CN104947012B - 一种新型温控器毛细管材料的增韧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型温控器毛细管材料的增韧方法。该材料为铝合金，其方法为：首先作材料试样的退火处理，退火温度T从T1=200 oC开始，50oC作为一个增量DT往上加，即200 oC、250oC、…、450oC；保温时间t从t1=1.0小时开始，0.5小时作为一个增量Dt往上加，即1.0小时、1.5小时、…、4.0小时。之后测量试样的力学指标延伸率d，以较高延伸率那一组的退火温度T*和保温时间t*作为最佳的增韧方案。本发明的优点是：增韧后，铝合金性能能够取代紫铜，用于温控器毛细管中，降低原材料成本，提高企业经济效益。

Description

一种新型温控器毛细管材料的增韧方法

技术领域

本发明涉及铝合金的增韧技术，具体涉及一种新型温控器毛细管材料的增韧方法。

背景技术

原来的温控器毛细管材料是紫铜，因紫铜韧性好，塑性变形大，适合于温控器的使用。但铜的价格很高，国际市场上的行情变化很大。为了节约成本，增加企业效益，增加产品在市场中的占有率，又不影响产品质量，希望用铝合金取代原来的紫铜材料。但铝合金在初步使用中发现，工人稍有不慎，容易出现疲劳断裂现象，使产品报废。为此需要通过对材料热处理的方式增加铝合金的韧性。铝合金便宜，比重是紫铜的三分之一，目前铝合金单价是铜的三分之一左右，两者相差九分之一。如果铝合金能取代紫铜的话，可大大降低原材料成本，提高企业经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型温控器毛细管材料的增韧方法，增韧后的铝合金能够取代紫铜，用于温控器毛细管中，降低原材料成本，提高企业经济效益。

本发明采用的技术方案为：一种新型温控器毛细管材料的增韧方法，该材料为铝合金，其特征在于该材料增韧步骤如下：

(1)对材料进行退火处理，设定材料初始退火的温度为T₁＝200℃，不断增加温度增量ΔT＝50℃，形成一个温度自变量T＝200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃；

(2)设定材料在初始退火温度T_o时的保温时间为t₁＝1.0小时，不断增加保温时间增量Δt＝0.5小时，形成一个保温时间自变量t＝1.0小时、1.5小时、2.0小时、2.5小时、3.0小时、3.5小时、4.0小时；

(3)以退火温度T和保温时间t为自变量，材料韧度指标延伸率δ为因变量，用42组实验数据，描绘出δ＝δ(T,t)的三维曲面图；

(4)有几种不同的材料，就可以作几个不同的δ＝δ(T,t)的三维曲面图，通过数学求导方法，即及求δ的极大值，以δ极大值相对应的自变量(T*,t*)为最优结果；

(5)如果无法通过(4)的步骤求到极值，则以三维曲面图中δ最大值相对应的自变量(T*,t*)为最优结果；

(6)要求该材料的力学韧度指标延伸率δ在30％～40％之间，与铜接近；

(7)最终提供的三个关键要素是：(a)材料的名称及牌号；(b)退火最佳温度T*；(c)退火最佳保温时间t*。

本发明的优点是：一种能取代紫铜的材料，它比铜的价格便宜，比重比铜低，材料的延伸率接近铜，安装时不易折断，热传感效应等重要技术指标可以达到温控器的要求；达到或接近铜的水准。由于铝合金的成本仅为紫铜的1/9～1/3，故能大大降低企业的原材料成本，显著提高企业的经济效益。

具体实施方式

实施例1

(1)选定圆棒铝合金的外径为2.2mm，内径为0.7mm，每根长度为200mm，每组选3根。将7组共21根试样放入小型退火炉中；选定初始退火温度T₁＝200℃，初始保温时间为t₁＝1小时，也就是将退火炉中温度加热到200℃，并保温1小时，之后迅速开炉将第1组共3根试样取出，并迅速闭合炉子。第1组试样放入空气中自然常温冷却。冷却后放入试样袋中，作好第1组试样的标记T₁＝200℃，t₁＝1小时。

(2)此时的退火炉中温度仍然是200℃，继续保温0.5小时，同样的方法取出第2组共3根试样，作好第2组试样的标记T₁＝200℃，t₂＝1.5小时。

(3)用以上同样的方法每隔0.5小时取出一组共3根试样，作好相应的标记，直到取完第7组试样为止。第7组试样的标记为T₁＝200℃，t₇＝4.0小时。

(4)类似于(1)～(3)的过程，分别将退火温度T设为250℃、300℃、350℃、400℃、450℃，保温时间t设为1.0小时、1.5小时、2.0小时、2.5小时、3.0小时、3.5小时、4.0小时，重复以上步骤，作好相应的退火温度和保温时间的标记。

(5)总共有6×7＝42组，每组3根，共有3×42＝126根试样。为保证基准不重合产生偏差，所有实验应在同一退火炉上完成。

(6)对于每一组的3根试样，取其工作段的长度为100mm，到电子万能试验机上做拉伸实验。为了夹紧试样，需要在空心试样的两头塞入直径合适的细小钢丝。

(7)在试验机上，选择好合适的加载速率，一直把试样拉断为止，测量拉断后工作段的长度。延伸率δ的定义为δ＝Δl/l₀×100％＝(l₁-l₀)/l₀×100％，其中l₁为拉断后工作段的拼接长度；l₀为工作段的原长100mm。分别测出某一组3根试样的延伸率δ，取其平均值作为该组试样的延伸率δ。

(8)以热处理温度T和保温时间t为自变量，材料韧度指标延伸率δ为因变量，用42组实验的数据点，描绘出δ＝δ(T,t)的三维曲面图。

(9)有几种不同的材料，就可以描绘出几个不同的δ＝δ(T,t)的三维曲面图。通过数学求导方法，即及求δ的极大值，以δ极大值相对应的自变量(T*,t*)为最优结果；

(10)如果无法通过(9)的步骤求到极值，则以三维曲面图中δ最大值相对应的自变量(T*,t*)为最优结果；

(11)要求材料的力学韧度指标延伸率δ在30％～40％之间，与铜接近；最终提供的三个关键要素是：(a)材料的名称及牌号；(b)最佳退火温度T*；(c)最佳退火保温时间t*。

Claims (1)

1.一种新型温控器毛细管材料的增韧方法，该材料为铝合金，其特征在于该材料增韧步骤如下：

(1)对原材料进行退火处理，设定材料初始退火温度为T₁＝200℃，温度增量ΔT＝50℃，形成一个温度自变量T＝200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃；

(2)设定材料初始保温时间为t₁＝1.0小时，保温时间增量Δt＝0.5小时，形成一个保温时间自变量t＝1.0小时、1.5小时、2.0小时、2.5小时、3.0小时、3.5小时、4.0小时；

(3)以退火温度T和保温时间t为自变量，材料韧度指标延伸率δ为因变量，用42组实验数据，描绘出δ＝δ(T,t)的三维曲面图；

(4)有几种不同的材料，就可以作几个不同的δ＝δ(T,t)的三维曲面图，通过数学求导方法，即及求δ的极大值，以δ极大值相对应的自变量(T*,t*)为最优结果；

(5)如果无法通过(4)的步骤求到极值，则以三维曲面图中δ最大值相对应的自变量(T*,t*)为最优结果；

(6)要求该材料的力学韧度指标延伸率δ在30％～40％之间，与铜接近；

(7)最终提供的三个关键要素是：(a)材料的名称及牌号；(b)退火最佳温度T*；(c)退火最佳保温时间t*。