CN101209524A - 一种铜或铜合金管的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铜或铜合金盘管的制造方法，该方法包括以下步骤：将硬态铜或铜合金管进行在线退火得到软态、轻软态或半硬态铜或铜合金管，然后利用缠绕设备制成软态、轻软态或半硬态铜或铜合金盘管。本发明提供的方法可以制备性能均匀的铜或铜合金管，避免了将硬态铜或铜合金盘管整体退火得到软态、轻软态或半硬态的铜或铜合金盘管时由于盘管的内层管和外层管受热不均而导致的铜或铜合金管性能不均匀的问题，从而减少了空调厂家对铜或铜合金管进行后续加工时容易产生的铜或铜合金管裂、扁、收缩率不均匀等问题。

Description

一种铜或铜合金管的制造方法

技术领域

本发明涉及一种铜或铜合金管的制造方法，具体涉及一种铜或铜合金盘管的制造方法。

背景技术

在空调和制冷行业中，铜或铜合金管作为高效传热材料应用广泛，随着空调和制冷行业的迅速发展，直条状铜或铜合金管已经远远不能满足空调制造和维修厂家对连续铜或铜合金管的需要，因此现在铜或铜合金管一般被制成铜或铜合金盘管，铜或铜合金盘管一般分为水平缠绕盘管、蚊香盘管。水平缠绕盘管指铜或铜合金管经过专用的水平缠绕设备，沿缠绕卷筒的轴向从里到外诸层均匀无间隙密布缠绕，形成一定高度(该高度为缠绕卷筒的宽度)、一定外径的层状制品，称轴线卷盘管或水平缠绕盘管；蚊香盘管指铜或铜合金管制品经过蚊香盘成型设备，沿直径方向从里到外或从外到里诸层缠绕，形成单层或多层扁平状制品，该制品形状象蚊香盘，故称为蚊香盘管。

参见图1，此图为现有技术制造铜或铜合金盘管的工艺流程图，在现有技术下，铜或铜合金管经过圆盘拉伸制成硬态(Y)铜或铜合金管后，根据不同的用途利用缠绕设备制成各种盘管，然后为了得到不同的加工性能的铜管，根据空调厂家需要将盘管进行不同程度的退火得到软态(M)、轻软态(M₂)或半硬态(Y)铜盘管，在空调的制备过程中，空调厂家对软态、轻软态或半硬态铜盘管采用弯管、涨管、扩口或焊接等方式连接起来组成空调内部的换热管道。

现有技术存在的主要问题是，在对硬态铜或铜合金盘管进行退火的过程中，由于退火炉对硬态铜或铜合金盘管进行整体加热，铜或铜合金盘管的外层管和内层管升温速率和保温时间会存在差异。例如铜或铜合金盘管中与热源距离较近的部分比离热源远的部分的升温速率要快，保温时间要长，从而铜或铜合金盘管不同部分的热处理状态不同，性能也不同，因此现有技术制得的是性能不均匀的铜或铜合金盘管。由于这种不均匀性，空调厂家在对铜管进行弯管、胀管、扩口等后续加工时，铜管易出现裂、扁、收缩率不均匀等问题，不但造成铜管的浪费，还会降低生产效率。

感应加热作为一种工业加热方法具有加热速度快、效率高、控温方便等优点，在铜或铜合金盘管的制造过程中，感应加热主要用于在线退火。中国专利CN1172018C公开了一种铜管材在线热处理去应力退火的方法，该方法使用感应加热设备对铜管材在圆盘拉伸前进行去应力退火，有效地减小了铜管在扎制或挤压时产生的内应力，但是该发明并没有解决硬态铜盘管在退火成软态、轻软态或半硬态铜盘管时容易导致的性能不均匀的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供一种铜或铜合金盘管的制造方法，用于解决硬态铜或铜合金盘管在退火成软态、轻软态或半硬态铜盘管时容易导致的性能不均匀的问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种铜或铜合金盘管的制造方法，包括以下步骤：

a)将硬态铜或铜合金进行在线退火；

b)将上述在线退火后的铜或铜合金管制成铜或铜合金盘管。

优选的，所述的在线退火后的铜或铜合金管为软态、轻软态或半硬态铜或铜合金管。

优选的，在步骤a)之前还包括拉伸前道工序的铜或铜合金管得到硬态铜或铜合金管。

优选的，所述前道工序包括将铜或铜合金铸坯轧制或挤压成铜或铜合金管。

优选的，所述的拉伸前道工序的铜或铜合金管得到硬态铜或铜合金管后还包括将硬态铜或铜合金管进行内壁清洗的步骤。

优选的，所述的铜或铜合金盘管为铜或铜合金水平缠绕盘管。

优选的，所述的铜或铜合金盘管为铜或铜合金蚊香盘管。

优选的，所述硬态铜管为硬态紫铜管，所述铜盘管为紫铜盘管。

优选的，所述在线退火使用感应加热线圈进行加热。

优选的，所述硬态紫铜管的在线退火的速度为1m/min～600m/min，感应加热的功率为1kW～1000kW，感应频率为6000Hz或8000Hz。

优选的，将硬态紫铜管进行在线退火得到半硬态铜管，所述感应加热的功率为300kW～600kW，感应频率为8000Hz，所述半硬态铜管的抗拉强度不小于245MPa，延伸率不小于10％。

优选的，将硬态紫铜管进行在线退火得到轻软态铜管，所述感应加热的功率为400kW～700kW，感应频率为8000Hz，所述轻软态铜管的抗拉强度为220MPa～270MPa，延伸率大于43％，屈服强度为45MPa～100MPa，晶粒度为0.010mm～0.030mm。

优选的，将硬态紫铜管进行在线退火得到软态紫铜管，所述感应加热的功率为500kW～950kW，感应频率为8000Hz，所述软态紫铜管的抗拉强度不小于210MPa，延伸率大于45％，屈服强度为45MPa～100MPa，晶粒度为0.015mm～0.040mm。

本发明将硬态铜或铜合金管利用在线退火得到软态、轻软态或半硬态的铜或铜合金管，然后再将软态、轻软态或半硬态的铜或铜合金管缠绕成铜或铜合金盘管。根据本发明提供的方法，铜或铜合金管在退火时每一段都经过相同的升温、保温及冷却工艺，在线退火对每一段铜或铜合金管的热处理效果都是相同的，因此整根铜或铜合金管经过在线退火后可以得到性能均匀的软态、轻软态或半硬态的铜或铜合金管。本发明提供的方法可以避免现有技术采用的将硬态铜或铜合金盘管退火得到软态、轻软态或半硬态的铜或铜合金盘管时由于盘管的内层管和外层管受热不均而导致的铜或铜合金管性能不均匀的问题，从而减少了空调厂家对铜或铜合金管进行后续加工时容易产生的铜或铜合金管裂、扁、收缩率不均匀等问题。

附图说明

图1是现有技术制造铜或铜合金盘管的工艺流程图；

图2是本发明中第一实施例制造铜盘管的工艺流程图；

图3是本发明中第二实施例制造铜盘管的工艺流程图；

图4是本发明中第三实施例制造铜盘管的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供铜或铜合金盘管的制造方法，该方法能够制造性能均匀的铜或铜合金盘管，以下以制造铜盘管为例，具体说明本发明所述铜或铜合金盘管的制造方法。

参见图2，此图为本发明第一实施例制造铜盘管的工艺流程图，包括以下步骤：

1)将Φ9.52×0.80mm硬态铜管在感应加热功率为850kW、感应频率为8000Hz、退火速度为300m/min的条件下进行在线退火，得到Φ9.52×0.80mm的软态铜管；

2)将步骤1)得到的软态铜管制成铜水平缠绕盘管。

性能测试软态铜管的抗拉强度为245MPa，延伸率为52％，屈服强度为86MPa，晶粒度为0.015mm～0.020mm。

为达到本发明的目的，得到硬态铜或铜合金管的实施方式可以有很多种，可以将铜轧管利用拉伸装置拉伸成硬态铜或铜合金管，所述拉伸装置可以为圆盘拉伸机、多线长链拉伸机或其他本领域技术人员熟知的设备。按照本发明，所述铜轧管可以采用挤压穿孔轧制法、水平连铸三辊行星轧机斜轧法、预热铸坯三辊行星轧机斜轧法、四棍行星轧机轧制法及其他本领域技术人员熟悉的轧制方法得到铜或铜合金轧管。

按照本发明，将硬态铜或铜合金管退火前还包括对硬态铜或铜合金管进行内壁清洗的步骤，所述内壁清洗的目的是去除铜或铜合金管内壁残油，内壁清洗采用本领域技术人员熟知的方法来进行。

按照本发明，对硬态铜或铜合金管进行在线退火时，铜或铜合金管连续快速通过感应加热线圈，在感应加热的作用下，铜或铜合金管迅速完成升温和保温的过程，通过感应线圈后，可以通过对铜或铜合金喷洒冷却液的方式对其进行冷却，也可以进行风冷，但不限于此。为了防止铜或铜合金的氧化，感应加热需要在保护气体的气氛下进行，所述的保护气体可以为氮气、氩气或其他惰性气体。铜或铜管在感应线圈内的保温时间通过调整铜或铜合金管通过感应线圈的速度来控制，铜或铜合金管通过感应线圈的速度称为铜或铜合金管的退火速度，退火速度会对铜或铜合金性能产生重要影响，退火速度太慢，保温时间长，铜或铜合金晶粒过于粗大，降低性能；退火速度太快，保温时间短，达不到保温的效果。在对铜管进行在线退火时，退火速度可以为1m/min～600m/min，优选的，退火速度可以为250m/min～550m/min，更优选的，退火速度可以为400m/min～500m/min。

通过选择感应加热的功率和频率可对铜或铜合金管在不同温度下退火，从而得到软态、轻软态、半硬态等不同状态的铜或铜合金管。在对铜管进行在线退火时，获得软态铜管的感应加热功率可以为500kW～950kW，感应加热频率可以为8000Hz；获得轻软态铜管的感应加热功率可以为400kW～700kW，感应加热频率可以为8000Hz；获得半硬态铜管的感应加热功率可以为300kW～600kW，感应加热频率可以为8000Hz。

为达到本发明的目的，所述铜或铜合金管可以为紫铜管、白铜管、黄铜管，但不限于此。

参见图3，此图为本发明第二实施例制造铜盘管的工艺流程图，包括以下步骤：

1)将Φ83×21mm的铜管铸坯采用三辊行星轧机轧制，得到Φ48×2.3mm的铜轧管；

2)将铜轧管采用圆盘拉伸得到Φ9.52×0.8mm的硬态铜管，

3)对硬态铜管进行内壁清洗；

4)将清洗后的硬态铜管在感应加热功率为700kW、感应频率为8000Hz、退火速度为350m/min的条件下进行在线退火，得到Φ9.52×0.80mm的轻软态铜管；

5)将步骤4)得到的轻软态铜管制成铜蚊香盘管。

性能测试轻软态铜管的抗拉强度为255MPa，延伸率为45％，屈服强度为95MPa，晶粒度为0.010mm～0.015mm。

参见图4，此图为本发明第三实施例制造铜盘管的工艺流程图，包括以下步骤：

1)将Φ83×21的铜管铸坯采用三辊行星轧机轧制，得到Φ48×2.3mm的铜轧管；

2)将铜轧管采用圆盘拉伸得到Φ9.52×0.8mm的硬态铜管，

3)对硬态铜管进行内壁清洗；

4)将清洗后的硬态铜管在感应加热功率为600kW、感应频率为8000Hz、退火速度为350m/min的条件下进行在线退火，得到Φ9.52×0.8mm的半硬态铜管；

5)将步骤4)得到的半硬态铜管制成铜蚊香盘管。

性能测试半硬态铜管的抗拉强度为288MPa，延伸率为16％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种铜或铜合金盘管的制造方法，包括以下步骤：

a)将硬态铜或铜合金管进行在线退火；

b)将上述在线退火后的铜或铜合金管制成铜或铜合金盘管。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的在线退火后的铜或铜合金管为软态、轻软态或半硬态铜或铜合金管。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于步骤a)之前还包括拉伸前道工序的铜或铜合金管得到硬态铜或铜合金管。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于所述前道工序包括将铜或铜合金铸坯轧制或挤压成铜或铜合金管。

5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于还包括将拉伸得到的硬态铜或铜合金管进行内壁清洗的步骤。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的铜或铜合金盘管为铜或铜合金水平缠绕盘管。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的铜或铜合金盘管为铜或铜合金蚊香盘管。

8.按照权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于所述硬态铜管为硬态紫铜管，所述铜盘管为紫铜盘管。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于所述在线退火使用感应加热线圈进行加热。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于所述硬态紫铜管的在线退火的速度为1m/min～600m/min，感应加热的功率为1kW～1000kW，感应频率为6000Hz或8000Hz。

11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于将硬态紫铜管进行在线退火得到半硬态铜管，所述感应加热的功率为300kW～600kW，感应频率为8000Hz，所述半硬态铜管的抗拉强度不小于245MPa，延伸率不小于10％。

12.按照权利要求9所述的方法，其特征在于将硬态紫铜管进行在线退火得到轻软态铜管，所述感应加热的功率为400kW～700kW，感应频率为8000Hz，所述轻软态铜管的抗拉强度为220MPa～270MPa，延伸率大于43％，屈服强度为45MPa～100MPa，晶粒度为0.010mm～0.030mm。

13.按照权利要求9所述的方法，其特征在于将硬态紫铜管进行在线退火得到软态紫铜管，所述感应加热的功率为500kW～950kW，感应频率为8000Hz，所述软态紫铜管的抗拉强度不小于210MPa，延伸率大于45％，屈服强度为45MPa～100MPa，晶粒度为0.015mm～0.040mm。

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