一种铝质高效传热管的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铝质高效传热管的生产工艺，包括如下步骤：1）连续挤压管坯：以纯铝杆或铝合金杆为原料，通过连续挤压机组制得大长度的纯铝杆或铝合金管坯；2）拉伸变形：将大长度的纯铝杆或铝合金杆管坯采用多道次拉伸变形，拉伸变形过程中使用乳液润滑或者油润滑，制得铝或铝合金管材的壁厚偏差为±0.008mm；3）内螺纹成型：将铝或铝合金管材导入内螺纹成型机进行内螺纹加工成型制成内螺纹铝或铝合金管；4）采用高温退火设备将内螺纹成型的铝或铝合金管进行退火。本发明具有流程短、高效节能的特点，制得的铝质高效传热管可以代替内螺纹铜管，达到节约铜资源、降低生产成本和使用成本的效果。
【专利说明】一种铝质高效传热管的生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属加工【技术领域】，尤其涉及一种铝质高效传热管的生产工艺。
【背景技术】
[0002]在空调制冷行业，随着空调器向大容量、低能耗及体积小型化方向发展，具有高效传热管的内螺纹管逐渐代替了传统的光面管，成为制作高性能空调制冷的蒸发器和冷凝器的专用传热管。
[0003]内螺纹管内壁带有一定螺旋角的多头螺纹凸筋，因其具有独特的涡流、螺旋导向、热交换性，热交换面积增大，大大提高了管材的散热效率，由于管内壁螺纹的存在，同时又能使冷却介质在管内呈紊流状流动，从而加快了热交换过程，达到增加传热效果的目的，是制冷业尤其是家电、汽车空调用管材的更新换代产品，也是当今各国竞相研制开发的一项新技术。
[0004]目前，在空调制冷行业中应用广泛的是内螺纹铜管，由于我国铜资源短缺，铜价较高，造成生产成本高；而我国的铝资源丰富，目前铝的价格仅是铜的三分之一，比重是铜的三分之一，而且铝的各项性能指标与铜接近，开发一种铝质高效传热管对我国的制冷行业发展具有显著的的经济效益和社会效益。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供了一种铝质高效传热管的生产工艺，具有流程短、高效节能的特点，制得的铝质高效传热管可以代替内螺纹铜管，达到节约铜资源、降低生产成本和使用成本的效果。
[0006]本发明采取的技术方案是:
[0007]本发明的铝质高效传热管的生产工艺具体如下:
[0008](I)连续挤压管坯:以纯铝杆或铝合金杆为原料，通过连续挤压机组制得大长度的纯招管或招合金管还;
[0009](2)拉伸变形:将步骤(I)所得的大长度的纯铝管或铝合金管坯采用多道次拉伸变形，拉伸变形过程中使用乳液润滑或者油润滑，制得铝或铝合金管材的壁厚偏差为±0.008mm ；
[0010](3)内螺纹成型:将步骤(2)所得的铝或铝合金管材导入内螺纹成型机进行内螺纹加工成型制成内螺纹铝或铝合金管；
[0011](4)采用高温退火设备将步骤(3)所得的内螺纹成型的铝或铝合金管进行退火，SP得到本发明的铝质高效传热管。
[0012]步骤(I)中，纯铝杆或铝合金杆的直径为9.5mm?30mm ;纯铝管或铝合金管坯直径为 10mm ?25mm,壁厚为 0.3mm ?1.5mm。
[0013]步骤(I)中，连续挤压机采用单轮单槽、单轮双槽机型中的一种。连续挤压机的主轴转速为10?20转/分，腔体温度为400°C?600°C。[0014]步骤(2)中，各道次的延伸系数为1.05?1.45 ;所述的拉伸变形工序中拉伸模角为9?12°，芯头采用固定芯头和游动芯头。芯头锥度为8?11°，拉模角与芯头角度差为I?3。。
[0015]步骤(4)中，退火温度为340?400°C，保温30min?50min。
[0016]本发明的积极效果如下:
[0017]通过使用本发明提供的一种铝质高效传热管的生产工艺，具有以下优点:1.该生产工艺流程短、能耗低、成材率高，采用所述的技术可以生产铝质高效传热管，可以广泛应用于家用空调、冰柜、冰箱、汽车空调等领域，可以替代目前大量使用的内螺纹铜管，可以节约大量的铜资源，降低使用昂贵的铜原料的生产成本。2.采用连续挤压技术生产铝及铝合金管坯，采用规格单一的铝或铝合金杆，只需简单的更换模具，就可以生产各种规格的管材，而且利用摩擦力作为加热源，与传统的铝管生产技术相比具有生产效率高、能耗低、成材率高等优点。3.采用硬态铝或铝合金管坯直接导入内螺纹成型机进行内螺纹成型，打破了加工内螺纹管时必须进行退火处理的传统工艺方法，降低了生产成本，提高了生产效率。
【具体实施方式】
[0018]下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
[0019]实施例1
[0020]I)连续挤压管坯:以直径为9.5mm的纯铝杆为原料，采用连续挤压技术生产大长度连续挤压管坯，通过连续挤压机组制得大长度的纯铝杆管坯；连续挤压机采用单轮单槽机型，连续挤压机的主轴转速为15转/分，腔体温度为500°C，制得的大长度纯铝杆管坯的直径为15mm,壁厚为0.5mm。
[0021]2)拉伸变形:将步骤I)所得的大长度的纯铝杆管坯进行拉伸变形，拉伸变形过程中使用油润滑，拉伸模角为11°，芯头采用游动芯头，芯头锥度为10°，拉伸模角与芯头角度差为2°，制得的铝管材的直径为12.7mm，壁厚0.43mm，壁厚偏差稳定的控制在±0.008mm，为后续的加工变形提供了性能优良、壁厚均匀、尺寸精度高、表面光洁的铝管材。
[0022]3)内螺纹成型:将步骤2)所得的铝管材导入内螺纹成型机进行内螺纹加工成型制成直径为9.52mm，壁厚为0.35mm，齿高0.2mm，螺旋角18°内螺纹铝管。采用硬态铝管直接导入内螺纹成型机进行内螺纹成型，打破了加工内螺纹管时必须进行退火处理的传统工艺方法，降低了生产成本，提高了生产效率。内螺纹成型包括减径拉伸和旋压成型，减径拉伸的目的是为内螺纹芯头提供轴向定位，选用小变形量，以期减少拉伸作用力、减少模具和芯头的负荷。为了达到减少拉伸作用力、减少模具和芯头的负荷，外模锥角在14°时，外模与芯头锥角之差在2°。旋压成型时，铝管内表面安装了与游动芯头相连而处于浮动状态的螺纹芯头，外表面有高速旋转的滚球。高速旋转的钢环通过摩擦带动滚球旋转，使滚球以一定的转速度在管坯的表面做行星运动，同时管坯以一定速度沿拉拔方向进给，而芯头在与铝管内表面以形成齿啮合以及铝管轴向拉拔的驱动下周向旋转。
[0023]4)采用高温退火设备将步骤3)所得的内螺纹成型的铝管进行退火，退火温度为380°C，保温 45min。
[0024]实施例2[0025]I)连续挤压管坯:以直径为20mm的铝合金杆为原料，采用连续挤压技术生产大长度连续挤压管坯，通过连续挤压机组制得大长度的铝合金管坯；连续挤压机采用单轮双槽机型；连续挤压机的主轴转速为10转/分，腔体温度为400°C，制得的大长度铝合金管坯的直径为20mm,壁厚为1.0mm。
[0026]2)拉伸变形:将步骤I)所得的大长度的铝合金杆管坯采用进行拉伸变形，拉伸变形过程中使用乳液润滑，拉伸模角为9°，芯头采用固定芯头。芯头锥度为8°，拉模角与芯头角度差为1°，制得的铝合金管材的直径为18.7mm，壁厚0.93mm，壁厚偏差稳定的控制在±0.008mm。为后续的加工变形提供了性能优良、壁厚均匀、尺寸精度高、表面光洁的铝合金管材。
[0027]3)内螺纹成型:将步骤2)所得的铝合金管材导入内螺纹成型机进行内螺纹加工成型制成直径为15.52_，壁厚为0.78_，齿高0.2mm，螺旋角18°的内螺纹铝合金管。采用硬态铝合金管直接导入内螺纹成型机进行内螺纹成型，打破了加工内螺纹管时必须进行退火处理的传统工艺方法，降低了生产成本，提高了生产效率。内螺纹成型包括减径拉伸和旋压成型，减径拉伸的目的是为内螺纹芯头提供轴向定位，选用小变形量，以期减少拉伸作用力、减少模具和芯头的负荷。为了达到减少拉伸作用力、减少模具和芯头的负荷，外模锥角在13°时，外模与芯头锥角之差在1.5°。旋压成型时，铝合金管内表面安装了与游动芯头相连而处于浮动状态的螺纹芯头，外表面有高速旋转的滚球。高速旋转的钢环通过摩擦带动滚球旋转，使滚球以一定的转速度在管坯的表面做行星运动，同时管坯以一定速度沿拉拔方向进给，而芯头在与铝管内表面以形成齿啮合以及铝合金管轴向拉拔的驱动下周向旋转。
[0028]4 )采用高温退火设备将步骤3 )所得的内螺纹成型的铝合金管进行退火，退火温度为 340°C，保温 30min。
[0029]实施例3
[0030]I)连续挤压管坯:以直径为30_的纯铝杆为原料，采用连续挤压技术生产大长度连续挤压管坯，通过连续挤压机组制得大长度的纯铝杆管坯；连续挤压机采用单轮双槽机型；连续挤压机的主轴转速为20转/分，腔体温度为600°C，制得的大长度纯铝杆管坯的直径为25mm,壁厚为1.5mm。
[0031]2)拉伸变形:将步骤I)所得的大长度的纯铝杆管坯采用进行拉伸变形，拉伸变形过程中使用油润滑，拉伸模角为12°，芯头采用游动芯头。芯头锥度为11°，拉模角与芯头角度差为3°，制得的铝管材的直径为22.7mm，壁厚1.43mm，壁厚偏差稳定的控制在±0.008mm，为后续的加工变形提供了性能优良、壁厚均匀、尺寸精度高、表面光洁的铝管材。
[0032]3)内螺纹成型:将步骤2)所得的铝管材导入内螺纹成型机进行内螺纹加工成型制成直径为19.52mm，壁厚为1.35mm，齿高0.2mm，螺旋角18°内螺纹铝管。采用硬态铝管直接导入内螺纹成型机进行内螺纹成型，打破了加工内螺纹管时必须进行退火处理的传统工艺方法，降低了生产成本，提高了生产效率。内螺纹成型包括减径拉伸和旋压成型，减径拉伸的目的是为内螺纹芯头提供轴向定位，选用小变形量，以期减少拉伸作用力、减少模具和芯头的负荷。为了达到减少拉伸作用力、减少模具和芯头的负荷，外模锥角在14°时，夕卜模与芯头锥角之差在2°。旋压成型时，铝管内表面安装了与游动芯头相连而处于浮动状态的螺纹芯头，外表面有高速旋转的滚球。高速旋转的钢环通过摩擦带动滚球旋转，使滚球以一定的转速度在管坯的表面做行星运动，同时管坯以一定速度沿拉拔方向进给，而芯头在与铝管内表面以形成齿啮合以及铝管轴向拉拔的驱动下周向旋转。
[0033]4)采用高温退火设备将步骤3)所得的内螺纹成型的铝管进行退火，退火温度为400°C，保温 50min。
[0034]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种铝质高效传热管的生产工艺，其特征在于:该工艺具体如下:(1)连续挤压管坯:以纯铝杆或铝合金杆为原料，通过连续挤压机组制得大长度的纯铝管或铝合金管坯； (2)拉伸变形:将步骤(I)所得的大长度的纯铝管或铝合金管坯采用多道次拉伸变形，拉伸变形过程中使用乳液润滑或者油润滑，制得铝或铝合金管材的壁厚偏差为±0.008mm ； (3)内螺纹成型:将步骤(2)所得的铝或铝合金管材导入内螺纹成型机进行内螺纹加工成型制成内螺纹铝或铝合金管； (4)采用高温退火设备将步骤(3)所得的内螺纹成型的铝或铝合金管进行退火，即得到本发明的铝质高效传热管。
2.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于:步骤(I)中，纯铝杆或铝合金杆的直径为9.5mm?30mm ;纯招管或招合金管还直径为IOmm?25mm,壁厚为0.3mm?1.5mm。
3.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于:步骤(I)中，连续挤压机采用单轮单槽、单轮双槽机型中的一种。
4.如权利要求3所述的生产工艺，其特征在于:连续挤压机的主轴转速为10?20转/分，腔体温度为400°C?600°C。
5.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于:步骤(2)中，各道次的延伸系数为1.05?1.45 ;所述的拉伸变形工序中拉伸模角为9?12°，芯头采用固定芯头和游动芯头。
6.如权利要求5所述的生产工艺，其特征在于:芯头锥度为8?11°，拉模角与芯头角度差为I?3°。
7.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于:步骤(4)中，退火温度为340?400°C，保温 30min ?50min。
【文档编号】B23P15/26GK103769831SQ201410016839
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】杨斌, 李明茂, 徐高磊 申请人:江西理工大学