[發明專利]制冷閥部件、制冷閥及其制造方法

有效

• 申請號: 201480000198.1
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN105247258B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 劉亮;陳雨忠;潘美燕
• 申請（專利權）人: 浙江三花制冷集團有限公司
• 主分類號: F16K11/00
• 分類號: F16K11/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及制冷閥，具體涉及一種基于多層結構銅鋼雙金屬復合材料的制冷閥部件、制冷閥及其制造方法。

背景技術

空調等制冷系統的制冷閥主要由銅質的閥體和若干接管焊接而成。一般來說，制冷閥還包括閥針、閥帽、滑塊等零部件，只是閥體和接管是制冷閥的主要的承壓件。其中，閥體可采用例如黃銅鍛造加工，接管則采用例如銅管加工。近年來，在原材料銅價上漲的大背景下，銅質制冷閥部件普遍存在薄壁化的趨勢，以減少銅材使用量，降低產品成本，但這將導致較大的安全隱患，并詳細分析如下。

首先，通常采用例如含銀的銅焊料來焊接閥體和接管。焊接、尤其是爐焊工藝的實施溫度較高，很容易導致制冷閥部件的微觀晶粒長大。然而，根據材料學中的霍爾佩奇關系式(Hall Petch relationship)，材料的平均晶粒直徑增大將導致該材料的屈服強度降低。因此，焊接工藝導致制冷閥部件的微觀晶粒長大，將使得最終制成的制冷閥的強度有可能低于設計強度，從而影響制冷系統的運行安全。

其次，在制冷系統應用環境下，銅質部件還存在一種特殊的腐蝕方式、即蟻巢腐蝕(ant nestcorrosion)。所謂蟻巢腐蝕，是指材料的顯微結構被破壞得具有很像螞蟻在地面以下打的洞的孔洞。一般來說，制冷閥加工過程中殘留的揮發油、清洗劑、助焊劑等輔料本身不會引起蟻巢腐蝕，但這些輔料在通過與氧氣接觸并水解后會形成低級羧酸，從而引發蟻巢腐蝕。蟻巢腐蝕產生的孔洞將使得銅質部件的實際厚度小于產品設計時的安全厚度，并且其中的貫穿孔洞還將直接導致泄漏，從而影響制冷系統運行壽命及運行安全。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是，如何以盡量低的制造成本加工出滿足安全性能要求的制冷閥。

為了解決上述技術問題，根據本發明的一方面，提供了一種制冷閥部件，該制冷閥部件為制冷閥的接管或者閥體，由多層結構的銅鋼雙金屬復合材料制成，并且所述銅鋼雙金屬復合材料包括：第一銅層，其將與流過所述制冷閥部件的制冷劑接觸；鋼層，其為所述制冷閥部件的結構支撐；以及基于銅鋼的第一微合金層，其位于所述第一銅層與所述鋼層之間。

對于上述制冷閥部件，在一種可能的實現方式中，所述鋼層可為不銹鋼或者碳鋼。

對于上述制冷閥部件，在一種可能的實現方式中，所述制冷閥部件的端口處形成有保護層，以避免所述碳鋼被腐蝕。在一種可能的具體實現方式中，所述保護層可優選為銅質保護層，并且厚度可約為20μm～80μm。

對于上述制冷閥部件，在一種可能的實現方式中，所述銅鋼雙金屬復合材料還可包括第二銅層以及基于銅鋼的第二微合金層，并且所述第二微合金層位于所述鋼層與所述第二銅層之間。

對于上述制冷閥部件，在一種可能的實現方式中，所述第一銅層和/或所述第二銅層可為純銅或者銅合金，并且厚度可約為20μm～120μm。

對于上述制冷閥部件，在一種可能的實現方式中，所述第一微合金層可在所述第一銅層與所述鋼層之間呈波浪狀延伸；和/或所述第二微合金層可在所述第二銅層與所述鋼層之間呈波浪狀延伸。

對于上述制冷閥部件，在一種可能的實現方式中，所述第一微合金層的元素成分可分別向所述第一銅層與所述鋼層呈梯度變化；和/或所述第二微合金層的元素成分可分別向所述第二銅層與所述鋼層呈梯度變化。

對于上述制冷閥部件，在一種可能的實現方式中，所述第一微合金層與所述第二微合金層的元素成分可相對于所述鋼層呈中心對稱。

對于上述制冷閥部件，在一種可能的實現方式中，所述第一微合金層和/或所述第二微合金層的厚度可約為0.01μm～5μm。

為了解決上述技術問題，根據本發明的另一方面，提供了一種制冷閥，該制冷閥包括一個閥體和至少一個接管，其中所述閥體和所述至少一個接管中的至少一個部件為如上所述的制冷閥部件。

為了解決上述技術問題，根據本發明的又一方面，提供了一種用于制造上述制冷閥的制造方法，其包括：基于所述制冷閥的公稱直徑、設計壓力和最高使用溫度，計算所述制冷閥部件的最小壁厚；基于所計算出的最小壁厚，結合估算出的加工變形量，選用厚度適當的如上所述的銅鋼雙金屬復合材料；利用沖壓工藝將所述銅鋼雙金屬復合材料加工成所述制冷閥部件；以及通過焊接工藝將所述制冷閥部件與其它制冷閥部件連接成所述制冷閥。

對于上述制造方法，在一種可能的實現方式中，所述沖壓工藝包括利用模具進行的多次拉深工藝。

對于上述制造方法，在一種可能的實現方式中，所述焊接工藝包括在隧道爐內進行的無銀釬焊焊接。