CN1138636A - 无焊缝异型多通铜接管一步成型制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种异型多通铜接管的一步成型制造方法，它采用电解沉铜办法，其具体工艺包括：芯模制作，选用易熔的铅基合金制作成专用芯模并在其表面制成一层分离膜；电解成型：将芯模挂放在电解槽中通电电解沉积铜于芯模上成型；去芯处理：加热成型产品熔化芯模，再通过配洗、中和及钝化处理。本发明与原机械加工方法相比，具有一次成型无焊缝，表面光洁度好，使用寿命长，可以制作任何复杂形状的铜接管，制作成本低，制作质量高等特点。

Description

无焊缝异型多通铜接管一步成型制造方法

本发明涉及的是一种金属接管的制造方法，尤其是一种异型多通铜接管一次成型的制造方法。

无焊缝异型多通铜接管是制冷系统中必不可少的重要零部件，也是建筑、航空、航海、科研、化工管路中的重要零部件。目前国内外基本采用传统的机械加工方法来制造这种铜质异型多通连接管，它是将不同直径的直通型铜管，采取切割下料、打孔、扩口、缩口、弯曲、冷挤压等方法来完成，对于一些较复杂的异型铜质多通连接管，如双排异型多通连接管，四通以上的铜质多通连接管等只能采用机械加焊接的工艺来完成。由于受这些制造工艺本身的限止，以及操作过程中存在的缺陷因而会出现许多质量问题，如横直管的焊接，只能是直角90°而无法用奥尔连接；有多余的铜管插入到管内腔中；焊渣杂质在焊接时会残留内腔，致使内腔管路不够畅通影响日后使用时气流不畅。另外还会存在虚焊、假焊等情况，而对于管路密集的异型多通铜接管，焊接难度更大，尤其是这种采用机械加焊接方法制得的异型多通铜接管在接到管路上再焊到空调整机上焊接时会出现二次脱焊泄漏等严重质量问题。将它用在制冷系统中，特别是用到汽车空调器上，因振动较大，使用情况较差更会发生焊缝震裂、脱开、泄漏、不会制冷等故障，降低了使用寿命。因此长期以来空调制冷行业迫切需要一种高质量的无焊缝异型多通铜接管。

本发明的目的是为了克服上述实际存在的不足，而提供一种用电解沉积制造无焊缝异型多通铜接管的方法。

本发明的目的还在于进一步提供一种在上述基础上能进一步提高制造无焊缝异型多通铜接管的质量，并满足工业化式批量生产需要的无焊缝异型多通铜接管的一步成型制造方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，采取电解沉积一次成型方法，它包括：1、制造芯模：选好芯模材料，用铅基合金制成光滑芯模，在其表面用铬酸制一层分离膜。2、电解成型：将芯模挂放到盛装有硫酸铜电解液的电解槽中，以芯模为阴极，电解槽中还设置有阳极板，通过通电后电解析铜而将铜离子沉积在芯模上成型。3、脱芯处理：将成型产品通过加热以熔化芯模，再经表面处理完成。

常规的电解液通常有硫酸铜和硫酸组成，对于这种单纯的硫酸铜电解液在实际电解沉积过程中，随着铜层厚度的增加铜品粒也增大，表面粗糙、蔬松、硬度增加、发脆，质量变差。因而就会在制作过程中带来一系列的问题，为此本发明选择在硫酸铜电解液中，加入硫酸铵和明胶两种添加剂。该电解液的配比是：硫酸铜150g-250g/l，硫酸50-80ml，磁酸铵30-50g/l，明胶0.1-0.5/l，选择电解的温度20-50℃，电流2-10A/cm²，上述电解液的最佳配比选择为硫酸铜200g/l，磁酸60ml/l，硫酸铵35g/l明胶0.3g/l。

本发明选择熔点在300-500℃的铅基合金为芯模材料，这种铅合金性能稳定，其硬度、抗拉强度、膨胀率、收缩率以及电导率均能满足电解沉积无焊缝异型多通铜接管制造工艺要求，它由铅锡、锑三种金属按不同比例成份组成，配比如下：含铅70-80％，锡15-20％，锑5-10％，其中以铅75％、锡20％、锑5％为最佳。

本发明对去芯后的成型产品采取包括酸洗、钝化等表面处理；酸洗液的组成配方如下：硫酸40-60％，硝酸15-25％，盐酸2-5％，水15-30％；其中50％硫酸，20％硝酸，3％盐酸及27％水为最佳组分配比，酸洗后用2％硫酸钠溶液中和，再进行下一步钝化处理。

钝化液配方如下：重铬酸钾100-150g/l，硫酸5-15ml/l钝化处理的温度选择20-30℃，时间2-3秒。

本发明采用电解一次成型方法制造无焊缝异型多通铜接管，它具有一次成型，无焊缝，防震、抗震性好，连接管内畅通无阻，不会产生泄漏现象等特点。因而这种异型多通铜质连接管质量好，使用寿命长，尤其适用于汽车空调器和高可靠其它行业管路连接。

本发明制得的无焊缝异型多通铜接管外表光亮一致管内无杂质，多通管转角可用奥尔连接，可制成任何特殊要求的异型多通铜质连接管，特别是由于本发明用上了专门添加剂的电解液后，进一步提高了制作质量，在其韧性，致密度等方面均达到和超过了用传统工艺制异型多通连接管的质量，并使该工艺在工业化批量生产得以实现。

本发明将通过如下实施例作进一步的描述。

实施例一、

1、芯模制作  先用模具钢做成产品形状的内芯模具，然后将75％铅，20％锡，5％锑的铅合金熔入上述内芯模具中，经冷却成型后即得到芯模，本发明采用铅合金做为芯模材料，主要是考虑它具有稳定的化学性、低温成型性和良好的导电性，与电解液不发生其它化学反应，其膨胀率、收缩率、硬度、抗拉强度均能满足生产工艺要求，使制得的芯模光滑且能与铜产品顺利分离，本发明在芯模的表面用铬酸型制成一层薄的纯化膜，也可称之为分离层。

2、电解成型  将电解液配好放入电解槽中，该电解液中所含组分为硫酸铜200g/l，硫酸60ml/l，硫酸铵35g/l，明胶0.3/l其中后两种硫酸铵和明胶为添加剂，它们能起到稳定电解液使电解产品的铜层致密韧度好，使工业化电解无焊缝异型多通铜接管成为现实。把芯模挂放在电解槽里浸没在电解液中作为阳极，而在电解槽中设置有电解铜板或磷铜板等作为阳极，电解沉铜时电解液的温度调整在20-50℃，并且电解液循环流动，通电电流根据铜层厚度不同要求而在2-10A/cm²中选择调整，通过电解析铜将铜沉积在芯模的表面成型，这个过程叫电解沉积。一般铜质异型多通连接管的品种繁多，厚度要求不一，因此在芯模表面沉积铜材的厚度可以根据产品的实际要求，以沉积的时间、电解液的浓度和电流大小等而定。

3、脱芯处理  将电解成型后的产品进行加热熔芯，当加热温度超过芯模熔点时，即可熔化芯模使之分离，对熔化的芯模材料回收待下次再用，降低生产成本。熔解芯模后(脱芯)再进行表面处理，以达到产品内外清洁光亮，具体做法是：第一，用50％硫酸、20％硝酸、3％盐酸与27％水混合配成酸洗剂对脱芯后的产品进行清洗。通过上述酸洗剂的清洗使产品内外光亮有一种崭新的感觉。第二，通过上面清洗后再在2％碳酸钠溶液中进行中和。第三通过中和后再在如下组份配比的钝化剂中进行钝化处理，重铬酸钾130g/l、硫酸10ml/l，钝化温度选择在20-30℃，时间为2-3秒。钝化后的产品送下道烘干，温度60-80℃半小时即可、包装。

实施例二：

1、芯模制作，选用的芯模材料为70％铅，20％锡，10％锑的合金材料按实施例一相同方法制作成光滑的芯模用在其表面用铬酸型制一层薄的钝化分离膜层。

2、电解成型将如下成份配比的硫酸盐电解液放入电解槽中，以制取成型产品其配比是：硫酸铜150g/l，硫酸80ml/l，硫酸铵50g/l，明胶0.5g/l。

3、脱芯处理  加热熔化芯模(脱芯)后第一，用40％硫酸，25％硝酸，5％盐酸，30％水混合配制成酸洗液，对脱芯后的产品进行酸洗；第二，在2％碳酸钠溶液中进行中和处理；第三，中和后的产品再在100g/l重铬酸钾和15ml/l硫酸混合的钝化剂中进行钝化处理，其余工艺均与实施例一相同。

实施例三：

1、芯模制作：选用80％铅，15％锡，5％锑的铅合金作为芯模材料，将其制成光滑的芯模，再在其表面用铬酸型制成一层薄的纯化分离膜层。

2、电解成型将硫酸盐电解液放入电解槽中，其电解液的组成成分是硫酸铜250g/l，硫酸50ml/l，硫酸铵30g/l，明胶0.1g/l，然后把芯模挂放在电解液中接上电流进行电解沉积制取成型产品。

3、脱芯处理：把成型产品加热熔化脱芯，然后再按下例步骤进行表面处理，第一，先用60％硫酸，15％硝酸，2％盐酸，23％水进行配比制成酸洗剂，对脱芯后的产品进行酸洗。第二，再用2％碳酸钠溶液进行中和。第三、中和后再在由下面组成成份的钝化剂中进行钝化处理：重铬酸钾150g/l、5ml/l硫酸组成钝化剂，进行快速纯化，其余工作步骤均与前两实施例相同。

Claims (8)

1、一种无焊缝异型多通铜接管一步成型制造方法，其特征在于采用电解沉积一次成型制造方法，它包括：

a.芯模制作：选用铅基合金制成芯模，并在其表面用铬酸型制一层分离膜；

b.电解成型：将芯模挂放到盛装有硫酸盐电解液的电解槽中，以芯模为阴极，在电解槽还设置有阳极板，通过通电后电解将电解液中的铜离子沉积在芯模上成型；

c.脱芯处理：将成型产品通过加热以熔化芯模，再经表面处理完成。

2、如权利要求1所述的无焊缝异型多通铜接管一步成型制造方法，其特征在于所述的硫酸型电解液中加入有硫酸铵和明胶两种添加剂，且该电解液的配比是硫酸铜150-250g/l，硫酸50-80ml/l，硫酸铵30-50g/l，明胶0.1-0.5g/l，选择的电解液温度为20-50℃，通电电流2-10A/cm²。

3、如权利要求2所述的无焊缝异型多通铜接管一步成型制造方法，其特征在于硫酸盐电解液的配比是硫酸铜200g/l，硫酸60ml/l，硫酸铵35g/l，明胶0.3g/l。

4、如权利要求1或2或3所述的无焊缝异型多通铜接管一步成型制造方法，其特征在于所述的铅基合金芯模由铅、锡、锑三种金属按下列比例成份组成，铅70-80％，锡15-20％，锑5-10％。

5、如权利要求4所述的无焊缝异型多通铜接管一步成型制造方法，其特征在于铅基合金的成份比例为铅75％、锡20％、锑5％。

6、如权利要求1或2或3所述的无焊缝异型多通铜接管一步成型制造方法，其特征在于所述的表面处理包括：

1)酸洗：用40-60％的硫酸，15-25％硝酸，2-5％盐酸，15-30％的水混合配制成酸洗剂(重量百分比)对去芯后的成型产品进行酸洗；

2)中和：用2％碳酸纳溶液再进行中和处理；

3)钝化：选用由100-150g/l重铬酸钾和5-15ml/l硫酸配制而成钝化液对中和后的成型产品进行钝化处理，钝化处理的温度选择在20-30℃，时间2-3秒。

7、如权利要求4或5所述的无焊缝异型多通铜接管一步成型制造方法，其特征在于所述的表面处理包括以下步骤：

1)酸洗：用40-60％的硫酸、15-25硝酸、2-5％盐酸、15-30％的水混合配制成酸洗剂(重量百分比)对去芯后的成型产品进行酸洗；

2)中和：用2％碳酸钠溶液再进行中和处理；

3)钝化：用100-150g/l重铬酸钾和5-15ml/l硫酸配制成钝化液对中和后的成型产品进行纯化处理，钝化处理的温度选择在20-30℃，时间2-3秒。

8、如权利要求6或7所述的无焊缝异型多通铜接管一步成型制造方法，其特征在于所述的酸洗剂的最佳配比是硫酸50％、硝酸20％、盐酸3％、水27％，钝化液的最佳配比是130g/l重铬酸钾和10ml/l硫酸组成。