CN101956102B - 热交换器用平行流管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热交换器用平行流管及其制造方法，上述平行流管材料的组份和重量配比是：铁0.24-0.35％、硅0.05-0.12％、铜0.005-0.05％、锰1.1-1.4％、铬0.02-0.08％、镁0.10-0.20％、锌0-0.10％、钛0.010-0.035％，其余为铝；本发明的热交换器用平行流管重量轻、耐压性、耐久性和系统安全性较好，本发明涉及的方法解决了现有热交换器用平行流管的内筋开裂、焊合不良及薄壁化后爆破压力低等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种热交换器用平行流管，以及上述热交换器用平行流管的制造方法。
背景技术
随着汽车工业的飞速发展，汽车热交换器用蒸发器、冷凝器，已不再采用铜管铝箔制造的管片式结构，而是采用平行流多孔管(以下简称平行流管)和铝复合箔制造的平流式结构，它们具有体积小、重量轻、热交换性能好的优点。
平行流管是全铝微通道换热器的关键材料，随着汽车空调系统制冷剂的环保、高效化，对平行流管的耐压要求将越来越高，新一代无污染CO2制冷剂的采用，又对平行流管的耐压提出了更高的要求，在壁厚等同的条件下，爆破压力将从8MPa提高到12MPa以上，但目前使用的平行流管在重量、耐压、耐久等方面不是特别理想，而且平行流管因断面形状复杂、壁薄、孔数多、尺寸精度高，挤压生产难度较大，目前国内仅有少数几家企业在生产，但均存在产品内筋开裂、焊合不良及薄壁化后爆破压力低等质量缺陷，其余全部依赖从日本、韩国、美国、德国等国家进口。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种重量轻、耐压性、耐久性和系统安全性较好的热交换器用平行流管。
为解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：一种热交换器用平行流管，其材料的组份和重量配比是：铁0.24-0.35％、硅0.05-0.12％、铜0.005-0.05％、锰1.1-1.4％、铬0.02-0.08％、镁0.10-0.20％、锌0-0.10％、钛0.010-0.035％，其余为铝。
本发明还提供了上述材料的制造方法，该方法解决了现有热交换器用平行流管的内筋开裂、焊合不良及薄壁化后爆破压力低等问题。
本发明的热交换器用平行流管的制造方法包括以下步骤：
1)将按上述重量配比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出直径为Φ9.5mm或Φ12.5mm的紧密绕线的圆铝杆卷材。
2)将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为480-520℃，圆铝杆金属到温保持3-7小时后取出，冷却至常温。目的是降低圆铝杆的强度，满足挤压的要求，提高材料的热塑性，使合金组织和成分更加均匀。
3)将圆铝杆通过矫直装置进行矫直。
4)将矫直的圆铝杆通过连续剥皮机构，使铝杆周向车皮0.2～0.8mm，并采用高压空气对圆铝杆表面进行吹洗，确保表面光滑、清洁无污。目的是清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，防止在挤压过程中造成产品的夹杂、焊缝焊合不良、开裂、砂眼等缺陷，有利于减少模具的磨损。
5)在Conform连续挤压机上将剥皮后的圆铝杆连续挤压出各种不同规格的平行流管。
为了保证连续挤压过程的稳定，保证平行流管组织性能的均匀性，保证产品质量，在步骤5)的连续挤压过程中，须合理匹配挤压温度和挤压速度，挤压温度控制在420-480℃，挤压速度控制在40-100m/min。
6)在平行流管的表面进行喷锌处理。
为了提高平行流管的耐腐蚀性、抗老化性，提高平行流管的使用寿命，在步骤6)的喷锌处理过程中，喷锌厚度控制在1-2μm。为了保证锌层与平行流管铝的结合力，喷锌时平行流管表面的温度控制在400-460℃。
7)将平行流管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将平行流管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用平行流管。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
1)本发明通过对铁、硅、锰、镁、钛等合金元素的优化调整，并结合上述独特的制造方法，确保平行流管具有良好的表面质量和内在质量，具有良好的耐腐蚀性，其最终性能指标可达：抗拉强度Rm≥92MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2≥60MPa，伸长率≥30％。较好地符合热交换器用平行流管产品的使用要求。
2)本发明采用了剥皮机构，彻底清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，解决了现在常用的酸、碱液清洗带来的环境污染及水资源的浪费，确保了平行流管产品的表面质量和内在质量。
具体实施方式
实施例1
材料的化学成份配比是：
热交换器用平行流管的制作方法是：
1)将按上述重量配比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出直径为Φ9.5mm或Φ12.5mm的紧密绕线的圆铝杆卷材；
2)为了降低圆铝杆的强度，满足连续挤压的要求，提高材料的热塑性，使合金组织和成分更加均匀。将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为520℃，圆铝杆到温保持3小时后取出，冷却至常温；
3)将圆铝杆通过矫直装置进行矫直；
4)为了清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，防止在挤压过程中造成产品的夹杂、焊缝焊合不良、开裂、砂眼等缺陷，有利于减少模具的磨损。将矫直的圆铝杆通过连续剥皮机构，使圆铝杆周向车皮0.6mm，并采用高压空气对圆铝杆表面进行吹洗，确保表面光滑、清洁无污；
5)在Conform连续挤压机上将剥皮后的圆铝杆连续挤压出各种不同规格的平行流管。为了保证连续挤压过程的稳定，保证平行流管组织性能的均匀性，保证产品质量，在连续挤压过程中，须合理匹配挤压温度和挤压速度，挤压温度控制在460℃，挤压速度控制在80m/min。
6)在平行流管的表面进行喷锌处理。为了提高平行流管的耐腐蚀性、抗老化性，提高平行流管的使用寿命，在喷锌处理过程中，喷锌厚度控制在1.4μm。为了保证锌层与平行流管铝的结合力，喷锌时平行流管表面的温度控制在420℃。
7)将平行流管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将平行流管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用平行流管。
实施例2
材料的化学成份配比是：
热交换器用平行流管的制作方法是：
1)将按上述重量配比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出直径为Φ9.5mm或Φ12.5mm的紧密绕线的圆铝杆卷材；
2)为了降低圆铝杆的强度，满足连续挤压的要求，提高材料的热塑性，使合金组织和成分更加均匀。将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为490℃，圆铝杆到温保持6小时后取出，冷却至常温；
3)将圆铝杆通过矫直装置进行矫直；
4)为了清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，防止在挤压过程中造成产品的夹杂、焊缝焊合不良、开裂、砂眼等缺陷，有利于减少模具的磨损。将矫直的圆铝杆通过连续剥皮机构，使圆铝杆周向车皮0.2mm，并采用高压空气对圆铝杆表面进行吹洗，确保表面光滑、清洁无污；
5)在Conform连续挤压机上将剥皮后的圆铝杆连续挤压出各种不同规格的平行流管。为了保证连续挤压过程的稳定，保证平行流管组织性能的均匀性，保证产品质量，在连续挤压过程中，须合理匹配挤压温度和挤压速度，挤压温度控制在420℃，挤压速度控制在60m/min。
6)在平行流管的表面进行喷锌处理。为了提高平行流管的耐腐蚀性、抗老化性，提高平行流管的使用寿命，在喷锌处理过程中，喷锌厚度控制在2μm。为了保证锌层与平行流管铝的结合力，喷锌时平行流管表面的温度控制在460℃。
7)将平行流管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将平行流管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用平行流管。
实施例3
材料的化学成份配比是：
热交换器用平行流管的制作方法是：
1)将按上述重量配比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出直径为Φ9.5mm或Φ12.5mm的紧密绕线的圆铝杆卷材；
2)为了降低圆铝杆的强度，满足连续挤压的要求，提高材料的热塑性，使合金组织和成分更加均匀。将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为480℃，圆铝杆到温保持7小时后取出，冷却至常温；
3)将圆铝杆通过矫直装置进行矫直；
4)为了清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，防止在挤压过程中造成产品的夹杂、焊缝焊合不良、开裂、砂眼等缺陷，有利于减少模具的磨损。将矫直的圆铝杆通过连续剥皮机构，使圆铝杆周向车皮0.4mm，并采用高压空气对圆铝杆表面进行吹洗，确保表面光滑、清洁无污；
5)在Conform连续挤压机上将剥皮后的圆铝杆连续挤压出各种不同规格的平行流管。为了保证连续挤压过程的稳定，保证平行流管组织性能的均匀性，保证产品质量，在连续挤压过程中，须合理匹配挤压温度和挤压速度，挤压温度控制在480℃，挤压速度控制在100m/min。
6)在平行流管的表面进行喷锌处理。为了提高平行流管的耐腐蚀性、抗老化性，提高平行流管的使用寿命，在喷锌处理过程中，喷锌厚度控制在1.8μm。为了保证锌层与平行流管铝的结合力，喷锌时平行流管表面的温度控制在400℃。
7)将平行流管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将平行流管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用平行流管。
实施例4
材料的化学成份配比是：
热交换器用平行流管的制作方法是：
1)将按上述重量配比备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出直径为Φ9.5mm或Φ12.5mm的紧密绕线的圆铝杆卷材；
2)为了降低圆铝杆的强度，满足连续挤压的要求，提高材料的热塑性，使合金组织和成分更加均匀。将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为500℃，圆铝杆到温保持5小时后取出，冷却至常温；
3)将圆铝杆通过矫直装置进行矫直；
4)为了清除圆铝杆表面存在的油污、氧化皮及附着的各种颗粒杂质，防止在挤压过程中造成产品的夹杂、焊缝焊合不良、开裂、砂眼等缺陷，有利于减少模具的磨损。将矫直的圆铝杆通过连续剥皮机构，使圆铝杆周向车皮0.8mm，并采用高压空气对圆铝杆表面进行吹洗，确保表面光滑、清洁无污；
5)在Conform连续挤压机上将剥皮后的圆铝杆连续挤压出各种不同规格的平行流管。为了保证连续挤压过程的稳定，保证平行流管组织性能的均匀性，保证产品质量，在连续挤压过程中，须合理匹配挤压温度和挤压速度，挤压温度控制在440℃，挤压速度控制在40m/min。
6)在平行流管的表面进行喷锌处理。为了提高平行流管的耐腐蚀性、抗老化性，提高平行流管的使用寿命，在喷锌处理过程中，喷锌厚度控制在1μm。为了保证锌层与平行流管铝的结合力，喷锌时平行流管表面的温度控制在440℃。
7)将平行流管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将平行流管表面的水吹干后收线盘卷，即制得本发明的热交换器用平行流管。
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种热交换器用平行流管的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将备好的各原料加入到熔炼炉中，采用连铸连轧方法生产出直径为Φ9.5mm或Φ12.5mm的紧密绕线的圆铝杆卷材；
所述原料的组份和重量配比是：铁0.24-0.35％、硅0.05-0.12％、铜0.005-0.05％、锰1.1-1.4％、铬0.02-0.08％、镁0.10-0.20％、锌0-0.10％、钛0.010-0.035％，其余为铝；
2)将圆铝杆卷材放在退火炉中进行均质化退火，退火温度为480-520℃，圆铝杆金属到温保持3-7小时后取出，冷却至常温；
3)将圆铝杆通过矫直装置进行矫直；
4)将矫直的圆铝杆通过连续剥皮机构，使铝杆周向车皮0.2～0.8mm，并采用高压空气对铝杆表面进行吹洗，确保表面光滑、清洁无污；
5)在Conform连续挤压机上将剥皮后的圆铝杆连续挤压出各种不同规格的平行流管；
6)在平行流管的表面进行喷锌处理；
7)将平行流管通过冷却水槽进行冷却，并用高压风将平行流管表面的水吹干后收线盘卷，即制得所述的热交换器用平行流管；
在所述步骤5)的连续挤压过程中，挤压温度控制在420-480℃，挤压速度控制在40-100m/min；
在所述步骤6)的喷锌处理过程中，喷锌厚度控制在1-2μm，喷锌时平行流管表面的温度控制在400-460℃。
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