一种新型温控器毛细管材料的增韧方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金的增韧技术，具体涉及一种新型温控器毛细管材料的增韧方法。
【背景技术】
[0002]原来的温控器毛细管材料是紫铜，因紫铜韧性好，塑性变形大，适合于温控器的使用。但铜的价格很高，国际市场上的行情变化很大。为了节约成本，增加企业效益，增加产品在市场中的占有率，又不影响产品质量，希望用铝合金取代原来的紫铜材料。但铝合金在初步使用中发现，工人稍有不慎，容易出现疲劳断裂现象，使产品报废。为此需要通过对材料热处理的方式增加铝合金的韧性。铝合金便宜，比重是紫铜的三分之一，目前铝合金单价是铜的三分之一左右，两者相差九分之一。如果铝合金能取代紫铜的话，可大大降低原材料成本，提高企业经济效益。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种新型温控器毛细管材料的增韧方法，增韧后的铝合金能够取代紫铜，用于温控器毛细管中，降低原材料成本，提高企业经济效益。
[0004]本发明采用的技术方案为:一种新型温控器毛细管材料的增韧方法，该材料为铝合金，其特征在于该材料增韧步骤如下:
(1)对材料进行退火处理，设定材料初始退火的温度为T1=200°C,不断增加温度增量DT=50 °C，形成一个温度自变量 T=200 °C,250oC,300oC,350oC,400oC,450°C ；
(2)设定材料在初始退火温度T。时的保温时间为t1=1.0小时，不断增加保温时间增量Dt=0.5小时，形成一个保温时间自变量t=l.0小时、1.5小时、2.0小时、2.5小时、3.0小时、3.5小时、4.0小时；
(3)以退火温度T和保温时间t为自变量，材料韧度指标延伸率d为因变量，用42组实验数据，描绘出d = d(T, t)的三维曲面图；
(4)有几种不同的材料，就可以作几个不同的d= d(T, t)的三维曲面图，通过数学求导方法，即Hd/HT=0及Hd/1t=0，求d的极大值，以d极大值相对应的自变量(T*，t*)为最优结果；
(5)如果无法通过(4)的步骤求到极值，则以三维曲面图中d最大值相对应的自变量(T*，t*)为最优结果；
(6)要求该材料的力学韧度指标延伸率d在30%~40%之间，与铜接近；
(7)最终提供的三个关键要素是:(a)材料的名称及牌号；(b)退火最佳温度T*; (c)退火最佳保温时间t*。
[0005]本发明的优点是:一种能取代紫铜的材料，它比铜的价格便宜，比重比铜低，材料的延伸率接近铜，安装时不易折断，热传感效应等重要技术指标可以达到温控器的要求；达到或接近铜的水准。由于铝合金的成本仅为紫铜的1/9~1/3，故能大大降低企业的原材料成本，显著提高企业的经济效益。
【具体实施方式】
[0006]实施例1
(I)选定圆棒销合金的外径为2.2mm，内径为0.7mm，每根长度为200mm，每组选3根。将7组共21根试样放入小型退火炉中；选定初始退火温度!\=200 °C，初始保温时间为&=1小时，也就是将退火炉中温度加热到200 X，并保温I小时，之后迅速开炉将第I组共3根试样取出，并迅速闭合炉子。第I组试样放入空气中自然常温冷却。冷却后放入试样袋中，作好第I组试样的标记!\=200 °C，t1=l小时。
[0007](2)此时的退火炉中温度仍然是200 °C，继续保温0.5小时，同样的方法取出第2组共3根试样，作好第2组试样的标记1\=200 0C, t2=l.5小时。
[0008](3)用以上同样的方法每隔0.5小时取出一组共3根试样，作好相应的标记，直到取完第7组试样为止。第7组试样的标记为1\=200 0C, t7=4.0小时。
[0009](4)类似于(I) ~ (3)的过程，分别将退火温度T设为250°C、300°C、350°C、400°C、450°C，保温时间t设为1.0小时、1.5小时、2.0小时、2.5小时、3.0小时、3.5小时、4.0小时，重复以上步骤，作好相应的退火温度和保温时间的标记。
[0010](5)总共有6x7=42组，每组3根，共有3x42=126根试样。为保证基准不重合产生偏差，所有实验应在同一退火炉上完成。
[0011](6)对于每一组的3根试样，取其工作段的长度为100mm，到电子万能试验机上做拉伸实验。为了夹紧试样，需要在空心试样的两头塞入直径合适的细小钢丝。
[0012]在试验机上，选择好合适的加载速率，一直把试样拉断为止，测量拉断后工作段的长度。延伸率d的定义为d=Dl/l(Tl00%=(ll-10) /1(Τ100%，其中11为拉断后工作段的拼接长度；10为工作段的原长100mm。分别测出某一组3根试样的延伸率d，取其平均值作为该组试样的延伸率d。
[0013](8)以热处理温度T和保温时间t为自变量，材料韧度指标延伸率d为因变量，用42组实验的数据点，描绘出d = d(T, t)的三维曲面图。
[0014](9)有几种不同的材料，就可以描绘出几个不同的d = d(T, t)的三维曲面图。通过数学求导方法，即Hd/HT=0及Hd/1t=0，求d的极大值，以d极大值相对应的自变量(T*，t*)为最优结果；
(10)如果无法通过(9)的步骤求到极值，则以三维曲面图中d最大值相对应的自变量(T*，t*)为最优结果；
(II)要求材料的力学韧度指标延伸率d在30%~40%之间，与铜接近；最终提供的三个关键要素是:(a)材料的名称及牌号；(b)最佳退火温度T* ; (c)最佳退火保温时间t*。
【主权项】
1.一种新型温控器毛细管材料的增韧方法，该材料为铝合金，其特征在于该材料增韧步骤如下: (1)对原材料进行退火处理，设定材料初始退火温度为T1,不断增加温度增量DT，形成一个温度自变量T ; (2)设定材料在初始退火温度T1时的初始保温时间为t:，不断增加保温时间增量Dt，形成一个保温时间自变量t; (3)以退火温度T和保温时间t为自变量，材料韧度指标延伸率d为因变量，用42组实验数据，描绘出d = d(T, t)的三维曲面图； (4)有几种不同的材料，就可以作几个不同的d= d(T, t)的三维曲面图，通过数学求导方法，即Hd/HT=0及Hd/1t=0，求d的极大值，以d极大值相对应的自变量(T*，t*)为最优结果； (5)如果无法通过(4)的步骤求到极值，则以三维曲面图中d最大值相对应的自变量(T*，t*)为最优结果； (6)要求该材料的力学韧度指标延伸率d在30%~40%之间，与铜接近； (7)最终提供的三个关键要素是:(a)材料的名称及牌号；(b)退火最佳温度T*; (c)退火最佳保温时间t*。2.根据权利要求1所述的一种新型温控器毛细管材料的增韧方法，其特征在于:所述设定材料初始退火的温度!\为200 °C。3.根据权利要求1所述的一种新型温控器毛细管材料的增韧方法，其特征在于:所述退火温度增量DT为50°C。4.根据权利要求1所述的一种新型温控器毛细管材料的增韧方法，其特征在于:所述退火温度T的初始保温时间^为I小时。5.根据权利要求1所述的一种新型温控器毛细管材料的增韧方法，其特征在于:所述保温时间增量Dt为0.5小时。
【专利摘要】本发明公开了一种新型温控器毛细管材料的增韧方法。该材料为铝合金，其方法为：首先作材料试样的退火处理，退火温度T从T1=200oC开始，50oC作为一个增量DT往上加，即200oC、250oC、…、450oC；保温时间t从t1=1.0小时开始，0.5小时作为一个增量Dt往上加，即1.0小时、1.5小时、…、4.0小时。之后测量试样的力学指标延伸率d，以较高延伸率那一组的退火温度T*和保温时间t*作为最佳的增韧方案。本发明的优点是：增韧后，铝合金性能能够取代紫铜，用于温控器毛细管中，降低原材料成本，提高企业经济效益。
【IPC分类】C22F1/04
【公开号】CN104947012
【申请号】CN201510395784
【发明人】杨加明, 赵晴, 朱家宏
【申请人】南昌航空大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月8日