化物也可能会损害冷却剂中的添加剂，使得形成高体积的氢氧化铝。这些高体积的氢氧化铝可能收缩，甚至完全堵塞或阻塞冷却管道和/或冷却线。当用纯水填充时，由铝制成的钎焊热交换器表现出至少600μS/cm的导电率。通过助焊剂焊接的热交换器可能表现出大于2000μS/cm的导电率。借助于各种冲洗工艺，导电率可以降低至400-500μS/cm。然而，对于热交换器在电动车辆中的使用，需要远低于100μS/cm的导电率。
技术实现思路
因此，本专利技术本身涉及描述一种用于制造热交换器的方法的问题，利用该方法可以实现可以与冷却剂接触的热交换器表面的钝化，该钝化的特征尤其在于降低含水冷却剂的导电率。根据本专利技术，该问题是通过独立权利要求的主题来解决的。有利的实施方案构成从属权利要求的主题。本专利技术基于钝化热交换器，尤其是可以与冷却剂接触的热交换器的表面的总体思想，使得冷却剂的电输入传导率的增加至少在操作期间降低。这意味着，借助于方法专利技术，创建了具有轻质金属基座的表面，其在与水基冷却剂接触时释放显著更少的离子，并且将冷却剂的导电率提高到相似的、显著更低的程度。在研究项目的过程中，令人惊讶地证明，结合高温并且在增加的压力下，可以通过包括形成氟络合物的金属(诸如锆和腐蚀抑制剂)的化学制剂的某些混合物在铝表面上产生新的钝化。即使在热交换器的示例性应用的恒定操作中，该钝化层也如此稳定，以至于去矿物质水的一个输入导电率增加不超过70μS/cm，并且优选地不超过20μS/cm。具体实施方式下文是根据本专利技术的用于制造这种类型的热交换器的方法的示例性过程描述，其中各个方法步骤在本专利技术的范围内单独地且以任何组合被保护。为了钝化热交换器，铝表面的酸洗预处理是有利的。在这种情况下，可以在40-60℃下用pH值为7.5-12，优选地pH值为8-9的弱碱性溶液冲洗热交换器。然后，可以用去矿物质水优选地多次冲洗热交换器。然后可以通过已用去矿物质水稀释的酸进行第二酸洗处理。例如，可以使用硫酸和磷酸的混合物作为酸洗溶液。酸在去矿物质水中优选地以1-5wt％，特别优选地以2-3wt％的浓度存在。另外，稀酸还可以含有50-1000ppm的游离氟化物。为了完成铝表面的酸洗预处理，优选地可以用去矿物质水至少进行若干次冲洗循环。酸洗预处理之后是铝表面的实际钝化。为此目的，部件优选地加热到90-120℃，然后填充经预热的钝化流体，这将在下面更详细地解释。在0.5-3小时的反应时间之后，钝化完成。在此之后，优选地冲洗部件至少若干次。钝化流体优选地由pH值为2-6的硫酸水溶液构成，其中以下物质优选地在40-80℃的温度下溶解。优选地在钝化流体中溶解的物质尤其是癸二酸0.1-1wt％、碳酸锆20-50wt％和三乙醇胺0.05-0.5wt％。腐蚀抑制剂也可以添加到钝化流体中。根据本专利技术，用作添加剂的腐蚀抑制剂的优选量优选地为0.005-10wt％，尤其优选地为0.01-2wt％。在根据本专利技术的构思的有利变型中，以这种方式进行钝化，使得冷却剂与热交换器的冷却线之间的导电率低于100μS/cm，并且优选地低于50μS/cm。另一种有利的变型提出，通过在优选地pH值为2-6的硫酸水溶液或有机酸溶液的基础上制备的钝化溶液，通过化学处理进行表面的钝化。在有利的实施方案中，钝化溶液至少包含0.1-1wt％的癸二酸和/或至少20-50wt％的碳酸锆和/或0.05-0.5wt％的三乙醇胺。在有利的进一步发展中，钝化溶液还包含至少一种腐蚀抑制剂，其占钝化溶液的0.005-10wt％，优选地0.01-2wt％。一种有利的变型提出，该至少一种腐蚀抑制剂选自由化学化合物组成的下述组：邻苯二酚-3,5-二磺酸二钠盐、二亚乙基三胺五乙酸、8-羟基-(7)-碘-喹啉-磺酸-(5)、8-羟基-喹啉-5-磺酸、甘露醇、5-磺基水杨酸、乙酰基-O-羟基酰胺酸、去甲肾上腺素、2-(3,4-二羟苯基)-乙胺、L-3,4-二羟苯丙氨酸(L-DOPA)、3-羟基-2-甲基-吡喃-4-酮)、柠檬酸盐、羧酸盐，尤其是草酸盐、硬脂酸盐和/或甲酸盐和/或葡糖酸盐以及无机抑制剂，诸如四硼酸钠、焦磷酸、葡萄糖酸钙。在根据本专利技术的方法的有利的进一步发展中，在钝化之前，预热热交换器，尤其是待钝化的冷却线，优选地到90-120℃。另外有利的实施方案提出，在将钝化溶液引入到待钝化的冷却线中之前，预热钝化溶液，优选地到40-80℃。在另外有利的变型中，钝化溶液的温度低于待钝化的冷却线的温度，优选地至少低40℃。进一步有利的实施方案提出，发生冷却线表面的钝化的反应时间持续0.5-3小时。应当注意，反应时间可以是任何持续时间而不脱离本专利技术的范围。在反应时间长于3小时的情况下，不能实现钝化层的实质性的进一步改进。在该方法的有利的进一步发展中，待钝化的冷却线表面优选地在钝化之前通过用优选地pH值为7.5-12的弱碱性溶液的酸洗而进行第一次预处理。待钝化表面的酸洗预处理可以重复任意次数。另外有利的变型提出，用于待钝化表面的第一预处理的弱碱性溶液具有8-9的pH值，并且被加热到40-60℃的温度。在一种有利的变型中，待钝化表面在第一预处理之后经历第二预处理，该第二预处理由用硫酸和/或磷酸的酸混合物进行的酸洗处理组成。也可以想象，酸混合物含有酰胺磺酸。应当注意，如前所述，根据本专利技术，也可以使用有机酸代替无机酸用于待钝化表面的酸洗。例如，柠檬酸和/或甲酸可以用作有机酸。在该方法的一种有利的实施方案中，除了95-99wt％的去矿物质水以外，第二预处理中使用的酸混合物还含有至少1-5wt％的硫酸和/或磷酸。在含有有机酸的酸混合物中，出于示例性目的，该酸混合物在去矿物质水中优选地含有20-30g/l的柠檬酸和/或甲酸。另一有利的变型提出，酸混合物还含有50-1000ppm的游离氟化物。在有利的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造热交换器的方法，所述热交换器具有带有轻质金属基座的至少一条冷却线，优选地在铝基座上，水基冷却剂能流过所述至少一条冷却线，其特征在于，与所述冷却剂接触的所述冷却线的表面在填充所述冷却剂之前至少部分地钝化。

【技术特征摘要】
2017.04.25 DE 102017206940.61.一种用于制造热交换器的方法，所述热交换器具有带有轻质金属基座的至少一条冷却线，优选地在铝基座上，水基冷却剂能流过所述至少一条冷却线，其特征在于，与所述冷却剂接触的所述冷却线的表面在填充所述冷却剂之前至少部分地钝化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以这种方式进行所述钝化，使得在操作期间，所述冷却剂的电输入传导率增加少于100μS/cm，并且优选地少于20μS/cm.3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过在优选地pH值为2-6的硫酸水溶液或有机酸溶液的基础上构成的钝化溶液，通过化学处理进行所述表面的钝化。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述钝化溶液至少包含0.1-1wt％的癸二酸和/或至少20-50wt％的碳酸锆和/或0.05-0.5wt％的三乙醇胺。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述钝化溶液还包括至少一种腐蚀抑制剂，所述至少一种腐蚀抑制剂占所述钝化溶液的0.005-10wt％，优选地0.01-2wt％。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一种腐蚀抑制剂选自由化学化合物组成的下述组：邻苯二酚-3,5-二磺酸二钠盐、二亚乙基三胺五乙酸、8-羟基-(7)-碘-喹啉-磺酸-(5)、8-羟基-喹啉-5-磺酸、甘露醇、5-磺基水杨酸、乙酰基-O-羟基酰胺酸、去甲肾上腺素、2-(3,4-二羟苯基)-乙胺、L-3,4-二羟苯丙氨酸(L-DOPA)、3-羟基-2-甲基-吡喃-4-酮)、柠檬酸盐、羧酸盐，尤其是草酸盐、硬脂酸盐和/或甲酸盐和/或葡糖酸盐以及无机抑制剂，诸如四硼酸钠、焦磷酸、葡萄糖酸钙7.根据权利要求1至6中...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·恩勒特，托马斯·格鲍尔，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE