换热器镀层工艺研究

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1、第37卷第3期2011年6月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．37。№。3Jun．2011换热器镀层工艺研究刘兴斌，叶晖，翟绘丰(西安航天发动机厂。陕西西安710100)摘要：通过理论分析和工艺试验等方式，探索了由性能差异较大的不同材料组成的换热器选择性电镀工艺方法。采用局部遮蔽、浸蚀溶液的选择、预镀工艺的确定等方式，保证了组合件上各型面、各材料上的镀层质量，换热器上局部镀覆层既满足钎焊性，同时又满足高温抗氧化性的功能要求，并顺利完成了钎焊和热试车。本研究成果已在多个

2、结构复杂的换热器上得到推广应用。关键词：换热器；钎焊性；抗氧化性中图分类号：TGl74文献标识码：A文章编号：1672—9374(2011)03—0042—06ResearchonplatingprocessofheatexchangerLIUXing—bin，YEHui，ZHAIHui—feng(Xi’allSpaceEngineFactory，Xi’an710100，China)Abstract：Basedontheoreticanalysisandprocesstests，theselecti

3、veplatingprocessofaheatex—changermadeofdifferentmaterialswithlargeperformancedifferenceisinvestigated．Thecoatingqualityondifferentprofilesandmaterialsoftheheatexchangerassemblyisguaranteedbypartialsheltering，etchingsolutionselectionandpre—platingproces

4、s．Thefunctionrequirementsofsolderabil—ityandhightemperatureoxidationresistanceoneachlocalcoatingofheatexchangeraresatisfied．Therefore，thesubsequentbrazingandhotfiringweresuccessfullyachieved．Theplatingprocessmen-tionedabovehasbeenappliedtoseveralheatex

5、changerswithcomplexstructm'e．Keywords：heatexchanger；solderability；oxidationresistance0引言换热器是新型发动机中的气体增压部件，属于多通道夹套式钎焊结构件，存在钎焊面和介质面交错的复杂结构，涉及材料有QCr0．8，GH202，0Crl8Nil0Ti，s一03等，要求镀层具有钎焊性和高温抗氧化性，能经受试车过程中的高温。在产品研制过程中，通过对换热器结构、材料、镀层性能要求等特殊情况进行充分分析，结合大量工艺试验和试生

6、产，确定了换热器表面处收稿日期：2010—11-03；修回日期：2010—12—06基金项目：国家航天技术支撑项目作者简介：刘兴斌(1974～)，男，高级丁程师，研究领域为表面处理应用第37卷第3期刘兴斌，等：换热器镀层工艺研究43理的工艺方法和各项工艺参数。镀层性能满足要求，并经受了多次热试车考核，质量完全满足工况需要。产品的结构特点和技术要求换热器是新型发动机全系统中的氧化剂贮箱气体增压部件，作用是确保发动机正常工作所需的推进剂供应压力。产品具体型面结构见图1。冈1换热器型面结构图Fig．1Pr

7、ofilestructureofheatexchanger换热器属于多通道钎焊的组焊结构，主要由S一03，OCrl8Nil0Ti，GH202和QCr0．8四类材料构成。在换热器研制过程中，设计要求换热器内、外钎焊面和非钎焊面电镀Nil0～15¨m的技术要求，其中钎焊面上的镀层作为后续与其它组件焊接需要，非钎焊面镀层作为工作时的高温抗氧化性保护镀层使用。2理论分析2．1镀镍原理电镀是将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中，以电流通过镀液，使电镀金属析出并沉积在部件上。一般电镀有镀锌、铜、镍

8、、铬、铜镍合金等。换热器镀镍均选用普通镀镍，即镀暗镍。镍是一种带微黄的银白色金属，密度8．9g／cin3，熔点1452℃。镍镀层具有较高的硬度、良好的抛光性和可钎焊性。镍在空气中和碱液中化学稳定性好，有机酸中稳定性好，硫酸和盐酸中溶解很慢，浓硝酸中处于钝化状态，但在稀硝酸中不稳定。在空气中镍与氧作用，表面迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和一些酸的腐蚀。镍镀层结晶细小，容易抛光。镍的电极电位比铁正，钝化后电势更正，因而铁基上的镀镍层是阴极镀层。镍镀层孔隙率高，只