CN104759502A - 一种带螺旋内筋铝或铝合金管的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及传热制冷领域，具体为一种带螺旋内筋结构的铝或铝合金管的加工方法。以铝或铝合金管坯为原料，采用三辊行星轧机配合表面具有螺旋沟槽的芯棒，加工出带螺旋内筋的铝及铝合金轧管。本发明方法可以一次加工出带螺旋内筋的铝及铝合金管，传热效率高，且内筋规格调整灵活，解决目前行业存在的以下三方面不足：(1)铝及铝合金光面轧管的传热效率低；(2)大直径铝及铝合金管无强化传热内表面；(3)铝及铝合金管贯通式内筋规格需配合整套挤压模具才能调整。

Description

一种带螺旋内筋铝或铝合金管的加工方法
技术领域
本发明涉及传热制冷领域，具体为一种带螺旋内筋结构的铝或铝合金管的加工方法。
背景技术
随着经济发展和国民生活水平的普遍提高，对于空调、冰箱等制冷设备的需求越来越大，其主要传热制冷构件——蒸发器传热性能的提高也成为研究的热点。一系列的新型传热元件，如：内螺纹管、外翅片管以及D型管，通过增大换热面积获得比普通光面管更加优越的散热条件，实现快速制冷。
目前，利用传热效率高、加工性能良好的铜及铜合金加工这类换热管的技术比较成熟，尤其是以铸轧法为代表的高效短流程加工技术是国际上普遍采用的主流技术。由于我国缺铜富铝的现状，有关单位启动了以铝代铜的产业发展模式，在铜资源的重点消耗行业开展技术攻关。
专利200910136633.4(公开号CN101569893A)提出一种铝或铝合金无缝管的制造方法，使用行星轧机的轧辊高速旋压轧制用管坯的外表面，轧制用管坯内孔中由圆形芯棒支撑，轧制出光面轧管。专利201420250166.4(公开号CN203837551U)提出一种降低制造成本，提高换热效率，提高使用寿命的新型空调用换热器及其换热管，管体的内表面布满内螺纹，通过内螺纹芯头配合滚珠旋压加工而成。黄克坚等研究了带翼内凸筋D形铝管连续挤压生产工艺[黄克坚、杨斌、包忠诩等，带翼内凸筋D形铝管连续挤压生产工艺研究，金属成形工艺，2003，21(3)：8-10，13]，可利用连续挤压法生产带贯通式内凸筋的D形铝管。
由于目前对铝及铝合金传热管的传热效率要求越来越高，光面轧管没有充分发挥内表面积的换热潜力，内螺纹管受制于滚珠旋压制造工艺而无法满足大直径的需要，挤压法加工的贯通式内筋规格受限。
发明内容
针对铝及铝合金传热管的不足，本发明的目的在于提供一种具有高效传热性能的带螺旋内筋铝或铝合金管的加工方法，可以一次加工出带螺旋内筋的铝及铝合金管，传热效率高，且内筋规格调整灵活。
本发明的技术方案是：
一种带螺旋内筋铝或铝合金管的加工方法，以铝或铝合金管坯为原料，采用三辊行星轧机配合表面具有螺旋沟槽的芯棒，加工出带螺旋内筋的铝及铝合金轧管。
所述的带螺旋内筋铝或铝合金管的加工方法，三辊行星轧机的轧辊行星排布于旋转加工管坯的外表面，铝或铝合金管坯套设于具有螺旋沟槽的芯棒上的圆杆部分；推动管坯沿着芯棒的圆杆部分运动至芯棒的螺旋沟槽部分，通过轧辊旋压使得管坯减径减壁，并不断地填充芯棒表面螺旋形沟槽，然后沿着芯棒的螺旋线方向挤出形成螺旋内筋；最终加工出带螺旋内筋的铝及铝合金管。
所述的带螺旋内筋铝或铝合金管的加工方法，芯棒深入轧辊作用区内的部分具有螺旋沟槽机构。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明带螺旋内筋铝及铝合金管的加工方法，其工艺包括：备料(铝及铝合金铸造管坯)——三辊行星轧制——盘卷。利用轧辊配合螺纹沟槽芯棒对管坯的外表面进行减径减壁，同时在内表面成形螺旋内筋。从而，可以一次加工出带螺旋内筋的铝及铝合金管，传热效率高，且内筋规格范围大、调整灵活。
2、本发明解决目前行业存在的以下三方面不足：(1)铝及铝合金光面轧管的传热效率低；(2)大直径铝及铝合金管无强化传热内表面；(3)铝及铝合金管贯通式内筋规格需配合整套挤压模具才能调整。
附图说明
图1为本发明的带螺旋内筋铝及铝合金管加工示意图。
图2-图5分别为用于加工不同宽度内筋对应的芯棒。其中，图2为加工宽筋的芯棒主视图；图3为加工宽筋的芯棒剖视图；图4为加工窄筋的芯棒主视图；图5为加工窄筋的芯棒剖视图。
图6为带螺旋内筋的铝及铝合金管示意图。
图中，1轧辊；2芯棒；3管坯；4螺旋内筋；5圆杆部分；6螺旋沟槽部分。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明用于加工带螺旋内筋铝或铝合金管的装置，具体结构如下：
采用具有螺旋沟槽的芯棒2，该芯棒2为圆杆部分5和螺旋沟槽部分6一体结构；铝或铝合金管坯3套设于具有螺旋沟槽的芯棒2上的圆杆部分5，铝或铝合金管坯3沿着芯棒2的圆杆部分5移至芯棒的螺旋沟槽部分6，三辊行星轧机的轧辊1行星排布于旋转加工铝或铝合金管坯3的外表面，芯棒2的螺旋沟槽部分6与三辊行星轧机的轧辊1为相对应、于铝或铝合金管坯3内外配合的旋压轧制结构，芯棒2深入轧辊作用区内的部分具有螺旋沟槽结构。
如图1-图6所示，本发明带螺旋内筋铝或铝合金管的加工方法，具体过程如下：
以铝或铝合金管坯3为原料，采用三辊行星轧机配合表面具有螺旋沟槽的芯棒2，控制轧制温度、速度，加工出带螺旋内筋4的铝及铝合金轧管。三辊行星轧机的轧辊1行星排布于旋转加工管坯3的外表面，铝或铝合金管坯套设于具有螺旋沟槽的芯棒2上的圆杆部分5；推动管坯3沿着芯棒2的圆杆部分5运动至芯棒2的螺旋沟槽部分6，通过轧辊1旋压使得管坯3减径减壁，并不断地填充芯棒2表面的螺旋形沟槽，然后沿着芯棒2的螺旋线方向挤出形成螺旋内筋4；最终加工出带螺旋内筋的铝及铝合金管(图6)。该方法可以一次加工出带螺旋内筋的铝及铝合金管，传热效率高，且内筋规格调整灵活。
实施例1
如图2-图3所示，本实施例中采用可以加工宽筋的芯棒，材料为3003铝合金管坯，管坯直径50mm、管坯内径20mm。经三辊行星轧机轧制后获得外径32mm的管材，内筋宽度10mm，筋高5mm，螺距10mm，产品成形良好。
实施例2
如图4-图5所示，本实施例中采用可以加工窄筋的芯棒，材料为6061铝合金管坯，管坯直径36mm、管坯内径12mm。经三辊行星轧机轧制后获得外径20mm的管材，内筋宽度5mm，筋高3mm，螺距25mm，产品成形良好。

Claims (3)

1.一种带螺旋内筋铝或铝合金管的加工方法，其特征在于，以铝或铝合金管坯为原料，采用三辊行星轧机配合表面具有螺旋沟槽的芯棒，加工出带螺旋内筋的铝及铝合金轧管。
2.按照权利要求1所述的带螺旋内筋铝或铝合金管的加工方法，其特征在于，三辊行星轧机的轧辊行星排布于旋转加工管坯的外表面，铝或铝合金管坯套设于具有螺旋沟槽的芯棒上的圆杆部分；推动管坯沿着芯棒的圆杆部分运动至芯棒的螺旋沟槽部分，通过轧辊旋压使得管坯减径减壁，并不断地填充芯棒表面的螺旋形沟槽，然后沿着芯棒的螺旋线方向挤出形成螺旋内筋；最终加工出带螺旋内筋的铝及铝合金管。
3.按照权利要求2所述的带螺旋内筋铝或铝合金管的加工方法，其特征在于，芯棒深入轧辊作用区内的部分具有螺旋沟槽机构。
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