[實用新型]一種新型銅鋁復合管

無效

• 申請號: 201020544248.1
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN201851794U
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 田福生;祁威;陸正良
• 申請（專利權）人: 江蘇興榮高新科技股份有限公司
• 主分類號: F16L9/02
• 分類號: F16L9/02;B32B15/01
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 侯雁

技術領域

本實用新型涉及一種銅鋁復合管，特別涉及內層為銅層、外層為鋁層的一種新型銅鋁復合管，本實用新型屬于金屬管材加工制造領域。?

背景技術

銅及銅合金管做為流體的輸送管在建筑、制冷、空調、冰箱、太陽能、熱水器、冷凝器、散熱器等領域和產品上被廣泛地應用，這是由于銅和銅合金具有良好的耐蝕性、導熱性和良好的機械性能等，但是銅及銅合金管卻存在著資源有限、價格高、比重大等缺陷。為了彌補上述不足，人們償試用資源豐富、價格低、比重小的鋁及合金管來替代銅及銅合金管，雖然鋁的價格僅為銅的1/3，而其比重也僅有銅的1/3，但是鋁管與銅管相比卻存在著強度低、導熱性和耐蝕性差以及綜合機械性能差等缺陷，因此用鋁及鋁合金管來代替銅及銅合金管，在很多場合無法滿足質量要求，致使鋁及鋁合金管無法替代銅及銅合金管。因此人們開始研制兼顧銅鋁兩種金屬優點的銅鋁復合管來替代銅及銅合金管，用以彌補銅及銅合金管所存在的缺陷。?

銅鋁復合管有四種型式。第一種中間為銅層、內外復合鋁層的銅鋁復合管，這種銅鋁復合管在性能上就如同純粹的鋁及其合金管材，不但沒有克服鋁管的缺陷，還帶來加工困難、成本較高的問題，因此并無實際應用價值；第二種內面為鋁層、外表面復合銅層的銅鋁復合管，即銅包鋁管，由于在建筑、制冷等領域使用時，一般是管材的內層與所傳輸的流體相接觸，因此內面為鋁層、外表面復合銅層的第二種銅鋁復合管很難滿足要求，因此這種銅鋁復合管應用范圍十分有限；第三種外面為鋁層、內表面復合銅層的銅鋁復合管，即鋁包銅管，這種銅鋁復合管主要是利用銅及銅合金的耐腐蝕性將銅及銅合金做為復合管的內層與所傳輸的流體相接觸，將鋁及鋁合金放在管的外層做為管道的支承體保?證管道的強度和剛度，與銅及銅合金管相比，這種銅鋁復合管重量輕、材料成本低，且耐蝕性、導熱性以及機械性能等十分優良，是理想的銅及銅合金管替代產品，因而也是目前被廣泛應用的一種銅鋁復合管；第四種中間為鋁層、內外復合銅層的銅鋁復合管，由于第三種外面為鋁層、內表面復合銅層的銅鋁復合管已完全能滿足使用要求，因此第四種比第三種多復合上外層的銅層，這不但會加大制造加工的難度和成本，更重要的是缺少開發的必要性，因此第四種銅鋁復合管也很少應用。?

基于以上原因，目前被廣泛應用替代銅及銅合金管的是第三種銅鋁復合管，但是如果這種鋁包銅復合管品質不好，便失去了其應有的良好機械性能等優點，后續加工后會出現分層、剝離、皺褶、破裂、無法進行正常退火處理、焊接性能差等缺陷。公開號為CN1843646A、公開日2006年10月11日、名稱為《一種銅鋁復合管材的制造方法及該方法制造的銅鋁復合管材》的中國專利，公開了一種制造鋁包銅管的方法及該種方法制造的銅鋁復合管，該發明方法是采用行星軋管機對事先穿好的鋁包銅管進行高溫、高壓、大變形軋制，單道次的斷面收縮率為50％～95％，出口軋制速度為5m/mim～30m/mim，在軋制過程中，變形區的溫度升至200℃～600℃，該方法可以實現銅鋁之間的冶金結合，再經后道次的拉伸，最終可以生產出具有冶金結合的鋁包銅管。這種方法制造的鋁包銅復合管，在銅層和鋁層結合面處，由所述銅層和所述鋁層相互擴散形成一實現所述銅層和所述鋁層冶金結合的結合層，且銅層優選銅及銅合金層，鋁層優選鋁及鋁合金層。這種方法制造的鋁包銅復合管是目前最好的鋁包銅復合管，這種銅鋁復合管比現有的其它方法制造的鋁包銅管品質好，具備良好的機械性能，后續加工后一般不易出現分層、剝離、皺褶等缺陷。但是這種銅鋁復合管卻還存在著如下缺陷：(1)銅層和鋁層進行復合，雖然形成了冶金結合層，但理論上銅鋁在548℃要生成脆性的共晶相銅鋁合金CuAl₂，由于加工過程中該冶金結合層為原子間擴散形成的原子間金屬鍵，在溫度超過360℃時長?時間退火就能生成脆性的共晶相CuAl₂銅鋁合金，導致銅鋁復合管分層、冶金結合層破裂，這是由于銅層和鋁層復合所形成的金屬間化合物為性能偏硬、偏脆性的化合物，因此很難進行標準溫度下的退火處理，由于不能采用正常退火溫度進行處理導致管材的延伸性能下降，在實際使用中適用范圍大大受限。而銅鋁復合管在空調制冷等領域的應用需要具有良好的擴口和彎曲性能，在制造管件過程中需要進行管與管之間的焊接，這種銅鋁復合管不能承受360℃以上的焊接溫度，當溫度超過360℃時，冶金結合層就會變成金屬間化合物而破裂；(2)這種銅鋁復合管很難采用復合連鑄的方法制造管坯，只能用鋁管和銅管除油打磨后穿管軋制，致使生產效率低，制造成本大大提高。人們一直對銅層與鋁層復合進行著不懈地研究，但在焊接、退火、延伸性等機械性能以及生產效率和制造成本上，難以實現銅鋁復合管實質性的突破。?