CN103878201A - 一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法 - Google Patents

一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103878201A
CN103878201A CN201410105955.3A CN201410105955A CN103878201A CN 103878201 A CN103878201 A CN 103878201A CN 201410105955 A CN201410105955 A CN 201410105955A CN 103878201 A CN103878201 A CN 103878201A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
preparation
shrinkage rate
bimetal
intermediate annealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410105955.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103878201B (zh
Inventor
刘新华
谢建新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201410105955.3A priority Critical patent/CN103878201B/zh
Publication of CN103878201A publication Critical patent/CN103878201A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103878201B publication Critical patent/CN103878201B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法，属于双金属毛细管材制备技术领域。采用热旋的方法制备尺寸为Φ（7.0～15.0）mm×（0.5～2.0）mm的冶金结合铜/铝复合管，经内外表面酸洗后，直接进行多道次的拉拔加工，结合中间退火，获得尺寸为Φ（0.5～6.1）mm×（0.1～0.8）mm的铜/铝双金属毛细管；其中，所述多道次拉拔采用直拉或盘拉，包括游动芯头拉拔或/和空拉拔；拉拔道次断面减缩率在10%～40%之间；拉拔累积断面减缩率达到70%时，需进行一次中间退火；所述中间退火工艺为退火温度300℃～400℃，退火时间10～30min。本发明工艺和设备简单、模具寿命高、生产成本低。采用游动芯头拉拔和空拉拔相结合的方法，配以必要的中间退火，得到的复合毛细管尺寸精度高、表面质量好。

Description

一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法
技术领域：
本发明涉及双金属毛细管材制备技术领域，提供了一种可用于界面达到冶金结合状态的高性能铜/铝双金属毛细管的生产方法。
技术背景：
铜和铜合金毛细管是规格范围为Φ（0.5～6.1）mm×（0.1～0.8）mm（外径×壁厚，下同）的一类直径较小、壁厚较薄的管材，是中央空调、现代家用电器、仪器、仪表中广泛应用的重要原材料。其特点是加工难度大，附加值高。随着我国装备制造业、家电产业的迅速发展，铜和铜合金毛细管的市场需求越来越大。然而，近年来由于国际铜价高位运行，使铜管在空调成本中的比例提高到约25%，显著影响企业盈利能力和竞争力，迫切需要理想的替代材料。铝是另一种具有良好导热性能的材料，热导率约为铜的60%，加工性能良好，而且铝资源丰富，价格低廉。采用纯铝毛细管替代纯铜毛细管用作热交换管材的工作受到重视。然而问题是，如果空调中完全采用纯铝冷凝管替代纯铜管，空调的能效比指标达不到国家标准规定要求，要达到国标要求必须加大冷凝器和蒸发器的尺寸，导致生产成本上升。铜/铝双金属毛细管是一种典型的层状复合材料，是通过在铜管的内表面或外表面覆盖一层铝制成。相对于单一铜管和铝管，铜铝复合管结合了铜优良的导热性和铝较好的导热性能和低廉的价格，可以在保证热交换性能达到空调等产品国家标准的前提下，显著降低材料成本，这对于降低企业生产成本，提高企业竞争力具有重要意义。
目前双金属复合管的制备方法主要有：拉拔复合、液压胀形复合和爆炸焊接等方法。拉拔法[见：俞家正，金属复合管及制作方法和管接结构，中国发明专利，CN1186921A，1998-07-08]和液压胀形法[见：王学生，李培宁，液压胀合有缝不锈钢管衬里复合管的制造技术，压力容器，2001，18（4）：50-52]等冷加工复合法通常都是由基层材料或基、覆层材料产生少量的塑性变形来获得过盈配合而实现复合的，制备出的复合管界面结合强度低，双层金属变形协调性差，难以制成毛细管。爆炸焊接法是依靠炸药爆炸产生的较大压力，使两种金属在界面处实现固相焊接而复合在一起的方法，其特点是复合管界面结合强度高，但操作危险性高，生产效率低、内外层厚度不均匀，制成毛细管后难以保证内外层金属的厚度要求。
发明内容：
为解决上述工艺存在的问题，本发明的目的是提供一种采用热旋（高温旋转锻造，简称“热旋”）结合拉拔成形制备铜/铝双金属毛细管的方法。该方法是利用旋锻过程中产生的三向压应力变形，实现大道次变形量，同时在高温作用下实现复合管的冶金结合；之后采用游动芯头拉拔或/和空拉拔加工，并结合中间退火，得到高性能铜/铝双金属毛细管。本发明所述铜/铝双金属包括以铜作为复合管的内层和外层的情况，而所述铜包括纯铜和铜合金，铝包括纯铝和变形铝合金。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：采用热旋的方法制备尺寸为Φ（7.0～15.0）mm×（0.5～2.0）mm的冶金结合铜/铝复合管，经内外表面酸洗后，直接进行多道次的拉拔加工，结合中间退火，获得尺寸为Φ（0.5～6.1）mm×（0.1～0.8）mm的铜/铝双金属毛细管。其中，所述多道次拉拔可以采用直拉或盘拉，包括游动芯头拉拔或/和空拉拔；拉拔道次断面减缩率在10%～40%之间；拉拔累积断面减缩率达到70%左右时，需进行一次中间退火；所述中间退火工艺为退火温度300℃～400℃，退火时间10～30min；拉拔过程中施加润滑，润滑油可采用矿物油或植物油；拉拔速度为1～20mm/min。
本发明的具体步骤如下：
步骤1：热旋制备小直径冶金结合铜/铝复合管，工艺为：将铜管套入铝管内，插入涂上石墨乳的芯棒后在200℃～500℃下进行一道次断面减缩率50%以上的热旋，制得尺寸为Φ（7.0～15.0）mm×（0.5～2.0）mm的冶金结合铜/铝复合管；
步骤2：表面清洗后，经多道次的游动芯头拉拔，使复合管尺寸达到外径Φ6.1mm、壁厚0.825mm以下；其中，拉拔道次断面减缩率在10%～40%之间，拉拔累积断面减缩率达到70%左右时，需进行一次中间退火；
步骤3：当管材外径小于Φ2.0mm时，采用多道次空拉拔，拉拔道次断面减缩率在10%～40%之间，拉拔累积断面减缩率达到70%左右时，需进行一次中间退火再继续拉拔，最终获得尺寸为Φ（0.5～2.0）mm×（0.1～0.5）mm的铜/铝双金属毛细管。
本发明具有如下优点：
1、本发明采用热旋制备小尺寸铜/铝复合管，然后直接拉拔加工，工艺和设备简单、模具寿命高、生产成本低。
2、本发明采用热旋制备的铜/铝复合管界面为冶金结合，且无脆性金属间化合物，有利于拉拔加工过程中双层金属的协调变形，得到界面结合强度高的铜/铝双金属毛细管。
3、本发明采用游动芯头拉拔和空拉拔相结合的方法，配以必要的中间退火，更有利于铜层和铝层的变形加工，得到的复合毛细管尺寸精度高、表面质量好。
附图说明：
下面结合附图对本发明的工艺作进一步的说明：
图1：一种热旋拉拔制备铜/铝双金属毛细管方法的工艺流程图。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：尺寸为Φ3.0mm×0.5mm的铜/铝双金属毛细管的加工方法。
将尺寸为Φ12.7mm×0.55mm的纯铜管套入尺寸为Φ17.0mm×2.0mm的纯铝管内，插入涂上石墨乳的芯棒后在400℃下进行一道次断面减缩率为54.6%的热旋，制得尺寸为Φ14.1mm×1.3mm的冶金结合铜/铝复合管。表面清洗后，经5道次的游动芯头拉拔得到Φ7.2mm×0.7mm的复合管，进行350℃30min的退火处理后，继续游动芯头拉拔5道次得到Φ3.0mm×0.5mm的铜/铝双金属毛细管。拉拔道次断面减缩率在10%～40%之间，采用矿物油进行润滑。
实施例2：尺寸为Φ2.0mm×0.4mm的铜/铝双金属毛细管的加工方法。
将尺寸为Φ12.0mm×0.5mm的T2纯铜管套入尺寸为Φ15.0mm×1.4mm的3003铝合金管内，插入涂上石墨乳的芯棒后在450℃下进行一道次断面减缩率59.7%的热旋，制得尺寸为Φ11.0mm×1.0mm的冶金结合铜/铝复合管。表面清洗后，经5道次的游动芯头拉拔得到Φ5.5mm×0.5mm的复合管，进行350℃30min的退火处理退火后再经5道次游动芯头拉拔成Φ2mm×0.4mm的铜/铝双金属毛细管。拉拔道次断面减缩率在10%～40%之间，采用矿物油进行润滑。
实施例3：尺寸为Φ0.5mm×0.1mm的铜/铝双金属毛细管的加工方法。
将尺寸为Φ8.0mm×0.4mm的T2纯铜管套入尺寸为Φ10.0mm×0.9mm的3003铝合金管内，插入涂上石墨乳的芯棒后在450℃下进行一道次断面减缩率65.8%的热旋，制得尺寸为Φ7.0mm×0.6mm的冶金结合铜/铝复合管。表面清洗后，经4道次的游动芯头拉拔得到Φ4.0mm×0.3mm的复合管；进行350℃30min的退火处理后，经5道次的游动芯头拉拔得到Φ2.0mm×0.15mm的复合管；进行350℃30min的退火处理后，再经7道次空拉拔成Φ0.5mm×0.1mm的铜/铝双金属毛细管（期间需进行一次350℃30min的中间退火）。拉拔道次断面减缩率在10%～40%之间，采用矿物油进行润滑。

Claims (4)

1.一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法，其特征在于采用热旋的方法制备尺寸为Φ（7.0～15.0）mm×（0.5～2.0）mm的冶金结合铜/铝复合管，经内外表面酸洗后，直接进行多道次的拉拔加工，结合中间退火，获得尺寸为Φ（0.5～6.1）mm×（0.1～0.8）mm的铜/铝双金属毛细管；其中，所述多道次拉拔采用直拉或盘拉，包括游动芯头拉拔或/和空拉拔；拉拔道次断面减缩率在10%～40%之间；拉拔累积断面减缩率达到70%时，需进行一次中间退火；所述中间退火工艺为退火温度300℃～400℃，退火时间10～30min。
2.根据权利要求1所述一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：
步骤1：热旋制备小直径冶金结合铜/铝复合管，工艺为：将铜管套入铝管内，插入涂上石墨乳的芯棒后在200℃～500℃下进行一道次断面减缩率50%以上的热旋，制得尺寸为Φ（7.0～15.0）mm×（0.5～2.0）mm的冶金结合铜/铝复合管；
步骤2：表面清洗后，经多道次的游动芯头拉拔，使复合管尺寸达到外径Φ6.1mm、壁厚0.825mm以下；其中，拉拔道次断面减缩率在10%～40%之间，拉拔累积断面减缩率达到70%时，需进行一次中间退火；
步骤3：当管材外径小于Φ2.0mm时，采用多道次空拉拔，拉拔道次断面减缩率在10%～40%之间，拉拔累积断面减缩率达到70%时，需进行一次中间退火再继续拉拔，最终获得尺寸为Φ（0.5～2.0）mm×（0.1～0.5）mm的铜/铝双金属毛细管。
3.根据权利要求1或2所述一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法，其特征在于拉拔过程中施加润滑，润滑油采用矿物油或植物油；拉拔速度为1～20mm/min。
4.根据权利要求1或2所述一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法，其特征在于所述铜/铝双金属包括以铜作为复合管的内层和外层的情况，而所述铜包括纯铜和铜合金，铝包括纯铝和变形铝合金。
CN201410105955.3A 2014-03-20 2014-03-20 一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法 Active CN103878201B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410105955.3A CN103878201B (zh) 2014-03-20 2014-03-20 一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410105955.3A CN103878201B (zh) 2014-03-20 2014-03-20 一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103878201A true CN103878201A (zh) 2014-06-25
CN103878201B CN103878201B (zh) 2016-06-08

Family

ID=50947514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410105955.3A Active CN103878201B (zh) 2014-03-20 2014-03-20 一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103878201B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109622651A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 广东省材料与加工研究所 一种高导热铝合金型材及其制备方法和应用
CN112916634A (zh) * 2021-01-21 2021-06-08 浙江康盛科工贸有限公司 一种制冷用合金铝毛细管制造工艺
CN113649427A (zh) * 2021-08-25 2021-11-16 西南铝业（集团）有限责任公司 一种6061铝合金薄壁管成型工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265793A (en) * 1989-02-07 1993-11-30 Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha Small thick-walled composite metal tubing and process of producing the same
JP2000271635A (ja) * 1999-03-26 2000-10-03 Honda Motor Co Ltd アルミニウム基複合材の管の製造方法
CN1843646A (zh) * 2006-04-24 2006-10-11 江苏兴荣高新科技股份有限公司 一种铜铝复合管材的制造方法及该方法制造的铜铝复合管材
CN2864454Y (zh) * 2005-12-29 2007-01-31 高新(中国)有限公司 一种空调与冰箱用配管
CN102284549A (zh) * 2011-08-31 2011-12-21 江苏兴荣高新科技股份有限公司 具有冶金结合的铝包铜管的制造方法
CN102506236A (zh) * 2011-10-21 2012-06-20 唐勇 一种双金属机械复合耐磨钢管及其生产方法
CN103170516A (zh) * 2013-03-05 2013-06-26 广州有色金属研究院 一种镁或镁合金毛细管的短流程制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265793A (en) * 1989-02-07 1993-11-30 Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha Small thick-walled composite metal tubing and process of producing the same
JP2000271635A (ja) * 1999-03-26 2000-10-03 Honda Motor Co Ltd アルミニウム基複合材の管の製造方法
CN2864454Y (zh) * 2005-12-29 2007-01-31 高新(中国)有限公司 一种空调与冰箱用配管
CN1843646A (zh) * 2006-04-24 2006-10-11 江苏兴荣高新科技股份有限公司 一种铜铝复合管材的制造方法及该方法制造的铜铝复合管材
CN102284549A (zh) * 2011-08-31 2011-12-21 江苏兴荣高新科技股份有限公司 具有冶金结合的铝包铜管的制造方法
CN102506236A (zh) * 2011-10-21 2012-06-20 唐勇 一种双金属机械复合耐磨钢管及其生产方法
CN103170516A (zh) * 2013-03-05 2013-06-26 广州有色金属研究院 一种镁或镁合金毛细管的短流程制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109622651A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 广东省材料与加工研究所 一种高导热铝合金型材及其制备方法和应用
CN112916634A (zh) * 2021-01-21 2021-06-08 浙江康盛科工贸有限公司 一种制冷用合金铝毛细管制造工艺
CN112916634B (zh) * 2021-01-21 2022-07-22 浙江康盛科工贸有限公司 一种制冷用合金铝毛细管制造工艺
CN113649427A (zh) * 2021-08-25 2021-11-16 西南铝业（集团）有限责任公司 一种6061铝合金薄壁管成型工艺
CN113649427B (zh) * 2021-08-25 2023-03-07 西南铝业（集团）有限责任公司 一种6061铝合金薄壁管成型工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN103878201B (zh) 2016-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103934303B (zh) 一种高性能铜/铝复合管的制备方法
CN103878203A (zh) 一种双金属复合管的制备方法
CN101380648B (zh) 铜铝复合管成形的方法
CN101698206B (zh) 一种钛铜复合丝的制造工艺
CN104785556B (zh) 一种复合润滑的金属线材高温拉拔方法
CN102154599B (zh) 一种白铜合金管材短流程高效生产方法
CN101645333B (zh) 一种生产铜包铝排的轧制法
CN101645334B (zh) 一种生产铜包铝排的挤压轧制复合法
CN103668028B (zh) 一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法
CN102294456A (zh) 一种离心坯斜轧双金属复合无缝钢管的制造方法
CN103861888A (zh) 一种高性能铜/钛复合管的制备方法
CN103878201A (zh) 一种高性能铜/铝双金属毛细管的制备方法
CN109801756B (zh) 一种铜铝复合线材制备方法
CN104043677A (zh) 一种碳素钢管/不锈钢管复合管的制备方法
CN103861887B (zh) 一种高性能铜/钛双金属毛细管的制备方法
CN103878204B (zh) 一种铜/钛双金属毛细管的制备方法
CN104438428A (zh) 一种小规格ta16钛合金厚壁管材的制备方法
CN103878202B (zh) 一种铜/铝双金属毛细管的制备方法
CN104475615A (zh) 一种双金属复合翅片管的制备方法
CN104525615A (zh) 一种金属层压复合管的制备方法
CN102489535A (zh) 一种白铜毛细管的高效制备加工方法
CN102107233B (zh) 一种钢铜复合焊管的制造方法
CN202126200U (zh) 一种传热管
CN101699121A (zh) 一种钛基复合过渡接头的制造方法
CN106881367A (zh) 一种Ti-Ni基记忆合金热挤压润滑方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant