CN101214610A - 制作铝质汽车散热器中散热管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制作铝质汽车散热器中散热管的方法，属于汽车零部件技术领域，主要特点是将铝质无缝坯管经拉拔减径减厚后再压制成扁平形的无缝散热管，其工艺与现有滚弯－焊接工艺比较，简化了散热管的加工工艺，加工的无缝散热管完全解决了现有散热管焊缝腐蚀泄漏问题，提高了散热管的耐用性，不需要复杂的滚弯－焊接工艺装备，降低了生产成本，本发明实现了散热管无焊缝腐蚀泄漏，有利于提高散热器的质量和延长使用寿命。

Description

制作铝质汽车散热器中散热管的方法

技术领域

本发明涉及一种制作铝质汽车散热器中散热管的方法，属于汽车零部件技术领域。

背景技术

汽车发动机的冷却系统，一般由水泵、散热器、节温器、冷却风扇、风扇电机等部分组成。散热器是水冷式内燃机冷却系统中不可缺少的一个组成部分。散热器的作用是利用冷风来冷却被发动机高温零件加热的发动机冷却液。

散热器的结构主要包括冷却用的散热器芯、上水室和下水室。散热器芯是散热器的核心部分，由散热管、散热片(或散热带)、上下主片等组成。

散热管作为散热器的重要组成部分，是冷却液降温的主要场所，影响散热器的性能。它主要有以下功能：导流；散热；机械支承；疏导气流。

为实现上述功能，散热管应具有以下性能：良好的传热性能；具有足够的强度；良好的化学稳定性和耐腐蚀性能，由于汽车散热器恶劣的工作环境和冷却液的长期腐蚀，散热管容易出现漏液问题；良好的密闭性，防止冷却液泄露；易于加工成型及好的经济性，散热管的横断面是扁平薄壁椭圆环形，加工工艺难度大。

现有散热器的材料为铜质或铝质，铜质散热器主要用于客车、工程机械、重型卡车等；铝质散热器主要用于轿车和各种轻型车。

现有多种基于焊接的散热管的制造方法。这些方法涉及以下工艺过程：金属带材滚弯成形，以形成通道；向滚弯成形的开口管件表面施加助熔剂；焊接，在焊接加热过程中，助熔剂对金属表面进行清洁，以使熔融的焊接材料流入管件接缝，冷却后形成密封的焊缝。影响散热器使用寿命的一个重要因素是散热管内壁的耐蚀性及由此导致的泄露，一旦发生泄漏，散热器即失效。散热器泄漏的修复相当困难，尤其是对于铝散热器更是如此。

发明内容

本发明的目的是提供一种制作铝质汽车散热器中散热管的方法，解决现有散热管通过采用金属带材滚弯成形再焊接的工艺方法所带来的由于焊缝的耐蚀性较基体材料差，易于在焊缝处形成腐蚀泄露的严重不足。实现无焊缝腐蚀泄露，以利提高散热器的质量和延长使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种制作铝质汽车散热器中散热管的方法，其特征是所述的方法为依次将铝质无缝坯管经拉拔机拉拔减径减厚；将拉拔加工后的圆管在压扁机组上压制成扁平形；对扁平管定长切割。

拉拔机拉拔为冷拔加工，拉拔采用固定芯模，或采用浮动芯模。

铝质无缝坯管为铝或铝合金坯管。

所述拉拔减径减厚的外径减缩系数和壁厚减缩系数逐道次递减。

减径减厚的外径减缩系数的取值范围为0.9～1.3；壁厚减缩系数的取值范围为1.0～1.4。

本发明将铝质无缝坯管经拉拔减径减厚后再压制成扁平形的无缝散热管，其工艺与滚弯-焊接工艺比较，简化了散热管的加工工艺，加工的无缝散热管完全解决了现有散热管焊缝腐蚀泄露问题，提高了散热管的耐用性，不需要复杂的滚弯-焊接工艺装备，降低了生产成本，本发明实现了散热管无焊缝腐蚀泄露，有利于提高散热器的质量和延长使用寿命。

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本发明，本发明所述方法为依次将铝质无缝坯管11经拉拔机拉拔减径减厚；将拉拔加工后的圆管在压扁机组上压制呈扁平形；对扁平管定长切割。用拉拔机对铝质无缝圆管坯进行减径减厚拉拔加工，可以采用固定芯头拉拔或浮动芯头拉拔。坯管长度范围为2000～3000mm。根据具体减径量和减厚量以及管的材质进行圆管拉拔的配模设计。配模设计包括拉拔道次及凹模和芯模设计。配模设计的关键是确定外径减缩系数和壁厚减缩系数。外径减缩系数是拉拔中圆管外径每道次拉拔前、后的比值；壁厚减缩系数是拉拔中圆管壁厚每道次拉拔前、后的比值。

以D和S分别表示外径和壁厚；下标O表示拉拔前，下标H表示拉拔后；K_D表示外径减缩系数；K_S表示壁厚减缩系数，则

$K_D=\frac{D_O}{D_H}---\left(1\right)$

$K_S=\frac{S_O}{S_H}---\left(2\right)$

以K_D∑表示总外径减缩系数；K_S∑表示总壁厚减缩系数，N表示从坯管到成管的拉拔道次数，则

式中，D_坯、S_坯和D_管、S_管分别为管坯和拉拔成品管的外径和壁厚。

外径减缩系数和壁厚减缩系数逐道次递减。

平均外径减缩系数

和平均壁厚减径系数

分别为

${\stackrel{\‾}{K}}_D=\sqrt[n]{K_{\mathrm{D\Σ}}}---\left(5\right)$

${\stackrel{\‾}{K}}_S=\sqrt[n]{K_{\mathrm{S\Σ}}}---\left(6\right)$

拉拔道次数N由式(5)或式(6)确定，取较大者。对于铝管，平均外径减缩系数的取值范围为0.9～1.3；平均壁厚减缩系数

的取值范围为1.0～1.4。

拉拔过程中，应在凹模和芯模上涂覆适当的润滑剂，以减小摩擦及其对拉拔工艺的不利影响。

具体工艺，首先进行汽车散热器铝质无缝管拉拔配模设计。按式(3)和式(4)计算总外径减缩系数K_D∑和总壁厚减缩系数K_S∑，并由式(5)或式(6)确定拉拔道次数N；按外径减缩系数和壁厚减缩系数逐道次递减的原则，分配各拉拔道次的外径减缩系数K_D1、K_D2、ggg、K_DN和壁厚减缩系数K_S1、K_S2、ggg、K_SN，首、末拉拔道次的外径减缩系数和壁厚减缩系数分别可以取平均外径减缩系数和平均壁厚减缩系数的上下限；按式(1)和式(2)计算各拉拔道次前后的管坯外径和壁厚及内径，以及凹模和芯模的工作部分径向初始尺寸。取凹模和芯模的半锥角为8～14°，凹模定径带宽度为2～6mm，芯模定径带宽度为6～15mm。由此，确定凹模和芯模的工作部分初始尺寸

其次，采用塑性有限元方法对各拉拔道次进行计算机模拟，根据模拟结果，对各拉拔道次的外径减缩系数和壁厚减缩系数及凹模和芯模的工作部分尺寸进行调整，直至模拟结果显示拉拔工艺正常。由此，确定凹模和芯模的工作部分尺寸。

然后，依据凹模和芯模的工作部分尺寸，设计、制作凹模和芯模，其工作部分的表面粗糙度应小于0.2μm。拉拔加工在拉拔机上进行，拉拔速度为500～1000m/s。拉拔前，对凹模和芯模涂覆润滑剂。

将拉拔到规定尺寸的圆管在压扁机组上进行压扁到规定高度。最后，将压扁后的长铝管定长切割，截成规定长度的汽车散热器无缝管。

Claims (8)

1.一种制作铝质汽车散热器中散热管的方法，其特征是依次将铝质无缝坯管经拉拔机拉拔减径减厚；将拉拔加工后的圆管在压扁机组上压制成扁平形；对扁平管定长切割。

2.根据权利要求1所述的制作铝质汽车散热器中散热管的方法，其特征是拉拔机拉拔为冷拔加工，拉拔速度为500～1000m/s。

3.根据权利要求1或2所述的制作铝质汽车散热器中散热管的方法，其特征是拉拔采用固定芯模，或采用浮动芯模。

4.根据权利要求1所述的制作铝质汽车散热器中散热管的方法，其特征是铝质无缝坯管为铝或铝合金坯管。

5.根据权利要求1所述的制作铝质汽车散热器中散热管的方法，其特征是所述拉拔减径减厚的外径减缩系数和壁厚减缩系数逐道次递减。

6.根据权利要求1或5所述的制作铝质汽车散热器中散热管的方法，其特征是拉拔减径减厚的外径减缩系数的取值范围为0.9～1.3；壁厚减缩系数的取值范围为1.0～1.4。

7.根据权利要求1或5所述的制作铝质汽车散热器中散热管的方法，其特征是首、末拉拔道次的外径减缩系数和壁厚减缩系数分别可以取平均外径减缩系数和平均壁厚减缩系数的上下限。

8.根据权利要求1所述的制作铝质汽车散热器中散热管的方法，其特征是拉拔机中凹模和芯模的半锥角为8～14°，凹模定径带宽度为2～6mm，芯模定径带宽度为6～15mm，凹模和芯模工作部分的表面粗糙度应小于0.2μm。