CN107008764A - 汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，采用添加细化剂，制成φ9.5mm的圆铝杆卷材，经矫直，表面清洁，将表面清洁的圆铝杆在连续挤压机上通过模具连续挤压出各种不同规格的微通道铝扁管，经喷锌，冷却水槽进行冷却，然后通过涡流探伤，喷码标识后卷取绕盘。该方法一方面工艺挤压比低，因此生产同规格产品时，能耗更低，连续挤压机和模具使用寿命更高，可以明显降低生产成本，提高了生产效率。另一方面降低了微通道铝扁管的泄漏率，并且可以解决在生产中出现的缺陷，尤其是可以减少微通道铝扁管表面形成的铝屑，因该缺陷而产生的报废率可以达到低于3%。
Description
技术领域
本发明涉及一种微通道铝扁管挤压工艺，尤其是汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺。
背景技术
目前汽车空调和家用空调机械胀管式热交换器(俗称管片式)大部分仍然采用铜管铝箔片制成。随着世界各国相继实施新的更高能效法规和对全球环境保护、资源节约问题的日益关注，汽车空调和家用空调的热交换器逐步采用微通道铝扁管制成，微通道铝扁管顺应了空调行业高效、节能、环保的变革趋势，将取代现有铜管铝箔片，广泛应用于家用或商用空调系统中，同等传热效率的情况下，微通道铝扁管具有重量减轻，价格低，制冷剂少，省空间，压阻小，耐腐蚀，噪声轻，易清洗，能回收等优势。
微通道铝扁管挤压工艺主要有两种：
一种是间断挤压工艺，间断挤压工艺是将坯料装人挤压筒内，在挤压轴压力的作用下，使坯料通过定型模孔流出成为所要求形状的制品。
另一种是连续挤压工艺，连续挤压工艺的特点是连续不断供给坯料。靠挤压轮旋转带动坯料的摩擦力而产生的压力咬入。在挤压轮与其侧面配置的叫做挤压靴的装置之间形成一个封闭的变形区，由于坯料前进受到挡块的阻挡，在挤压轮沟槽中的一个或两个沟槽内的坯料被迫向模孔流动，由摩擦力作用产生的势能使金属的温度升高达到塑性流动状态，并在模孔附近产生巨大的挤压力，迫使金属从模孔中流出实现挤压的过程，挤压轮的不间断旋转使坯料不断的喂入，挤压过程可以连续进行。连续挤压工艺具有坯料可调，能耗低，产品规格多，精度高，等优势。实践中生产1000系列铝合金的连续挤压工艺制成的微通道铝扁管的泄漏率达到10～30%，并且在生产中会有大量的气泡、铝屑等缺陷。
通过专利检索，存在以下已知的现有技术方案：
申请号为200910044413.9的专利申请公开了一种换热器用压力铝合金盘管的生产方法，该方法采用铝合金的原料重量百分比组成为：Si0.5％，Fe0.5％，Cu0.05％，Mn0.9％-1.5％，Zn0.1％，Al余量，并控制其它杂质不超过0.5％，按每吨熔体加入5公斤Al-5Ti-5Y-B中间合金的量添加微合金化添加剂，然后在720℃-740℃下静置28min-32min，浇注，得挤压坯锭，坯锭经挤压机挤压，得到杆坯，杆坯通过表面碱清洗，conform连续挤压制得3003A铝合金盘管。
申请号为201010522737.1的专利申请公开了一种热交换器用平行流管及其制造方法，该方法采用铝合金的原料重量百分比组成为：铁0.24-0.35％、硅0.05-0.12％、铜0.005-0.05％、锰1.1-1.4％、铬0.02-0.08％、镁0.10-0.20％、锌0-0.10％、钛0.010-0.035％，其余为铝的Φ9.5mm或Φ12.5mm的圆铝杆卷材，经均质化退火，矫直，铝杆周向车皮，控制挤压温度在420-480℃，挤压速度在40-100m/min，通过Conform连续挤压机挤压，制得热交换器用平行流管。该方法主要通过对铁、硅、锰、镁、钛等合金元素的优化调整和周向车皮来保证产品质量。
申请号为201110456069.1的专利申请公开了一种热交换器用平流多孔管及其制造方法，该方法采用铝合金的原料重量百分比组成为：铁0.10－0.18％、硅0.05－0.12％、铜0.40－0.60％、锰0－0.03％、铬0－0.03％、镁0－0.03％、锌0-0.03％、钛0-0.03％、稀土金属0.05－0.10％，其余为铝生产出圆铝杆，通过矫直，碱洗，酸洗，水洗，吹干，控制挤压温度在450-490℃，挤压速度在50-90m/min，通过Conform连续挤压机挤压，制得热交换器用平流多孔管。该方法主要通过对铁、硅、铜、锰、稀土金属等合金元素的优化调整和碱、酸清洗工艺来保证产品质量。
申请号为201310653741.5的专利申请公开了一种微通道平行流铝管的制作工艺，该工艺通过清洗铝棒，预热铝棒料温度，去氧化层，预热挤压模具，控制挤压比为200～700进行连续挤压，喷锌，制得微通道平行流铝管。该方法主要通过控制工艺铝管挤压比（200-700），来控制产品质量，减少缺陷。
通过以上的检索发现，以上技术方案不能影响本发明的新颖性,并且以上专利文件的相互组合不能破坏本发明的创造性。
发明内容
针对实践中生产1000系列铝合金的连续挤压工艺制成的微通道铝扁管的泄漏率达到10～30%，并且在生产中会有大量的气泡、铝屑等缺陷的缺点，本发明需要解决的技术问题是提供汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺。
本发明采用的技术方案是：
汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，包括以下步骤：
1）原料配制：每吨1000系列铝合金添加2.3%-2.8%的细化剂，制成φ9.5mm的圆铝杆卷材；
2）矫直：圆铝杆卷材存入放线架后，通过矫直机进行矫直，弯曲度控制在小于等于2mm/m；
3）表面清洁：将矫直的圆铝杆先通过超声波对圆铝杆表面进行清洗，清洗时控制清洗温度为60—70℃，清洗时间为2—5秒，然后通过60—70℃热水漂洗2—3秒除去圆铝杆表面残留的清洗液，最后采用风吹干圆铝杆表面的水迹，确保表面清洁无污；
4）连续挤压：将表面清洁的圆铝杆在连续挤压机上通过模具连续挤压出各种不同规格的微通道铝扁管，在连续挤压过程中，工艺挤压比控制在1.0～7.5，挤压温度控制在370—420℃，挤压轮转速控制在6.5—12r/min，挤压压力控制在45—55Mpa，挤压轮与挤压靴之间的间隙量控制在0.8—1.2mm；
5）将微通道铝扁管进行喷锌处理，喷锌厚度控制在6—10g/m2；
6）将微通道铝扁管通过冷却水槽进行冷却，经水冷槽冷却到25—40℃，然后通过涡流探伤，喷码标识后卷取绕盘。
作为一种优选：所述1000系列铝合金的牌号为1070或1060或1100。
作为一种优选：所述模具的上模的分流桥宽度控制为10.0mm，下模的工作带的长度控制为1.15—1.30mm。经过模具结构的改进，减少了金属变形过程中的流动阻力，可以进一步降低挤压温度，减少微通道铝扁管表面形成的铝屑。
作为一种优选：所述挤压轮槽底圆弧半径R控制为3.5—5.0mm，进料块导流槽的深度控制为10mm。优化挤压轮槽底圆弧半径R和进料块导流槽的深度可以进一步降低挤压温度，减少微通道铝扁管表面形成的铝屑。
作为一种优选：所述细化剂为铝钛硼丝。
作为一种优选：所述连续挤压机型号为F300。
本发明的优点是：
1.工艺挤压比低，因此生产同规格产品时，能耗更低，连续挤压机和模具使用寿命更高，可以明显降低生产成本，提高了生产效率。
2.降低微通道铝扁管的泄漏率，并且可以解决在生产中出现的缺陷，尤其是可以减少微通道铝扁管表面形成的铝屑，因该缺陷而产生的报废率可以达到低于3%。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，包括以下步骤：
1）原料配制：每吨牌号为1070的铝合金添加2.5%的细化剂，制成φ9.5mm的圆铝杆卷材；
2）矫直：圆铝杆卷材存入放线架后，通过矫直机进行矫直，弯曲度控制在小于等于2mm/m；
3）表面清洁：将矫直的圆铝杆先通过超声波对圆铝杆表面进行清洗，清洗时控制清洗温度为65℃，清洗时间为3秒，然后通过65℃热水漂洗3秒除去圆铝杆表面残留的清洗液，最后采用风吹干圆铝杆表面的水迹，确保表面清洁无污；
4）连续挤压：将表面清洁的圆铝杆在连续挤压机上通过模具连续挤压出各种不同规格的微通道铝扁管，在连续挤压过程中，工艺挤压比控制在1.0，挤压温度控制在400℃，挤压轮转速控制在10r/min，挤压压力控制在50Mpa，挤压轮与挤压靴之间的间隙量控制在1.0mm；
5）将微通道铝扁管进行喷锌处理，喷锌厚度控制在8g/m2；
6）将微通道铝扁管通过冷却水槽进行冷却，经水冷槽冷却到35℃，然后通过涡流探伤，喷码标识后卷取绕盘。
连续挤压机出口的微通道铝扁管合格率为95.3%，因微通道铝扁管表面形成的铝屑而产生的报废率为2.4%。
实施例2
汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，包括以下步骤：
1）原料配制：每吨牌号为1060的铝合金添加2.3%的细化剂，制成φ9.5mm的圆铝杆卷材；
2）矫直：圆铝杆卷材存入放线架后，通过矫直机进行矫直，弯曲度控制在1.8mm/m；
3）表面清洁：将矫直的圆铝杆先通过超声波对圆铝杆表面进行清洗，清洗时控制清洗温度为60℃，清洗时间为2秒，然后通过60℃热水漂洗2秒除去圆铝杆表面残留的清洗液，最后采用风吹干圆铝杆表面的水迹，确保表面清洁无污；
4）连续挤压：将表面清洁的圆铝杆在连续挤压机上通过模具连续挤压出各种不同规格的微通道铝扁管，在连续挤压过程中，工艺挤压比控制在1.5，挤压温度控制在370℃，挤压轮转速控制在6.5r/min，挤压压力控制在45Mpa，挤压轮与挤压靴之间的间隙量控制在0.8mm；
5）将微通道铝扁管进行喷锌处理，喷锌厚度控制在6g/m2；
6）将微通道铝扁管通过冷却水槽进行冷却，经水冷槽冷却到25℃，然后通过涡流探伤，喷码标识后卷取绕盘。
连续挤压机出口的微通道铝扁管合格率为95.2%，因微通道铝扁管表面形成的铝屑而产生的报废率为2.6%。
实施例3
汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，包括以下步骤：
1）原料配制：每吨牌号为1100的铝合金添加2.8%的细化剂，制成φ9.5mm的圆铝杆卷材；
2）矫直：圆铝杆卷材存入放线架后，通过矫直机进行矫直，弯曲度控制在小于等于2mm/m；
3）表面清洁：将矫直的圆铝杆先通过超声波对圆铝杆表面进行清洗，清洗时控制清洗温度为70℃，清洗时间为5秒，然后通过70℃热水漂洗3秒除去圆铝杆表面残留的清洗液，最后采用风吹干圆铝杆表面的水迹，确保表面清洁无污；
4）连续挤压：将表面清洁的圆铝杆在连续挤压机上通过模具连续挤压出各种不同规格的微通道铝扁管，在连续挤压过程中，工艺挤压比控制在2.5，挤压温度控制在420℃，挤压轮转速控制在12r/min，挤压压力控制在55Mpa，挤压轮与挤压靴之间的间隙量控制在1.2mm；
5）将微通道铝扁管进行喷锌处理，喷锌厚度控制在10g/m2；
6）将微通道铝扁管通过冷却水槽进行冷却，经水冷槽冷却到40℃，然后通过涡流探伤，喷码标识后卷取绕盘。
连续挤压机出口的微通道铝扁管合格率为95.1%，因微通道铝扁管表面形成的铝屑而产生的报废率为2.0%。
实施例4
汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，包括以下步骤：
1）原料配制：每吨1000系列铝合金添加2.6%的细化剂，制成φ9.5mm的圆铝杆卷材；
2）矫直：圆铝杆卷材存入放线架后，通过矫直机进行矫直，弯曲度控制在小于等于2mm/m；
3）表面清洁：将矫直的圆铝杆先通过超声波对圆铝杆表面进行清洗，清洗时控制清洗温度为66℃，清洗时间为3.5秒，然后通过66℃热水漂洗2.5秒除去圆铝杆表面残留的清洗液，最后采用风吹干圆铝杆表面的水迹，确保表面清洁无污；
4）连续挤压：将表面清洁的圆铝杆在挤压轮槽底圆弧半径R控制为3.5mm，进料块导流槽的深度控制为10mm的连续挤压机上通过上模的分流桥宽度控制为10.0mm，下模的工作带的长度控制为1.15mm的模具连续挤压出各种不同规格的微通道铝扁管，在连续挤压过程中，工艺挤压比控制在3.5，挤压温度控制在390℃，挤压轮转速控制在8r/min，挤压压力控制在50Mpa，挤压轮与挤压靴之间的间隙量控制在1.1mm；
5）将微通道铝扁管进行喷锌处理，喷锌厚度控制在8g/m2；
6）将微通道铝扁管通过冷却水槽进行冷却，经水冷槽冷却到32℃，然后通过涡流探伤，喷码标识后卷取绕盘。
连续挤压机出口的微通道铝扁管合格率为95.5%，因微通道铝扁管表面形成的铝屑而产生的报废率为1.0%。
实施例5
本发明采用的技术方案是：
汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，包括以下步骤：
1）原料配制：每吨1000系列铝合金添加2.7%的细化剂，制成φ9.5mm的圆铝杆卷材；
2）矫直：圆铝杆卷材存入放线架后，通过矫直机进行矫直，弯曲度控制在小于等于2mm/m；
3）表面清洁：将矫直的圆铝杆先通过超声波对圆铝杆表面进行清洗，清洗时控制清洗温度为69℃，清洗时间为7秒，然后通过62℃热水漂洗3秒除去圆铝杆表面残留的清洗液，最后采用风吹干圆铝杆表面的水迹，确保表面清洁无污；
4）连续挤压：将表面清洁的圆铝杆在挤压轮槽底圆弧半径R控制为5.0mm，进料块导流槽的深度控制为10mm的连续挤压机上通过上模的分流桥宽度控制为10.0mm，下模的工作带的长度控制为1.3mm的模具连续挤压出各种不同规格的微通道铝扁管，在连续挤压过程中，工艺挤压比控制在4.5，挤压温度控制在390℃，挤压轮转速控制在9r/min，挤压压力控制在52Mpa，挤压轮与挤压靴之间的间隙量控制在1.1mm；
5）将微通道铝扁管进行喷锌处理，喷锌厚度控制在10g/m2；
6）将微通道铝扁管通过冷却水槽进行冷却，经水冷槽冷却到40℃，然后通过涡流探伤，喷码标识后卷取绕盘。
连续挤压机出口的微通道铝扁管合格率为95.8%，因微通道铝扁管表面形成的铝屑而产生的报废率为0.9%。
实施例6
汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，包括以下步骤：
1）原料配制：每吨1000系列铝合金添加2.5%的细化剂，制成φ9.5mm的圆铝杆卷材；
2）矫直：圆铝杆卷材存入放线架后，通过矫直机进行矫直，弯曲度控制在小于等于2mm/m；
3）表面清洁：将矫直的圆铝杆先通过超声波对圆铝杆表面进行清洗，清洗时控制清洗温度为70℃，清洗时间为2秒，然后通过70℃热水漂洗2秒除去圆铝杆表面残留的清洗液，最后采用风吹干圆铝杆表面的水迹，确保表面清洁无污；
4）连续挤压：将表面清洁的圆铝杆在挤压轮槽底圆弧半径R控制为4.5mm，进料块导流槽的深度控制为10mm的连续挤压机上通过上模的分流桥宽度控制为10.0mm，下模的工作带的长度控制为1.2mm的模具连续挤压出各种不同规格的微通道铝扁管，在连续挤压过程中，工艺挤压比控制在7.5，挤压温度控制在410℃，挤压轮转速控制在11r/min，挤压压力控制在54Mpa，挤压轮与挤压靴之间的间隙量控制在1.2mm；
5）将微通道铝扁管进行喷锌处理，喷锌厚度控制在6g/m2；
6）将微通道铝扁管通过冷却水槽进行冷却，经水冷槽冷却到25℃，然后通过涡流探伤，喷码标识后卷取绕盘。
连续挤压机出口的微通道铝扁管合格率为95.9%，因微通道铝扁管表面形成的铝屑而产生的报废率为0.8%。
Claims (6)
1.汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1）原料配制：每吨1000系列铝合金添加2.3%-2.8%的细化剂，制成φ9.5mm的圆铝杆卷材；
2）矫直：圆铝杆卷材存入放线架后，通过矫直机进行矫直，弯曲度控制在小于等于2mm/m；
3）表面清洁：将矫直的圆铝杆先通过超声波对圆铝杆表面进行清洗，清洗时控制清洗温度为60—70℃，清洗时间为2—5秒，然后通过60—70℃热水漂洗2—3秒除去圆铝杆表面残留的清洗液，最后采用风吹干圆铝杆表面的水迹，确保表面清洁无污；
4）连续挤压：将表面清洁的圆铝杆在连续挤压机上通过模具连续挤压出各种不同规格的微通道铝扁管，在连续挤压过程中，工艺挤压比控制在1.0～7.5，挤压温度控制在370—420℃，挤压轮转速控制在6.5—12r/min，挤压压力控制在45—55Mpa，挤压轮与挤压靴之间的间隙量控制在0.8—1.2mm；
5）将微通道铝扁管进行喷锌处理，喷锌厚度控制在6—10g/m2；
6）将微通道铝扁管通过冷却水槽进行冷却，经水冷槽冷却到25—40℃，然后通过涡流探伤，喷码标识后卷取绕盘。
2.根据权利要求1所述的汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，其特征在于：所述1000系列铝合金的牌号为1070或1060或1100。
3.根据权利要求1所述的汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，其特征在于：所述模具的上模的分流桥宽度控制为10.0mm，下模的工作带的长度控制为1.15—1.30mm。
4.根据权利要求1所述的汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，其特征在于：所述挤压轮槽底圆弧半径R控制为3.5—5.0mm，进料块导流槽的深度控制为10mm。
5.根据权利要求1所述的汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，其特征在于：所述细化剂为铝钛硼丝。
6.根据权利要求1所述的汽车空调和家用空调制冷用微通道铝扁管连续挤压工艺，其特征在于：所述连续挤压机型号为F300。
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