CN101367096A - 超低温制冷用“d”形断面铜管生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，该工艺的步骤为：中间管坯拉伸；过渡模拉伸；成形模拉伸；成品退火；管内吹扫。采用上述技术方案，充分利用铜材具有较强的塑性的特点，通过塑性成型，能方便地实现连续生产，提高了生产效率，降低生产成本，产品质量稳定提高，满足超低温冷冻设备对蒸发器铜管的要求。

Description

超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺

技术领域

本发明属于金属材料加工的技术领域，涉及超低温冷冻设备所用的金属管材的制造技术，更具体地说，本发明涉及一种超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺。

背景技术

目前，超低温冷冻技术快速发展，推动了对相关的产品开发。

现在，低温深冷冰柜要求制冷效果达到零下150℃左右。这相对于普通制冷冰柜制冷效果在零下20℃左右而言，对制冷剂和和蒸发器的性能要求就高得多。就蒸发器来说，所采用的材料要具有很好的传热性能，与内胆有很大的接触面积，有很好的焊接性能等。

为了增大蒸发器的管路与内胆的接触面积，现在普遍采用“D”形断面金属管制成的蒸发器。所谓“D”断面，即铜管的断面一部分为直线，一部分为曲线。其中，“D”字形的直边与制冷器的内胆壁接触，在其横截成上，由点接触变成线接触。

现在市场上普通的冰柜蒸发器系采用“D”形断面的铝管制成，其生产工艺是传统的热挤压成形，因此，本身带有不可避免的缺陷，如：内、外表面粗糙，光洁度差；尺寸精度差；传热效果低于铜管等，不能满足超低温冷冻技术的要求。

目前，还有一些制冷设备是采用“D”形断面的铜管，其生产工艺是由圆铜管在冲床上经冲压加工，使接触面变扁。这种生产方法的质量差、生产效率低。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，其目的是提高铜管拉制质量和生产效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的这种超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，该工艺是将圆形断面的铜管拉制成“D”形断面铜管，该工艺的步骤为：

1)、中间管坯拉伸：圆形铜管经过多道拉伸，管径减小，管壁减薄；

2)、过渡模拉伸：铜管的断面的形状经过过渡模拉成近似“D”形，即其断面由两段曲线构成：一段为超过半圆的圆弧；另一端为曲率半径比所述的圆弧更大的曲线，形成向直边过渡的曲边，两个曲线相交处光滑过渡；

3)、成形模拉伸：经成形模的拉伸，管的断面形状成为“D”形，即管的断面形状一段为超过半圆的圆弧，另一段为直边；直边与圆弧的相交处光滑过渡；

4)、成品退火；

5)、管内吹扫。

所述的生产工艺采用盘拉机拉伸。

所述的成品退火工艺参数为：退火加热温度440℃±15℃；保温时间为120min±8min。

在所述的过渡模拉伸时，所述的近似“D”形上的向直边过渡的曲边所在的管壁面，朝向盘拉机的盘拉卷筒。

在所述的成形模拉伸时，由过渡模拉伸形成的近似“D”形的向直边过渡的曲边正对成形模的“D”形的直边，且该面朝向盘拉机的盘拉卷筒。

在所述的工艺应用于D11.5×7.0×0.15的异形铜管时，管材在加工过程中的基本尺寸变化以毫米计为：

所述的中间管坯拉伸经过四道拉伸，其每道拉伸时管外径尺寸×管壁厚度尺寸的变化为：Φ25×1.35→Φ21×1.05→Φ17×0.90→Φ14.3×0.70；

所述的过渡模拉伸后管的断面尺寸，其最大外径×管壁厚度尺寸为：13.6×10.5；

所述的成形模拉伸后管的断面尺寸，其最大外径×最小外径×管壁厚度尺寸为：11.5×7.0×0.15；

以上尺寸，其直径方向的尺寸允许在基本尺寸的±1.5％范围内变化；管壁厚度尺寸允许在基本尺寸的±3％范围内变化。

所述的中间管坯拉伸中的最后一道拉伸，其管壁厚度的尺寸为0.70～0.72。

本发明采用上述技术方案，充分利用铜材具有较强的塑性的特点，通过塑性成型，能方便地实现连续生产，提高了生产效率，降低生产成本，产品质量稳定提高，满足超低温冷冻设备对蒸发器铜管的要求。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容作简要说明：

图1为本发明中的过渡模拉制后的管断面的示意图；

图2为本发明中的成形模拉制后的管断面的示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1、图2所表达的本发明的工艺简图，本发明为一种超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，该工艺是将圆形断面的铜管拉制成“D”形断面铜管，其拉制成形后的断面形状如图2所示，一边为直边，一边为圆弧。直边所在的铜管壁面与制冷设备的内胆成面接触，传热效果明显比纯圆铜管要好，所以采用这种断面的铜管，广泛用于超低温制冷设备。

为了克服在本说明书的背景技术部分所述及的目前公知技术所存在的缺陷及其问题，实现提高铜管拉制质量和生产效率的发明目的，本发明提出了如下的技术方案：

本发明所提供的这种超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，该工艺的步骤为：

1)、中间管坯拉伸：圆形铜管经过多道拉伸，管径减小，管壁减薄；

2)、过渡模拉伸：铜管的断面的形状经过过渡模拉成近似“D”形，即其断面由两段曲线构成：一段为超过半圆的圆弧；另一端为曲率半径比所述的圆弧更大的曲线，形成向直边过渡的曲边，两个曲线相交处光滑过渡；

3)、成形模拉伸：经成形模的拉伸，管的断面形状成为“D”形，即管的断面形状一段为超过半圆的圆弧，另一段为直边；直边与圆弧的相交处光滑过渡；

4)、成品退火；

5)、管内吹扫，保证铜管的内壁质量。

铜管经过冷加工拉制成形，其后面的两道拉制工艺，即过渡模拉制和成形模拉制，采用这两道空拉的方式，获得了理想的铜管断面形状，即“D”字形的断面形状，充分利用了铜材的良好的塑性进行成型加工，由于采用了较为完善的工艺技术措施，使得生产成本降低，产品质量提高，方便实现连续生产，提高了生产效率。

由于“D”形铜管制成蒸发器是在线制作，且每只长度达20多米，考虑到退火设备，所以，以上所述的铜管生产工艺采用盘拉机拉伸，实现连续拉伸，提高生产效率。

为此，过渡模拉制所采用的过渡模的模孔形状，与图1所示的形状相一致；成形模拉制所采用的成形模的模孔形状，与图2所示的形状相一致。

本发明在上述技术方案中所述的成品退火工艺参数为：退火加热温度440℃±15℃；保温时间为120min±8min。经工艺验证，采用这种退火工艺参数，保证了在蒸发器的后续加工中的工艺性能和加工质量。

在生产过程中需要注意：

1、在所述的过渡模拉伸时，所述的近似“D”形上的向直边过渡的曲边所在的管壁面，朝向盘拉机的盘拉卷筒。这样，就不会造成成品被压坏和变形。如图1所示，即该图中朝下的一段曲率半径较大的曲线，铜管所在的面朝向盘拉机的盘拉卷筒。

2、同样，在所述的成形模拉伸时，由过渡模拉伸形成的近似“D”形的向直边过渡的曲边正对成形模的“D”形的直边，且该面朝向盘拉机的盘拉卷筒。否则就会引起成品表面凹陷。如图2所示，即该图中朝下的直边，铜管所在的面朝向盘拉机的盘拉卷筒，因为该面曲率较小，抗变形能力较弱，而若要将其背向盘拉机的盘拉卷筒，则变形较大，使其产生凹陷。

下面是本发明提供的具体生产中的工艺参数：

根据“D”形铜管的技术要求，在所述的工艺应用于牌号为TP₂，状态为M规格为D11.5×7.0×0.15mm的异形铜管时，管材在加工过程中的基本尺寸变化为：(其尺寸单位均为mm)

所述的中间管坯拉伸经过四道拉伸，其每道拉伸时管外径尺寸×管壁厚度尺寸的变化为：Φ25×1.35→Φ21×1.05→Φ17×0.90→Φ14.3×0.70；

所述的过渡模拉伸后管的断面尺寸，其最大外径×管壁厚度尺寸为：13.6×10.5；

所述的成形模拉伸后管的断面尺寸，其最大外径×最小外径×管壁厚度尺寸为：11.5×7.0×0.15；

以上尺寸，其直径方向的尺寸允许在基本尺寸的±1.5％范围内变化；管壁厚度尺寸允许在基本尺寸的±3％范围内变化。

所述的中间管坯拉伸中的最后一道拉伸，其管壁厚度的尺寸为0.70～0.72。该尺寸范围保证了不会引起成品的凹陷。

经过本发明提供的超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺所制造的产品，满足了特殊要求的超低温制冷设备的要求，具体实测数据如下：

1、尺寸偏差：保持在±0.02mm，远低于铝管的±0.10mm；

2、含尘量：远低于铝管。“D”形铝管的含尘量为0.35mg/m，“D”形铜管含尘量为0.10mg/m。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，该工艺是将圆形断面的铜管拉制成“D”形断面铜管，其特征在于：该工艺的步骤为：

1)、中间管坯拉伸：圆形铜管经过多道拉伸，管径减小，管壁减薄；

2)、过渡模拉伸：铜管的断面的形状经过过渡模拉成近似“D”形，即其断面由两段曲线构成：一段为超过半圆的圆弧；另一端为曲率半径比所述的圆弧更大的曲线，形成向直边过渡的曲边，两个曲线相交处光滑过渡；

3)、成形模拉伸：经成形模的拉伸，管的断面形状成为“D”形，即管的断面形状一段为超过半圆的圆弧，另一段为直边；直边与圆弧的相交处光滑过渡；

4)、成品退火；

5)、管内吹扫。

2.按照权利要求1所述的超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，其特征在于：所述的生产工艺采用盘拉机拉伸。

3.按照权利要求1或2所述的超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，其特征在于：所述的成品退火工艺参数为：退火加热温度440℃±15℃；保温时间为120min±8min。

4.按照权利要求2所述的超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，其特征在于：在所述的过渡模拉伸时，所述的近似“D”形上的向直边过渡的曲边所在的管壁面，朝向盘拉机的盘拉卷筒。

5.按照权利要求1或2或4所述的超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，其特征在于：在所述的成形模拉伸时，由过渡模拉伸形成的近似“D”形的向直边过渡的曲边正对成形模的“D”形的直边，且该面朝向盘拉机的盘拉卷筒。

6.按照权利要求5所述的超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，其特征在于：在所述的工艺应用于D11.5×7.0×0.15的异形铜管时，管材在加工过程中的基本尺寸变化，以毫米计算为：

所述的中间管坯拉伸经过四道拉伸，其每道拉伸时管外径尺寸×管壁厚度尺寸的变化为：Φ25×1.35→Φ21×1.05→Φ17×0.90→Φ14.3×0.70；

所述的过渡模拉伸后管的断面尺寸，其最大外径×管壁厚度尺寸为：13.6×10.5；

所述的成形模拉伸后管的断面尺寸，其最大外径×最小外径×管壁厚度尺寸为：11.5×7.0×0.15；

以上尺寸，其直径方向的尺寸允许在基本尺寸的±1.5％范围内变化；管壁厚度尺寸允许在基本尺寸的±3％范围内变化。

7.按照权利要求1或2或4或6所述的超低温制冷用“D”形断面铜管生产工艺，其特征在于：所述的中间管坯拉伸中的最后一道拉伸，其管壁厚度的尺寸为0.70～0.72。

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