一种新型铜铝复合管制造技术

本实用新型专利技术涉及一种铜铝复合管，特别涉及内层为铜层、外层为铝层的一种新型铜铝复合管，本实用新型专利技术属于金属管材加工制造领域。本实用新型专利技术包括铜层(1)和铝层(2)，铜层(1)在内，铝层(2)在外，在铜层(1)和铝层(2)之间设置有中间夹层(3)，中间夹层(3)为锰层、镍层、铬层中的任一种，在铜层(1)和中间夹层(3)之间具有第一冶金结合层(4)，中间夹层(3)和铝层(2)之间具有第二冶金结合层(5)。本实用新型专利技术好处是：(1)品质优良，机械性能好。能实现正常退火，具有十分优良的焊接性。退火温度比一般铜铝复合管高100℃左右，焊接温度最高可达到500℃；(2)生产效率高，成本低，适用范围广。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种铜铝复合管，特别涉及内层为铜层、外层为铝层的一种新型 铜铝复合管，本技术属于金属管材加工制造领域。
技术介绍
铜及铜合金管做为流体的输送管在建筑、制冷、空调、冰箱、太阳能、热水器、冷凝 器、散热器等领域和产品上被广泛地应用，这是由于铜和铜合金具有良好的耐蚀性、导热性 和良好的机械性能等，但是铜及铜合金管却存在着资源有限、价格高、比重大等缺陷。为了 弥补上述不足，人们偿试用资源丰富、价格低、比重小的铝及合金管来替代铜及铜合金管， 虽然铝的价格仅为铜的1/3，而其比重也仅有铜的1/3，但是铝管与铜管相比却存在着强度 低、导热性和耐蚀性差以及综合机械性能差等缺陷，因此用铝及铝合金管来代替铜及铜合 金管，在很多场合无法满足质量要求，致使铝及铝合金管无法替代铜及铜合金管。因此人们 开始研制兼顾铜铝两种金属优点的铜铝复合管来替代铜及铜合金管，用以弥补铜及铜合金 管所存在的缺陷。铜铝复合管有四种型式。第一种中间为铜层、内外复合铝层的铜铝复合管，这种铜 铝复合管在性能上就如同纯粹的铝及其合金管材，不但没有克服铝管的缺陷，还带来加工 困难、成本较高的问题，因此并无实际应用价值；第二种内面为铝层、外表面复合铜层的铜 铝复合管，即铜包铝管，由于在建筑、制冷等领域使用时，一般是管材的内层与所传输的流 体相接触，因此内面为铝层、外表面复合铜层的第二种铜铝复合管很难满足要求，因此这种 铜铝复合管应用范围十分有限；第三种外面为铝层、内表面复合铜层的铜铝复合管，即铝包 铜管，这种铜铝复合管主要是利用铜及铜合金的耐腐蚀性将铜及铜合金做为复合管的内层 与所传输的流体相接触，将铝及铝合金放在管的外层做为管道的支承体保证管道的强度 和刚度，与铜及铜合金管相比，这种铜铝复合管重量轻、材料成本低，且耐蚀性、导热性以及 机械性能等十分优良，是理想的铜及铜合金管替代产品，因而也是目前被广泛应用的一种 铜铝复合管；第四种中间为铝层、内外复合铜层的铜铝复合管，由于第三种外面为铝层、内 表面复合铜层的铜铝复合管已完全能满足使用要求，因此第四种比第三种多复合上外层的 铜层，这不但会加大制造加工的难度和成本，更重要的是缺少开发的必要性，因此第四种铜 铝复合管也很少应用。基于以上原因，目前被广泛应用替代铜及铜合金管的是第三种铜铝复合管，但 是如果这种铝包铜复合管品质不好，便失去了其应有的良好机械性能等优点，后续加工 后会出现分层、剥离、皱褶、破裂、无法进行正常退火处理、焊接性能差等缺陷。公开号为 CN1843646A公开日2006年10月11日、名称为《一种铜铝复合管材的制造方法及该方法 制造的铜铝复合管材》的中国专利，公开了一种制造铝包铜管的方法及该种方法制造的铜 铝复合管，该专利技术方法是采用行星轧管机对事先穿好的铝包铜管进行高温、高压、大变形轧 制，单道次的断面收缩率为50% 95%，出口轧制速度为5m/mim 30m/mim，在轧制过程 中，变形区的温度升至200°C 600°C，该方法可以实现铜铝之间的冶金结合，再经后道次的拉伸，最终可以生产出具有冶金结合的铝包铜管。这种方法制造的铝包铜复合管，在铜层 和铝层结合面处，由所述铜层和所述铝层相互扩散形成一实现所述铜层和所述铝层冶金结 合的结合层，且铜层优选铜及铜合金层，铝层优选铝及铝合金层。这种方法制造的铝包铜复 合管是目前最好的铝包铜复合管，这种铜铝复合管比现有的其它方法制造的铝包铜管品质 好，具备良好的机械性能，后续加工后一般不易出现分层、剥离、皱褶等缺陷。但是这种铜铝 复合管却还存在着如下缺陷(1)铜层和铝层进行复合，虽然形成了冶金结合层，但理论上 铜铝在548°C要生成脆性的共晶相铜铝合金CuAl2,由于加工过程中该冶金结合层为原子间 扩散形成的原子间金属键，在温度超过360°C时长时间退火就能生成脆性的共晶相CuAl2 铜铝合金，导致铜铝复合管分层、冶金结合层破裂，这是由于铜层和铝层复合所形成的金属 间化合物为性能偏硬、偏脆性的化合物，因此很难进行标准温度下的退火处理，由于不能采 用正常退火温度进行处理导致管材的延伸性能下降，在实际使用中适用范围大大受限。而 铜铝复合管在空调制冷等领域的应用需要具有良好的扩口和弯曲性能，在制造管件过程中 需要进行管与管之间的焊接，这种铜铝复合管不能承受360°C以上的焊接温度，当温度超过 360°C时，冶金结合层就会变成金属间化合物而破裂；( 这种铜铝复合管很难采用复合连 铸的方法制造管坯，只能用铝管和铜管除油打磨后穿管轧制，致使生产效率低，制造成本大 大提高。人们一直对铜层与铝层复合进行着不懈地研究，但在焊接、退火、延伸性等机械性 能以及生产效率和制造成本上，难以实现铜铝复合管实质性的突破。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种品质优良、机械性能好、适用 范围广、生产效率高、成本低的一种新型铜铝复合管。实现上述目的的技术方案是一种新型铜铝复合管，包括铜层和铝层，铜层在内， 铝层在外，在铜层和铝层之间设置有中间夹层，中间夹层为锰层、镍层、铬层中的任一种，在 铜层和中间夹层之间具有第一冶金结合层，中间夹层和铝层之间具有第二冶金结合层。进一步，所述第一冶金结合层为在铜层和中间夹层的结合面处二者相互扩散形成 的冶金结合层，第二冶金结合层为在中间夹层和铝层的结合面处二者相互扩散形成的冶金结合层。进一步，所述铜层为铜或铜合金层。进一步，所述铝层为铝或铝合金层。进一步，所述中间夹层的锰层为金属锰层，所述中间夹层的镍层为金属镍层，所述 中间夹层的铬层为金属铬层。进一步，所述铜层、中间夹层和铝层的厚度比为1 0.001 0.05 1 25。进一步，所述第一冶金结合层的厚度为Iym 10 μπι，所述第二冶金结合层的厚 ^ 1 μ m 10 μ m。更进一步，所述第一冶金结合层的厚度为4μ m 5 μ m，所述第二冶金结合层的厚 度为4 μ m 5 μ m。采用上述技术方案的好处是本技术一改人们长久以来认为铜铝复合管只能 是铜层和铝层进行复合的传统技术偏见，在实质上突破了铜铝复合管的概念，借助于铜层 和铝层之间的其它材料的中间夹层来克服铜铝复合管的缺陷，在保持铝包铜型式的铜铝复合管优点的基础上，巧妙地增加了中间夹层的技术方案，真正兼容了铜和铝两种金属的优 点，解决了长久以来一直难以解决的技术难题。使本技术具有以下优点(1)品质优 良，机械性能好。本技术在铜层和中间夹层之间具有第一冶金结合层，在中间夹层和铝 层之间具有第二冶金结合层，中间夹层为锰层、镍层、铬层中的任一种，本技术铜层和 中间夹层复合时所形成的第一冶金结合层的金属间化合物为韧性化合物，中间夹层和铝层 复合时所形成的第二冶金结合层的金属间化合物也为韧性化合物，因此本技术这一新 型铜铝复合管能实现正常退火，具有十分优良的焊接性。本技术采用的退火温度比一 般铜铝复合管高100°c左右，本技术可以在常规的并式炉、连续退火炉中退火，而一般 的铜铝复合管只能在感应退火中瞬间加热退火。本技术的焊接温度比一般铜铝复合管 提高，最高可达到500°c，本技术的延伸性能等非常好，具有非常好的扩口和弯曲性能， 焊接效果好，本技术后续加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型铜铝复合管，包括铜层（１）和铝层（２），铜层（１）在内，铝层（２）在外，其特征在于：在铜层（１）和铝层（２）之间设置有中间夹层（３），中间夹层（３）为锰层、镍层、铬层中的任一种，在铜层（１）和中间夹层（３）之间具有第一冶金结合层（４），中间夹层（３）和铝层（２）之间具有第二冶金结合层（５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田福生，祁威，陆正良，
申请(专利权)人：江苏兴荣高新科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32