CN113587503A - 耐蚀铜毛细管及其连续加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种耐蚀铜毛细管及其连续加工工艺，其特征是其表面具有致密封闭层，在致密封闭层中设有微型花纹，并在致密封闭层和微型花纹上面设有镀膜结合层，镀膜结合层外部设有镀膜封闭层；通过硬化封闭、滚花、预热、镀膜、非接触环压以及高频固化等工序实现。完全满足任意长度铜毛细管表面耐蚀层处理要求，均匀稳定、强有力的附着力，全面覆盖管体表面，避免管体使用过程中产生氧化层、发生锈蚀或产生电位差引起电化学腐蚀，整个生产过程无化学污染，节能环保，成型自然，流水线效率高。

Description

耐蚀铜毛细管及其连续加工工艺
技术领域
本发明涉及微径管制造技术，尤其是一种耐蚀铜毛细管及其连续加工工艺。
背景技术
铜管表面防护处理目前主要有三种手段：一是采用护套，其中护套实施长度较短，无限长的管体加装护套不实用成本也太高，如专利公开号为CN103470916A，一种铜铝焊点防护结构及防护方法，就是在铜管和铝管的铜铝焊点外表面包覆保护套，保护套为双层结构，外层以热缩材料为材质，内层以热熔性材料为材质；根据这一思路，对于较大长度的铜毛细管，通常给管体外加一层热缩套或铝箔胶带，以防止它接触到其它制冷管路，但这种办法仍存在一部分管体暴露于空气或发泡层中。二是采用合金配方，众所周知，一旦采用合金管体的物理性能就会改变，如专利公开号为CN104911390A，一种抗菌耐腐蚀的热交换器铜管，其原料组分包括：1-2份锑、2-3份硅、1-2份砷、2-4份锆、1-2份钇、2-3份钡、3-5份铁、2-3份钴、2-3份硼、80-100份铜及不可避免的杂质。三是对管体表面进行化学处理加涂层，不仅存在污染等问题，而且工艺时间较长，也不适合毛细管表面处理，如专利公开号为CN107904586A提供的一种铜管表面防腐蚀处理工艺，包括：除油、电解除油、活化，制备过硫酸钾溶液，向水槽中加入清水和过硫酸钾，然后添加适量NaOH，调整PH在12-14，过硫酸钾浓度在10-12g/L；生成氧化膜，脱水烘干后再刷漆。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术对于长度较长的毛细管表面防腐措施欠缺，或仅有铜毛细管胚单一一层结构，在使用过程中产生氧化层，与大气或发泡层接触在恶劣条件下会发生锈蚀，逐渐使铜毛细管失效，同时与回气管或其它制冷管相接触产生电位差，引起电化学腐蚀等问题，提供一种耐蚀铜毛细管及其连续加工工艺，它具有工艺全过程环保性、流水线作业效率高，表层耐蚀结构稳定可靠等特点。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种耐蚀铜毛细管，其特征是其表面具有致密封闭层，在致密封闭层中设有微型花纹，并在致密封闭层和微型花纹上面设有镀膜结合层，镀膜结合层外部设有镀膜封闭层。
前述的耐蚀铜毛细管中，作为优选，所述微型花纹为不规则的螺旋线条纹。
前述的耐蚀铜毛细管中，作为优选，所述微型花纹深度为0.003-0.005mm。
一种耐蚀铜毛细管的连续加工工艺，其特征是包括以下步骤：
(1)放料。
(2)硬化封闭：通过物理方法对铜毛细管表层进行晶粒细化。
(3)滚花：通过物理方法在硬化封闭层中获得细微花纹。
(4)预热：经80℃的热风箱均匀加热。
(5)镀膜：在铜毛细管表面形成一层与管壁表面紧密结合的镀膜结合层。
(6)非接触环压：通过气压可控式气环修整镀膜结合层厚度。
(7)高频固化。
(8)冷却。
(9)收料。
前述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺中，作为优选，步骤2中的硬化封闭是把铜毛细管通过一个孔径与铜毛细管胚外径过盈配合的聚晶模，使铜毛细管表面层发生塑性形变。
前述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺中，作为优选，步骤3中所述的滚花是以铜毛细管中心线为准，对称设置一对硬质合金刷轮，对铜毛细管表面进行细微花纹处理。
前述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺中，作为优选，所述一对硬质合金刷轮在沿着铜毛细管中心线做公转的前提下，同时保持自转。
前述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺中，作为优选，以铜毛细管前进速度为υ，则一对刷轮沿铜毛细管公转速度为2υ，刷轮自转速度为5υ。
前述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺中，作为优选，步骤5中，镀膜结合层的材料为聚氨酯漆，膜厚为0.025mm。
前述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺中，作为优选，步骤6中，气环吹匀时把铜毛细管垂直向上牵引。
本技术方案中的铜毛细管从微观角度观察，其表面实际上主要有两层：即致密封闭层、镀膜层。其中致密封闭层与铜毛细管管壁本体实属一体，本工艺设计一种物理塑性形变手段，使铜毛细管表面晶粒均匀细化，从而使铜毛细管表面自身形成一层致密性的“膜”，这层膜的强度、硬度以及表面粗糙度精度都大大高于原铜管体，当然这一层“膜”并不能解决电化学腐蚀问题，需要通过镀膜层来保护。
接下来对于光滑相对较硬的表面再设计一种同样采用纯物理方法制造出来的微型花纹，这些微型花纹是一种不规则的螺旋线条纹，可以从在弧面管体表面给予附着者任意方向的力的支持，它增加了镀膜层与铜管表面的接触面积，提升了镀膜层的结合力，使镀膜层与毛细管管体具有相互“渗透”的融合，彻底改观两种不同性质物体之间的交和关系。
不仅如此，由于常规的镀膜层并不能大幅度提高其表面使用寿命，本工艺再次设计了纯物理方法即不改变材料的化学性能前提下，使镀膜层的表面产生物理性能改变，让其组织结构细化，形成真正保护意义上的“镀膜封闭层”结构，具有强大结合力、高耐蚀性能和绝缘性能，能与制冷管路中的铝管、钢管等直接接触，而不产生电化学腐蚀。高频加热可以高效快速发热，既能节约能耗、又能缩短加热距离；它使金属管材发热，由内向外干燥漆膜，可避免漆膜材料表面干燥内部却未干透产生气泡现象，也可保证漆膜在经过导向轮时不会发生因未干透而破损的情况。
本方案中的连续加工工艺，实用性强，符合一般制造性企业执行，从放料到收料各装置设计巧妙，尤其是聚晶模和硬质合金刷轮，非常符合“铜质”毛细管表面层发生塑变和形成细纹的要求。细节方面，还设计一种“公转”+“自转”的运行方式，硬质合金刷轮是众多不规则排列的合金丝组成的，所形成的纹路是一种无序的的螺旋线，而且这种螺旋线在匀速前进的铜毛细管表面所形成的细纹基本上具有连续性，从而对镀膜铺垫有着连续、多角度、纠缠牵连等特别的“附着力”。
另外，本方案通过工件前进速度、滚花刷轮公转-自转速度的合理适配，使得毛细管表面纹路疏密程度达到最佳，避免太疏或太密造成的结合力下降问题。气环吹匀过程铜毛细管垂直向上牵引，符合重力学、环形气动原则，保证镀膜最终的均匀效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：完全满足任意长度铜毛细管表面耐蚀层处理要求，均匀稳定、强有力的附着力，全面覆盖管体表面，避免管体使用过程中产生氧化层、发生锈蚀或产生电位差引起电化学腐蚀，整个生产过程无化学污染，节能环保，成型自然，流水线效率高。
附图说明
图1是本发明的一种铜毛细管产品结构示意图。
图2是图1中M处局部放大结构示意图。
图3是本发明的一种工序流程图。
图4是本发明的一种工艺装备布置结构示意图。
图5是本发明的一种滚花状态结构示意图。
图6是本发明的一种细微花纹图示。
图中：10.铜毛细管，101.致密封闭层，102.镀膜封闭层，103.镀膜结合层，20.刷轮。
工序：1.放料；2.硬化封闭；3.滚花；4.热空气预热；5.镀膜；6.非接触环压；7.高频固化；8.冷却；9.收料。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
参见图1、图2，本实施例一种耐蚀铜毛细管10，在其管壁本体表面从内到外共有三层：致密封闭层101、镀膜结合层103以及镀膜封闭层102。
从微型结构上来说，在致密封闭层101中设有微型花纹，这些微型花纹为不规则的螺旋线条纹，其深度为0.003-0.005mm，在致密封闭层101和微型花纹上面为镀膜结合层103，镀膜结合层103外部为镀膜封闭层102。
一种耐蚀铜毛细管的连续加工工艺，如图3、图4所示，包括以下步骤工序：
1.放料：把卷筒上的铜毛细管坯按流水线速度υ导入生产线。
2.硬化封闭：通过物理方法对铜毛细管表层进行晶粒细化。具体措施是把铜毛细管坯通过一个孔径与铜毛细管胚外径成过盈配合的聚晶模，使铜毛细管坯表面层受到挤压发生塑性形变。
3.滚花：通过物理方法在硬化封闭层中获得细微花纹。具体做法是以铜毛细管10中心线为准，对称设置一对硬质合金刷轮20，如图5所示，刷轮20上设有一组不规则排列的合金丝，一对硬质合金刷轮20在围绕铜毛细管10中心线做公转的前提下，同时保持自转。其中，刷轮20沿铜毛细管10公转速度为2υ，刷轮自转速度为5υ。由此对铜毛细管表面进行细微花纹处理，形成不规则连续的螺旋线条纹，如图6所示。
4.预热：经80℃的热风箱均匀加热。
5.镀膜：在铜毛细管10表面形成一层与管壁表面紧密结合的镀膜结合层103，镀膜结合层103的材料为聚氨酯漆，膜厚为0.025mm。
6.非接触环压：通过气压可控式气环修整镀膜结合层103厚度。把铜毛细管垂直向上牵引，在镀膜结合层103还处于较软状态由气环吹出恒压气体从铜毛细管10一周同时、同步吹气，吹气方向与铜毛细管10前进方向成锐角，气压为0.4-0.6M Pa，连续吹气不仅使输出管体表面镀膜结合层103厚度均匀，同时对镀膜结合层103施压使它与具有细微花纹的致密封闭层101更加贴合附着。
7.高频固化：即高频感应加热固化，加热温度为520-550℃。
8.冷却：至常温。
9.收料。
根据本实施例工艺原理，本方案不仅适合直径≤4mm的毛细管表面耐蚀处理，也适合大直径管子表面处理，不仅适用于铜质管体表面处理，也适用于铝质、合金材料等管体表面的防护层处理，只要表面硬度低于硬质合金刷轮20合金丝的硬度即可。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构、工艺方法等均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐蚀铜毛细管(10)，其特征是其表面具有致密封闭层(101)，在致密封闭层中设有微型花纹，并在致密封闭层和微型花纹上面设有镀膜结合层(103)，镀膜结合层外部设有镀膜封闭层(102)。
2.根据权利要求1所述的耐蚀铜毛细管，其特征是，所述微型花纹为不规则的螺旋线条纹。
3.根据权利要求1所述的耐蚀铜毛细管，其特征是，所述微型花纹深度为0.003-0.005mm。
4.一种耐蚀铜毛细管的连续加工工艺，其特征是包括以下步骤：
(1)放料；
(2)硬化封闭：通过物理方法对铜毛细管表层进行晶粒细化；
(3)滚花：通过物理方法在硬化封闭层中获得细微花纹；
(4)预热：经80℃的热风箱均匀加热；
(5)镀膜：在铜毛细管(10)表面形成一层与管壁表面紧密结合的镀膜结合层(103)；
(6)非接触环压：通过气压可控式气环修整镀膜结合层厚度；
(7)高频固化；
(8)冷却；
(9)收料。
5.根据权利要求4所述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺，其特征是，步骤2中的硬化封闭是把铜毛细管通过一个孔径与铜毛细管胚外径过盈配合的聚晶模，使铜毛细管表面层发生塑性形变。
6.根据权利要求4所述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺，其特征是，步骤3中所述的滚花是以铜毛细管(10)中心线为准，对称设置一对硬质合金刷轮(20)，对铜毛细管表面进行细微花纹处理。
7.根据权利要求6所述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺，其特征是，所述一对硬质合金刷轮(20)在沿着铜毛细管(10)中心线做公转的前提下，同时保持自转。
8.根据权利要求7所述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺，其特征是，以铜毛细管(10)前进速度为υ，则一对刷轮(20)沿铜毛细管公转速度为2υ，刷轮自转速度为5υ。
9.根据权利要求4所述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺，其特征是，步骤5中，镀膜结合层(103)的材料为聚氨酯漆，膜厚为0.025mm。
10.根据权利要求4所述的耐蚀铜毛细管的连续加工工艺，其特征是，步骤6中，气环吹匀时把铜毛细管垂直向上牵引。
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Denomination of invention: Corrosion resistant copper capillary tube and its continuous processing technology

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