[发明专利]铜铝复合管成形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种铜铝复合管，尤其是涉及到一种铜铝复合管的成形方法。

背景技术

铜铝复合管属双金属管。双金属管按其用途常分为以下几类：1)石油、化工领域用耐蚀管，一般内衬管为奥氏体不锈钢、外层为低碳钢：2)抗磨双金属复合管，一般内衬为高铬铸铁、外部采用钢管；3)家装用双金属复合管，一般内衬用钢管，外复铜或铝管；4)换热器用铜铝复合管，目的是以铝代铜，降低成本。

铜管是目前电冰箱、空调换热器用主要部件。在当今世界制造业逐渐向中国转移的背景下，市场竞争日益加剧，降低成本已成为相关生产企业的当务之急。在保证使用性能条件下开发低成本管材是降低成本的关键。以铝部分代铜，开发新型铜铝复合管产品，既可保持铜管的杀菌、环保要求，又可大幅度降低管材，具有良好的市场前景。铜铝复合管是一种内层为铜或铜合金，外层为铝或铝合金，经冶金结合而形成的双金属复合管。它综合了铜铝两种金属的特点，导热、导电，与水相容，耐候、耐久、抗氧化、耐腐蚀，强度较高，具有杀菌、环保特点，且比重小、价格低廉，可替代昂贵的纯铜管，广泛应作空调、冰箱蒸发器和冷凝器、冰箱连接管、风机盘管、太阳能热水管、暖气散热管、铜自来水管等。以空调为例，每使用1吨的铜铝复合管可节约850公斤铜，每台空调因此降低成本120~150元。此外，采用铝铜复合管后，管材与空调的铝翘片间不发生电化学腐蚀，长期使用不降低空调的效果，同时可提高空调的能效比。

目前国内外普遍采用的双金属复合管制造方法为机械贴合(如热挤压、冷拔、冷旋压等)以及涂层法。机械贴合法生产的管材，内外层管未达到牢固的冶金结合，不可避免地存在层间间隙，会形成间隙腐蚀甚至造成管道阻塞，使用的安全性差和使用寿命短。涂层法表面改性的管材，尽管价格低廉，但存在漏涂、碰撞破损等问题，达不到应有的耐蚀作用，且施工要求法兰连接，施工难度大和施工成本高。近年来，陆续有新的双金属复合管制造方法或工艺出现。如中国专利1358946A(申请号：02113245.3)给出了氩弧焊制作不锈钢-碳钢复合管的方法，该方法对材料的焊接性能要求较高，且生产效率低，不适合铜铝复合管的生产。专利1375362A(申请号02114525.3)提出首先在基管与衬管间涂覆钎料，然后冷拉复合，再经中频感应钎焊的方法生产不锈钢-碳钢耐蚀管。该工艺可有效提高双金属管的结合强度，生产效率较高，但对材料焊接性能要求苛刻，不适用于铜铝复合管的制作。专利1565757A(申请号：03131885.1)公开了一种离心铸造生产碳钢-高铬铸铁耐磨复合管的方法，其工艺包括熔炼、铸造、热处理等，工艺流程长，控制复杂、生产成本高。因此，已有的双金属复合管生产方法不适合铜铝复合管产品的制作。

我国在铝铜双金属复合管的开发方面刚刚起步，目前尚未系统掌握其复合生产技术，本发明提出一种带游动芯头连续挤压包覆生产铜铝复合管的方法，达到铝铜冶金结合，其工艺简单、生产低成本并可实现连续化。

连续挤压包覆技术可实现无限长铝包铜线的生产，但在铜铝复合管的成形过程中受到铜管强度的限制，无法直接包覆成形。为提高铜管强度，研究者提出以下方式进行改善：1)铜管内灌沙，2)铜管内塞金属棒，3)铜管内注水。试验研究发现铜管内灌沙，不能根本解决铜管在成形过程中压扁的问题，无法顺利进行铝材的包覆；铜管内塞入金属棒(钢棒)后可以顺利实现包覆，但无法脱棒，故不能采用；将铜管内现注满水、后封住端口，再进行挤压包覆，由于挤压包覆过程中局部温度可达500℃以上，导致管内水大量气化，或使端口泻水，其不到提高铜管强度的作用，因而该方法无法应用。

发明内容

本发明的目的是解决现有双金属复合管技术无法进行铜铝复合管的制作以及克服单一连续挤压包覆技术过程中双金属管成形困难等不足，提供一种技术工艺简单、节能并可实现双金属冶金复合并连续生产的铜铝复合管成形方法。

本发明铜铝复合管成形的方法的技术方案是：该方法依次包括如下步骤：

(1)铝杆矫直，作为包覆材；

(2)铜管内外表面清洗，作为芯材，铝杆表面清洗，除去油污及氧化物；

(3)将芯头从铜管一端装入，芯头嵌入铜管；

(4)阳模、阴模装入模腔，模腔装配完成后置入抬起的挤压靴中，预热模腔；

(5)模腔达到预热温度后，放下挤压靴并压紧，再将带有芯头的铜管穿过阳模孔，启动电源，使挤压轮转动，同时铝杆通过挤压轮槽与压紧轮形成的喂料口进入模腔，在挤压轮带动下通过坯料(芯材、包覆材)与挤压轮间的摩擦力在阴模内实现挤压包覆；