[發明專利]銅鋁復合管成形的方法

無效

• 申請號: 200810233430.2
• 申請日: 2008-10-13
• 公開（公告）號: CN101380648A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 鐘毅;張家濤;孫淑紅;尹建成;高鵬
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B21C23/24
• 分類號: B21C23/24;B21C25/04
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明涉及到一種銅鋁復合管，尤其是涉及到一種銅鋁復合管的成形方法。

背景技術

銅鋁復合管屬雙金屬管。雙金屬管按其用途常分為以下幾類：1)石油、化工領域用耐蝕管，一般內襯管為奧氏體不銹鋼、外層為低碳鋼：2)抗磨雙金屬復合管，一般內襯為高鉻鑄鐵、外部采用鋼管；3)家裝用雙金屬復合管，一般內襯用鋼管，外復銅或鋁管；4)換熱器用銅鋁復合管，目的是以鋁代銅，降低成本。

銅管是目前電冰箱、空調換熱器用主要部件。在當今世界制造業逐漸向中國轉移的背景下，市場競爭日益加劇，降低成本已成為相關生產企業的當務之急。在保證使用性能條件下開發低成本管材是降低成本的關鍵。以鋁部分代銅，開發新型銅鋁復合管產品，既可保持銅管的殺菌、環保要求，又可大幅度降低管材，具有良好的市場前景。銅鋁復合管是一種內層為銅或銅合金，外層為鋁或鋁合金，經冶金結合而形成的雙金屬復合管。它綜合了銅鋁兩種金屬的特點，導熱、導電，與水相容，耐候、耐久、抗氧化、耐腐蝕，強度較高，具有殺菌、環保特點，且比重小、價格低廉，可替代昂貴的純銅管，廣泛應作空調、冰箱蒸發器和冷凝器、冰箱連接管、風機盤管、太陽能熱水管、暖氣散熱管、銅自來水管等。以空調為例，每使用1噸的銅鋁復合管可節約850公斤銅，每臺空調因此降低成本120~150元。此外，采用鋁銅復合管后，管材與空調的鋁翹片間不發生電化學腐蝕，長期使用不降低空調的效果，同時可提高空調的能效比。

目前國內外普遍采用的雙金屬復合管制造方法為機械貼合(如熱擠壓、冷拔、冷旋壓等)以及涂層法。機械貼合法生產的管材，內外層管未達到牢固的冶金結合，不可避免地存在層間間隙，會形成間隙腐蝕甚至造成管道阻塞，使用的安全性差和使用壽命短。涂層法表面改性的管材，盡管價格低廉，但存在漏涂、碰撞破損等問題，達不到應有的耐蝕作用，且施工要求法蘭連接，施工難度大和施工成本高。近年來，陸續有新的雙金屬復合管制造方法或工藝出現。如中國專利1358946A(申請號：02113245.3)給出了氬弧焊制作不銹鋼-碳鋼復合管的方法，該方法對材料的焊接性能要求較高，且生產效率低，不適合銅鋁復合管的生產。專利1375362A(申請號02114525.3)提出首先在基管與襯管間涂覆釬料，然后冷拉復合，再經中頻感應釬焊的方法生產不銹鋼-碳鋼耐蝕管。該工藝可有效提高雙金屬管的結合強度，生產效率較高，但對材料焊接性能要求苛刻，不適用于銅鋁復合管的制作。專利1565757A(申請號：03131885.1)公開了一種離心鑄造生產碳鋼-高鉻鑄鐵耐磨復合管的方法，其工藝包括熔煉、鑄造、熱處理等，工藝流程長，控制復雜、生產成本高。因此，已有的雙金屬復合管生產方法不適合銅鋁復合管產品的制作。

我國在鋁銅雙金屬復合管的開發方面剛剛起步，目前尚未系統掌握其復合生產技術，本發明提出一種帶游動芯頭連續擠壓包覆生產銅鋁復合管的方法，達到鋁銅冶金結合，其工藝簡單、生產低成本并可實現連續化。

連續擠壓包覆技術可實現無限長鋁包銅線的生產，但在銅鋁復合管的成形過程中受到銅管強度的限制，無法直接包覆成形。為提高銅管強度，研究者提出以下方式進行改善：1)銅管內灌沙，2)銅管內塞金屬棒，3)銅管內注水。試驗研究發現銅管內灌沙，不能根本解決銅管在成形過程中壓扁的問題，無法順利進行鋁材的包覆；銅管內塞入金屬棒(鋼棒)后可以順利實現包覆，但無法脫棒，故不能采用；將銅管內現注滿水、后封住端口，再進行擠壓包覆，由于擠壓包覆過程中局部溫度可達500℃以上，導致管內水大量氣化，或使端口瀉水，其不到提高銅管強度的作用，因而該方法無法應用。

發明內容

本發明的目的是解決現有雙金屬復合管技術無法進行銅鋁復合管的制作以及克服單一連續擠壓包覆技術過程中雙金屬管成形困難等不足，提供一種技術工藝簡單、節能并可實現雙金屬冶金復合并連續生產的銅鋁復合管成形方法。

本發明銅鋁復合管成形的方法的技術方案是：該方法依次包括如下步驟：

(1)鋁桿矯直，作為包覆材；

(2)銅管內外表面清洗，作為芯材，鋁桿表面清洗，除去油污及氧化物；

(3)將芯頭從銅管一端裝入，芯頭嵌入銅管；

(4)陽模、陰模裝入模腔，模腔裝配完成后置入抬起的擠壓靴中，預熱模腔；

(5)模腔達到預熱溫度后，放下擠壓靴并壓緊，再將帶有芯頭的銅管穿過陽?？祝瑔与娫矗箶D壓輪轉動，同時鋁桿通過擠壓輪槽與壓緊輪形成的喂料口進入模腔，在擠壓輪帶動下通過坯料(芯材、包覆材)與擠壓輪間的摩擦力在陰模內實現擠壓包覆；