[發明專利]一種銅/磷雙金屬毛細管的制備方法

有效

• 申請號: 201410272511.9
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104138925A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 謝光玉
• 申請（專利權）人: 謝光玉
• 主分類號: B21C37/06
• 分類號: B21C37/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域：

本發明涉及金屬復合毛細管材制備技術領域，特別是提供了一種銅/磷雙金屬毛細管的制備方法。

技術背景：

銅和銅合金毛細管是規格范圍為Φ(1.5～6.1)mm×(0.1～0.8)mm(外徑×壁厚，下同)的一類直徑較小、壁厚較薄的管材，是中央空調、現代家用電器、儀器、儀表中廣泛應用的重要原材料。其特點是加工難度大，附加值高。隨著我國裝備制造業、家電產業和海洋工業的迅速發展，銅和銅合金毛細管的市場需求越來越大。但是，在艦船、海水淡化和濱海電站等海水強腐蝕環境場所，銅和銅合金毛細管會因海水腐蝕而縮短使用壽命，降低儀器的可靠性。純磷毛細管具有極其優良的耐腐蝕性能，但磷的熱導率較低，厚壁毛細管的熱交換性能較差，薄壁毛細管的力學性能又難以滿足使用要求。

目前銅/磷復合管的制備方法主要有：直拉復合、液壓脹形復合和爆炸焊接等方法，通常都是由基層材料或基、覆層材料產生少量的塑性變形來獲得過盈配合而實現復合的，制備出的復合管界面結合強度低，雙層金屬變形協調性差，難以制成毛細管，尤其是磷層厚度不均勻，制成毛細管后難以保證磷層的厚度要求。

發明內容：

為解決上述工藝存在的問題，本發明的目的是提供一種采用冷旋鍛結合擴散退火和直拉成形制備銅/磷雙金屬毛細管的方法。該方法是利用旋鍛實現銅管和磷管的緊密結合，通過高溫擴散退火處理得到界面達到冶金結合狀態的銅/磷復合管；然后采用游動芯頭直拉或/和空直拉加工，并結合中間退火，得到高性能銅/磷雙金屬毛細管。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：采用多道次冷旋鍛的方法制備尺寸為Φ(9.0～15.0)mm×(1.5～2.0)mm的銅/磷復合管，然后在900～950℃和惰性氣體保護條件下擴散退火10～60min；退火后的管材直接進行多道次的直拉加工，結合中間退火，獲得尺寸為Φ(1.5～6.1)mm×(0.1～0.8)mm的銅/磷雙金屬毛細管。其中，所述多道次直拉可以采用直拉或盤拉，包括游動芯頭直拉或/和空直拉；直拉道次斷面減縮率在10％～40％之間；直拉累積斷面減縮率達到70％左右時，需進行一次中間退火；所述中間退火工藝為退火溫度500～600℃，退火時間1.5～1.0小時；直拉過程中施加潤滑，潤滑油可采用礦物油或植物油；直拉速度為1～20mm/min；所述惰性保護氣體可以是氮氣或氬氣。

本發明的具體步驟如下：

步驟1：采用冷旋鍛制備達到緊密結合的小直徑銅/磷復合管，工藝為：將磷管套入銅管內，插入涂上礦物油的芯棒后進行多道次斷面減縮率在20％左右的冷旋鍛成形，制得尺寸為Φ(9.0～15.0)mm×(1.5～2.0)mm的銅/磷復合管；

步驟2：對冷旋鍛制備的銅/磷復合管進行高溫擴散退火，以實現銅層和磷層界面的冶金結合。擴散退火制度為：加熱溫度為900～950℃，保溫時間為10～60min，并通入惰性氣體保護防止氧化；

步驟3：對經過擴散處理后的復合管材再進行多道次的游動芯頭直拉，使復合管尺寸達到外徑Φ6.1mm、壁厚0.825mm以下；其中，直拉的道次斷面減縮率在10％～40％之間，直拉累積斷面減縮率達到70％左右時，需進行一次中間退火；

步驟4：當管材外徑小于Φ2.0mm時，采用多道次空直拉，直拉道次斷面減縮率在10％～40％之間，直拉累積斷面減縮率達到70％左右時，需進行一次中間退火再繼續直拉，最終獲得尺寸為Φ(1.5～2.0)mm×(0.1～1.5)mm的銅/磷雙金屬毛細管。

本發明具有如下優點：

1、本發明采用冷旋鍛制備小尺寸銅/磷復合管，經擴散退火后直拉加工，成形所需變形力小，工具、模具壽命高，設備所需的驅動力小，生產成本低。

2、本發明利用冷旋鍛制備的復合管界面貼合緊密，在適當的高溫擴散退火條件下界面可達到冶金結合，有利于后續直拉成形，得到高性能的銅/磷雙金屬毛細管。

3、本發明采用游動芯頭直拉和空直拉相結合的方法，配以必要的中間退火，更有利于銅層和磷層的變形加工，得到的復合毛細管尺寸精度高、表面質量好。

具體實施方式：

下面結合實施例對本發明作進一步說明。

實施例1：尺寸為Φ3.0mm×1.5mm的銅/磷雙金屬毛細管的加工方法。