CN102506602A - 热交换器用铝合金内槽圆管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热交换器用铝合金内槽圆管及其制造方法，其将下述重量百分比组分进行熔炼：铁0.15-0.40％、硅0.05-0.15％、铜0.005-0.05％、锰0.2-0.4％、铬0.005-0.05％、镁0.005-0.05％、锌0-0.10％、钛0.010-0.040％，其余为铝，采用连铸连轧方法并进行退火、矫直、连续挤压和冷却，制得热交换器用铝合金内槽圆管，其重量轻、耐压性、耐腐蚀性和系统安全性较好；本发明方法解决了现有热交换器用铜管的高成本和电解腐蚀问题。

Description

热交换器用铝合金内槽圆管及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种热交换器用铝合金内槽圆管，以及上述热交换器用铝合金内槽圆管的制造方法。

背景技术

“以铝代铜”技术在我国空调行业尚处于开发研制阶段，但是在汽车空调、冰箱等其他领域，技术已经是十分成熟，已经有广泛应用的先例。

对于家用空调，胀管式蒸发器、冷凝器的材料一般为铜管配翅片，因铜价的居高不下及国内资源的匮乏，用铝管替代铜管显得非常必要，国家级突出贡献专家、上海交通大学制冷与低温工程研究所陈芝久教授认为，全铝空调热交换器产品是国内家用空调行业的必由之路，产品采用铝制高效内螺纹管(或铝合金内槽圆管)强化传热技术，提高了铝换热器的效率，与铜管铝翅片换热器相比，重量减轻30％，成本降低25％以上，具有很好的经济和社会效益。

铝合金内槽圆管是全铝空调换热器的关键材料，但目前采用的生产模式，是沿用铜管的加工工艺方式，工艺线路长，加工成本高，不适合批量生产和推广，本发明在筛选了多种合金的基础上，比较了铝合金内槽圆管在重量、耐压、耐腐蚀和挤压工艺性能等方面的特性，采用连续挤压工艺，可形成连续的卷状产品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种重量轻、耐压性、耐腐蚀性和系统安全性较好的热交换器用铝合金内槽圆管。

为解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：一种热交换器用铝合金内槽圆管，其材料的组份和重量配比是：铁0.15-0.40％、硅0.05-0.15％、铜0.005-0.05％、锰0.2-0.4％、铬0.005-0.05％、镁0.005-0.05％、锌0-0.10％、钛0.010-0.040％，其余为铝。

本发明还提供了上述材料的制造方法，该方法解决了现有热交换器用铝合金内槽圆管的强度偏低、扩口率小等不良等问题。

本发明的热交换器用铝合金内槽圆管的制造方法包括以下步骤：

1)将按上述重量配比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出合格的圆铝杆卷材。

2)将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为440-480℃，卷材金属到温保持3-7小时后取出，冷却至常温。目的是降低圆铝杆的强度，满足挤压的要求，提高材料的热塑性，使合金组织和成分更加均匀。

3)将圆铝杆卷材通过矫直装置进行矫直。

4)将矫直的圆铝杆通过连续刷干机构，打磨表面，并采用高压空气对铝杆表面进行吹洗，确保表面光滑、清洁无污。目的是清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，防止在挤压过程中造成产品的夹杂、焊缝焊合不良、开裂、砂眼等缺陷，有利于减少模具的磨损。

5)在Conform连续挤压机上将圆铝杆连续挤压出各种不同规格的铝合金内槽圆管。

为了保证连续挤压过程的稳定，保证铝合金内槽圆管组织性能的均匀性，保证产品质量，在步骤5)的连续挤压过程中，须合理匹配挤压温度和挤压速度，挤压温度控制在420-480℃，挤压速度控制在40-100m/min。

6)将铝合金内槽圆管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将铝合金内槽圆管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用铝合金内槽圆管。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

1)本发明通过对铁、硅、锰、镁、钛等合金元素的优化调整，并结合上述独特的制造方法，确保铝合金内槽圆管具有良好的表面质量和内在质量，具有良好的耐腐蚀性，其最终性能指标可达：抗拉强度R_m≥90MPa，规定非比例延伸强度Rp_0.2≥45Mpa，伸长率≥30％，扩口率≥35％，较好地符合热交换器用铝合金内槽圆管产品的使用要求。

2)本发明采用了圆铝杆通过连续刷干机构，彻底清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，解决了现在常用的酸、碱液清洗带来的环境污染及水资源的浪费，确保了铝合金内槽圆管产品的表面质量和内在质量。

具体实施方式

实施例1

1)将按下述重量百分比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出合格的圆铝杆卷材；

组份	铁	硅	铜	锰	铬	镁	锌	钛	铝
										重量配比	0.15	0.10	0.05	0.20	0.05	0.005	0	0.03	其余

2)为了降低圆铝杆的强度，满足连续挤压的要求，提高材料的热塑性，使合金组织和成分更加均匀。将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为440℃，卷材金属到温保持3小时后取出，冷却至常温；

3)将圆铝杆卷材通过矫直装置进行矫直；

4)为了清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，防止在挤压过程中造成产品的夹杂、焊缝焊合不良、开裂、砂眼等缺陷，有利于减少模具的磨损。将矫直的圆铝杆通过连续刷干机构，打磨表面，并采用高压空气对圆铝杆表面进行吹洗，确保表面清洁无污；

5)在Conform连续挤压机上将剥皮后的圆铝杆连续挤压出各种不同规格的铝合金内槽圆管。为了保证连续挤压过程的稳定，保证铝合金内槽圆管组织性能的均匀性，保证产品质量，在连续挤压过程中，须合理匹配挤压温度和挤压速度，挤压温度控制在460℃，挤压速度控制在80m/min。

6)将铝合金内槽圆管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将铝合金内槽圆管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用铝合金内槽圆管。

实施例2

1)将按下述重量百分比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出合格的圆铝杆卷材；

组份	铁	硅	铜	锰	铬	镁	锌	钛	铝
										重量配比	0.20	0.12	0.005	0.25	0.005	0.05	0.10	0.010	其余

2)为了降低圆铝杆的强度，满足连续挤压的要求，提高材料的热塑性，使合金组织和成分更加均匀。将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为450℃，卷材金属到温保持6小时后取出，冷却至常温；

3)将圆铝杆卷材通过矫直装置进行矫直；

4)为了清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，防止在挤压过程中造成产品的夹杂、焊缝焊合不良、开裂、砂眼等缺陷，有利于减少模具的磨损。将矫直的圆铝杆通过连续刷干机构，打磨表面，并采用高压空气对圆铝杆表面进行吹洗，确保表面清洁无污；

5)在Conform连续挤压机上将剥皮后的圆铝杆连续挤压出各种不同规格的铝合金内槽圆管。为了保证连续挤压过程的稳定，保证铝合金内槽圆管组织性能的均匀性，保证产品质量，在连续挤压过程中，须合理匹配挤压温度和挤压速度，挤压温度控制在420℃，挤压速度控制在60m/min。

6)将铝合金内槽圆管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将铝合金内槽圆管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用铝合金内槽圆管。

实施例3

1)将按下述重量百分比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出合格的圆铝杆卷材；

组份	铁	硅	铜	锰	铬	镁	锌	钛	铝
										重量配比	0.30	0.15	0.02	0.30	0.02	0.03	0.02	0.04	其余

2)为了降低圆铝杆的强度，满足连续挤压的要求，提高材料的热塑性，使合金组织和成分更加均匀。将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为450℃，卷材金属到温保持7小时后取出，冷却至常温；

3)将圆铝杆卷材通过矫直装置进行矫直；

4)为了清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，防止在挤压过程中造成产品的夹杂、焊缝焊合不良、开裂、砂眼等缺陷，有利于减少模具的磨损。将矫直的圆铝杆圆铝杆通过连续刷干机构，打磨表面，并采用高压空气对圆铝杆表面进行吹洗，确保表面清洁无污；

5)在Conform连续挤压机上将剥皮后的圆铝杆连续挤压出各种不同规格的铝合金内槽圆管。为了保证连续挤压过程的稳定，保证铝合金内槽圆管组织性能的均匀性，保证产品质量，在连续挤压过程中，须合理匹配挤压温度和挤压速度，挤压温度控制在480℃，挤压速度控制在100m/min。

6)将铝合金内槽圆管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将铝合金内槽圆管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用铝合金内槽圆管。

实施例4

1)将按下述重量百分比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出合格的圆铝杆卷材；

组份	铁	硅	铜	锰	铬	镁	锌	钛	铝
										重量配比	0.40	0.05	0.03	0.4	0.05	0.02	0.04	0.020	其余

2)为了降低圆铝杆的强度，满足连续挤压的要求，提高材料的热塑性，使合金组织和成分更加均匀。将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为480℃，卷材金属到温保持5小时后取出，冷却至常温；

3)将圆铝杆卷材通过矫直装置进行矫直；

4)为了清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，防止在挤压过程中造成产品的夹杂、焊缝焊合不良、开裂、砂眼等缺陷，有利于减少模具的磨损。将矫直的圆铝杆通过连续刷干机构，打磨表面，并采用高压空气对圆铝杆表面进行吹洗，确保表面清洁无污；

5)在Conform连续挤压机上将剥皮后的圆铝杆连续挤压出各种不同规格的铝合金内槽圆管。为了保证连续挤压过程的稳定，保证铝合金内槽圆管组织性能的均匀性，保证产品质量，在连续挤压过程中，须合理匹配挤压温度和挤压速度，挤压温度控制在440℃，挤压速度控制在40m/min。

6)将铝合金内槽圆管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将铝合金内槽圆管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用铝合金内槽圆管。

上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种热交换器用铝合金内槽圆管，其特征在于材料的组份和重量百分比是：铁0.15-0.40％、硅0.05-0.15％、铜0.005-0.05％、锰0.2-0.4％、铬0.005-0.05％、镁0.005-0.05％、锌0-0.10％、钛0.010-0.040％，其余为铝。

2.根据权利要求1所述的热交换器用铝合金内槽圆管的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将按上述重量配比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出直径为Φ9.5mm或Φ12.5mm的圆铝杆卷材；

2)将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为440-480℃，圆铝杆金属到温保持3-7小时后取出，冷却至常温；

3)将圆铝杆通过矫直装置进行矫直；

4)将矫直的圆铝杆通过连续刷干机构，打磨表面，并采用高压空气对铝杆表面进行吹洗，确保表面光滑、清洁无污；

5)在Conform连续挤压机上将圆铝杆连续挤压出各种不同规格的铝合金内槽圆管；

6)将铝合金内槽圆管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将铝合金内槽圆管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用铝合金内槽圆管。

3.根据权利要求2所述的热交换器用铝合金内槽圆管的制造方法，其特征在于：在所述步骤5)的连续挤压过程中，挤压温度控制在440-480℃，挤压速度控制在40-100m/min。