CN111760926B - 一种超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，一种超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，包括依次组合的凸模、凹模和模垫；所述凸模上设有分流孔和分流桥，所述分流桥上设有凸模镶件，所述凸模镶件上设有模芯；所述凹模上设有焊合室，所述焊合室的中心部位设有凹模镶件，所述凹模镶件中心部位设有型孔；所述分流孔与所述焊合室连通；所述模芯伸入所述型孔中，且模芯外周面和型孔内表面之间存在间隙。铝合金坯料被挤压进入分流孔，进入焊合室后重新焊合，在模芯和型孔之间的间隙挤出，成为超高度微通道扁管产品。本发明模具使用寿命长，生产效率高，产品质量好；本发明模具挤压获得的产品换热面积显著增加，提升换热器的换热效果。

Description

一种超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具

技术领域

本发明涉及一种超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具。

背景技术

多孔微通道扁管型材（以下简称扁管）是制造换热器的主要材料，广泛应用于汽车、家用空调领域。随着汽车、家用空调领域的技术进步，为提高换热效率，扁管产品正持续推陈出新，其结构型式与尺寸、产品要求正不断突破极限，超越传统。扁管的宽度一般为6mm～30mm，高度≤3.5mm，壁厚为0.15mm～0.45mm，如图1所示，由于微通道扁管产品的截面积非常小，挤压比一般在500～1000之间，相比传统挤压工艺高出10～50倍，挤压力、挤压温度和挤压速度也相对较高，挤压模具长时间在高温、高压的环境中工作，对模具强度与硬度、耐磨性和稳定性的要求极高，传统的挤压模具已难以满足生产需求。而高度超过3.5mm的扁管在挤压成形时，对挤压模具设计与制造要求更高。相对于传统的扁管结构，由于超高度微通道扁管大幅度增加了扁管的高度，可以显著增加扁管换热面积，因此制造而成的换热器的换热效果会成倍增加。然而，增加扁管高度，使得扁管的结构变得更加复杂，挤压成形难度也大大增加，尤其是挤压模具的设计与制造难度，因此需要设计制造更为专业、更具创新性的扁管挤压模具以满足生产需求。

发明内容

为解决上述存在的超高度微通道扁管型材的挤压技术问题，本发提供一种超高度微通道扁管的镶嵌式挤压模具，利用高强度、高耐磨的硬质合金替代模具的关键工作部件，不仅可使模具的挤压产量提高，并且易于更换镶。具体技术方案如下：

一种超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，包括依次组合的凸模、凹模和模垫；

所述凸模上设有分流孔和分流桥，所述分流桥上设有凸模镶件，所述凸模镶件上设有模芯；

所述凹模上设有焊合室，所述焊合室的中心部位设有凹模镶件，所述凹模镶件中心部位设有型孔；

所述分流孔与所述焊合室连通；所述模芯伸入所述型孔中，且模芯外周面和型孔内表面之间存在间隙。

优选的，所述凸模镶件和凹模镶件材质均为硬质合金YG15制成。

前述的超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，所述凸模镶件上的模芯为多个，其并列排布在所述凸模镶件上；所述型孔数量及位置与模芯对应，其为扁形方口孔，宽度为30mm，高度为6.5mm；所述模芯外周面和型孔内表面之间的间隙为0.25mm。

优选的，所述模芯的根部设有台阶，所述台阶上设有内齿挤出通道，所述台阶高度为1.4mm，内齿挤出通道的高度为1.2mm。

优选的，所述凸模镶件上相邻的模芯之间还设有中筋供料隧道和中筋成形通道，所述中筋供料隧道的宽度为0.8mm，高度为2.5mm；所述中筋成形通道的高度为0.5mm。

前述的超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，所述凹模焊合室的深度为8mm。

前述的超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，所述分流孔数量为四个，其以凸模中心呈中心对称分布，且其截面积相等；所述分流桥数量为四支，将分流孔均匀分开。

优选的，所述分流桥包括两支主桥和两支辅桥；所述主桥沿扁管宽度方向分布，其宽度为14mm，凸模镶件即镶嵌在主桥上；所述辅桥沿扁管高度方向分布，其宽度为6mm，用于支撑主桥。

前述的超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，所述凸模远离凹模的一端设有用于保护凸模镶件的密封盖板。

前述的超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，所述凹模镶件从靠近模垫的一侧镶入凹模。

本发明的有益效果是：

采用本发明超高度扁管的镶嵌式挤压模具生产出的超高度微通道扁管型材，扁管高度增加近2倍，扁管高度可达6.5mm，并在扁管管腔内设置内齿，显著增加扁管换热面积，因此用其制造而成的换热器的换热效果成倍增加。在汽车、家用空调领域，相比传统的扁管型材，采用超高度扁管制造的换热器，热交换的效率提高了2～3倍。

此外，本发明模具可保证扁管结构的中筋完整成形，无缺陷；同时采用镶嵌式的模具结构设计，便于更换模具的主要工作零件，基体材料可以重复使用，生产出的超高度微通道扁管型材挤压产量高，生产效率高，产品质量好，可使模具的挤压产量提高5倍以上，从而降低生产成本，提高生产效率。

附图说明

图1为现有微通道扁管型材的结构截面示意图；

图2为本发明超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具结构的纵剖面示意图；

图3为本发明模具的凸模镶件结构示意图；

图4为本发明模具的凸模镶件多个模芯排列结构示意图；

图5为本发明模具的凹模正面示意图；

图6为本发明模具的凸模正面示意图；

图7为使用本发明模具挤出的超高度微通道扁管型材结构截面示意图。

图中：1、凸模；2、凹模；3、模垫；4、分流孔；5、分流桥；51、主桥；52、辅桥；6、凸模镶件；61、模芯；62、台阶；63、内齿挤出通道；64、中筋供料隧道；65、中筋成形通道；7、焊合室；8、凹模镶件；81、型孔；9、密封盖板。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。具体实施例如下：

一种超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，如图2至图6所示，包括依次组合的凸模1、凹模2和模垫3；所述凸模1上设有分流孔4和分流桥5，所述分流桥5上设有凸模镶件6，所述凸模镶件6上设有模芯61；所述凹模2上设有焊合室7，所述焊合室7的中心部位设有凹模镶件8，所述凹模镶件8中心部位设有型孔81；所述分流孔4与所述焊合室7连通；所述模芯61伸入所述型孔81中，且模芯61外周面和型孔81内表面之间存在间隙。在挤压过程中，铝合金坯料从上模被挤压进入分流孔，进入焊合室后重新焊合，在模芯外周面和型孔内表面之间的间隙挤出，成为超高度微通道扁管产品。所述型孔81的端面对应扁管的长度和高度，模芯61外周面与型孔81内表面之间的间隙为挤出扁管的壁厚。

本实施例中，所述凸模镶件6上的模芯61为多个，其并列排布在所述凸模镶件6上；所述型孔81数量及位置与模芯61对应，其为扁形方口孔，宽度为30mm，高度为6.5mm；所述模芯61外周面和型孔81内表面之间的间隙为0.25mm，即通过本实施例所述的超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具挤出的扁管宽度为30mm，高度为6.5mm，壁厚为0.25mm，中筋壁厚为0.25mm，如图7所示。此外，本实施例所述中，所述模芯61的根部设有台阶62，所述台阶62上设有内齿挤出通道63，所述台阶62高度为1.4mm，焊合室内部分铝合金流体在静水压力作用下，经过台阶12上的的内齿挤出通道63，形成超高度扁管的内齿，内齿挤出通道63的高度为1.2mm，及内齿高度为1.2mm；起到增加扁管内表面换热面积的作用，从而进一步提高换热效率。所述凸模镶件6上相邻的模芯61之间还设有中筋供料隧道64和中筋成形通道65，所述中筋供料隧道64的宽度为0.8mm，高度为2.5mm；所述中筋成形通道65的高度为0.5mm，即焊合室7内的部分铝合金流体在静水压力作用下，进入中筋供料隧道64，经过中筋成形通道65挤出，形成超高度扁管的中筋厚度为0.25mm，高度为6.5mm。在传统的扁管（高度≤3.5mm）挤出时，铝合金流体只要能进入3.5mm便能成功挤出，因此焊合室的深度在3mm～4mm即可满足要求。但对于本实施例所述的超高度扁管，其高度6.5mm，是传统扁管最高高度值的近2倍，因此为了能够使中筋完整成形、无缺陷，设计加深焊合室7的深度至8mm，以提高静水压力，保证有足够的力推动铝合金流体进入中筋成形通道。

为满足挤压模具能够长时间在高温、高压的环境中工作，保证模具的强度、硬度及其耐磨性和稳定性，本实施例中所述凸模镶件6和凹模镶件8的材质为硬质合金YG15，与传统的钢材（4Cr5MoSiV1）相比硬度更高，耐磨性更好，免氮化，可使模具的挤压产量提高5倍以上。而采用镶嵌式结构也便于更换模具的主要工作零件，基体材料可以重复使用，从而进一步降低模具制造成本。

此外，本实施例所述的超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，所述分流孔4数量为四个，其以凸模1中心呈中心对称分布，且其截面积相等；所述分流桥5数量为四支，将分流孔4均匀分开。所述分流桥5包括两支主桥51和两支辅桥52；所述主桥51沿扁管宽度方向分布，其宽度为14mm，凸模镶件6即镶嵌在主桥51上；所述辅桥52沿扁管高度方向分布，其宽度为6mm，用于支撑主桥51，提高模具强度，解决了传统扁管模具的分流桥为单支，模具强度较差，导致挤压的扁管质量较差，模具使用寿命短的问题。另外，本实施例所述的超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，所述凸模1远离凹模2的一端设有用于保护凸模镶件6的密封盖板9，其材质为4Cr5MoSiV1，挤压时可以保护凸模镶件6，防止其开裂；且所述凹模镶件8从靠近模垫3的一侧镶入凹模2，挤压时以模垫3为支撑，操作简单，且便于更换凹模镶件8。

使用本发明 模具挤压获得的超高度微通道扁管代替传统扁管，由于大幅度增加了扁管的高度，并在扁管官腔内设置内齿，可以显著增加扁管换热面积，因此制造而成的换热器的换热效果会成倍增加。而采用本实施例所述的超高度微通道扁管的镶嵌式挤压模具，在挤压过程中，铝合金坯料从上模被挤压进入分流孔，随着摩擦产热和变形生热，铝合金流体的温度不断增加，变形抗力逐渐降低，流动性能提高，铝合金流体进入焊合室后重新焊合，在模芯外周面和型孔内表面之间的间隙挤出，成为超高度微通道扁管产品。在汽车、家用空调领域，相比传统的扁管型材，采用超高度扁管制造的换热器，热交换的效率提高了2～3倍。并且，经实际生产检验本实施例所述的超高度扁管的镶嵌式挤压模具，使用寿命长，生产效率高，产品质量好。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种超高度微通道扁管型材的镶嵌式挤压模具，该模具用于制造高度为6.5mm的微通道扁管型材，其特征在于：

包括依次组合的凸模（1）、凹模（2）和模垫（3）；

所述凸模（1）上设有分流孔（4）和分流桥（5），所述分流桥（5）上设有凸模镶件（6），所述凸模镶件（6）上设有模芯（61）；

所述凹模（2）上设有焊合室（7），所述焊合室（7）的中心部位设有凹模镶件（8），所述凹模镶件（8）中心部位设有型孔（81）；

所述凸模镶件（6）和凹模镶件（8）材质均为硬质合金YG15制作而成；

所述凸模（1）远离凹模（2）的一端设有用于保护凸模镶件（6）的密封盖板（9）；

所述凹模镶件（8）从靠近模垫（3）的一侧镶入凹模（2）；

所述分流孔（4）与所述焊合室（7）连通；所述模芯（61）伸入所述型孔（81）中，且模芯（61）外周面和型孔（81）内表面之间存在间隙；

所述分流孔（4）数量为四个，其以凸模（1）中心呈中心对称分布，且其截面积相等；所述分流桥（5）数量为四支，将分流孔（4）均匀分开；

所述凸模镶件（6）上的模芯（61）为多个，其并列排布在所述凸模镶件（6）上；所述型孔（81）数量及位置与模芯（61）对应，其为扁形方口孔，宽度为30mm，高度为6.5mm；所述模芯（61）外周面和型孔（81）内表面之间的间隙为0.25mm；

所述模芯（61）的根部设有台阶（62），所述台阶（62）上设有内齿挤出通道（63），所述台阶（62）高度为1.4mm，内齿挤出通道（63）的高度为1.2mm；

所述凸模镶件（6）上相邻的模芯（61）之间还设有中筋供料隧道（64）和中筋成形通道（65），所述中筋供料隧道（64）的宽度为0.8mm，高度为2.5mm；所述中筋成形通道（65）的高度为0.5mm；

所述凹模（2）焊合室（7）的深度为8mm；

所述分流桥（5）包括两支主桥（51）和两支辅桥（52）；所述主桥（51）沿扁管宽度方向分布，其宽度为14mm，凸模镶件（6）即镶嵌在主桥（51）上；所述辅桥（52）沿扁管高度方向分布，其宽度为6mm，用于支撑主桥（51）。

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