具有冶金结合的铝包铜管的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种具有冶金结合的铝包铜管的制造方法，包括：A、制备铜管和铝管直管，铝管直管是采用挤压机挤压成型的铝管；B、对铝管直管进行内表面处理，对铜管进行外表面处理；C、将铜管穿入铝管直管得到铝包铜管管坯，并使得铜与总重量比不超过80％；D、对铝包铜管管坯进行后道次的减径减壁加工和退火，控制总变形率在60％以上，制得铝包铜管的成品。本发明专利技术所提供的铝包铜管的制造方法，采用挤压机制造铝管直管，没有焊管焊缝，能够很好的承受机械加工而不会开裂，挤压成型的超长大口径的铝管直管，可制造大盘重的铝包铜管，又由于后道次的减径减壁加工和退火并控制变形率，使得铜铝界面冶金结合稳定，工艺流程稳定、适合批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属复合管材的制造领域，更具体而言，涉及一种铝包铜管的制造方法。
技术介绍
铝包铜管已经逐渐在制冷空调领域得到应用，最近的一些应用成果显示，与传统的铜管相比，在家用空调领域，铝包铜管具有更高的散热效率，采用铝包铜内螺纹管制成的空调器具有更高的能效比，相信随着技术的更加成熟，铝包铜管完全有可能部分替代铜管。专利CN200610076037公布了一种铜铝复合管材制造方法及该方法制造的铜铝复合管材，该专利采用行星轧管机对铜铝复合管坯进行单道次加工继而收缩率为50% 95%的大压下量轧制，轧制时变形区的温度升达200 600°C，这种高温、高速、大压下量的轧制，使铜铝金属冶金结合，再经后道次的加工，如拉伸和退火可以生产具有冶金结合的铝包铜管。现在，这种方法已经做到了工业化的生产，几百万台空调器已经销往市场，时至今日，这种方法依然是唯一的一种工业化生产铝包铜管的制造方法。但是这种方法也有其局限性，行星轧机设备投入高，轧制管材短，不能轧制超长超重的铝包铜管，现在，以这种方法生产的铝包铜管不超过80kg/盘，这些问题也阻碍着这种工业的继续发展。为了生产超长的铝包铜管，一些单位相继提出了一些新的制造方法，专利 CN200810233430，公布了一种采用连续挤压机在铜管表面连续的挤压包覆一定厚度的铝和铝合金的办法，这种方法在理论上可以做到在铜管上包覆铝管，但实际使用会有一定的问题。该专利在挤压时铜管内衬游动芯头，挤压时铝管的温度在450°C -550°C之间且铜铝相互接触。如此高的温度在铜铝界面上会形成脆性的CuAl2，这种脆性的CuAl2会破坏铜铝之间的冶金结合，导致铜铝脱层。专利CN200810175815公开了一种制造铜铝复合管的方法，提出采用包覆焊接的方法制造铜铝复合管，上述专利制造铝包铜管的方案是采用包覆焊接的方法将铝带包覆到铜管上，再进行后道次的拉拔后退火处理，制成铝包铜管。采用该专利可以制造超长的铝包铜管，连续的拉拔和热处理也可以保证铜铝之间有效的冶金结合，但是由于是将铝管包覆焊接，铝管上存在一条纵向焊缝，这条焊缝上的组织与基体的组织不一样，焊缝内存在着很多缺陷，这种缺陷在随后的拉拔过程中会被放大，在拉拔到最终的薄壁管时，焊缝的缺陷会导致管材的质量满足不了使用的要求，会有大批的扩口开裂和泄漏现象产生。
技术实现思路
为了解决现有铝包铜管制造技术中成本高、无法生产比较长的管材、易产生泄漏以及存在焊缝缺陷易开裂等问题或其中之一，本专利技术提供了一种，本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术提供了一种，包括A、制备铜管和铝管直管，铝管直管是采用挤压机挤压成型的铝管；B、对所述铝管直管进行内表面处理，对所述铜管进行外表面处理；C、将所述铜管穿入所述铝管直管内，得到铝包铜管管坯，并使得铜的重量与总重量比不超过80% ；D、对所述铝包铜管管坯进行后道次的减径减壁加工和退火，控制总变形率在60% 以上，制得所述铝包铜管的成品。优选地，利用铜带焊接制造出所述铜管，所述焊接方法包括钨极惰性气体保护焊、 激光焊或高频焊。进一步，所述铜带焊接制造出所述铜管与将所述铜管穿入所述铝管直管内，在一条生产线上完成或分开完成。优选地，所述铜管是采用轧制、挤压或者拉拔方法制得的无焊缝铜管。优选地，所述铝管直管的内表面处理方法包括钢丝刷刷毛、磨料磨光、喷砂、喷丸或化学处理，所述铜管的外表面处理方法包括钢丝刷刷毛、喷砂或喷丸处理。优选地，所述后道次的减径减壁加工为直拔、连续直拔、盘拔、扩管、旋压、轧管加工方法中的一种或者这些加工方法的任意组合，所述后道次的减径减壁加工在室温下进行，或者采用温加工。优选地，所述退火包括在线感应退火或加热炉退火。优选地，所述铝管直管是采用卧式挤压机或是连续挤压机挤压而成。优选地，所述铝管直管的长度大于10m，管径大于20mm，壁厚大于1. 5mm。优选地，所述铝管直管的材质为铝或铝合金，所述铜管的材质为铜或铜合金。本专利技术所提供的铝包铜管的制造方法，较现有技术有着以下优点1、产品质量好。卧式挤压和连续挤压都是成熟的挤压方法，采用这两种挤压工艺制造的铝管没有焊管成型时产生的焊缝，这种铝管可以进行多道次的拉伸制成薄壁铝管，再经退火后可以承受扩口、弯管等机械加工。采用本专利技术制造的铝包铜管，外壁为铝管，内壁为铜焊管或为无焊缝铜管。一般情况下，为节约成本，铜的厚度仅为铝的厚度的几分之一，如1/6 1/4等，以Φ9. 52X0. 4mm 铝包铜管为例，其铜的厚度仅为0. 08mm，铝的厚度为0. 32mm，如此薄的铜层是无法承受扩口加工的，所以在扩口时，铝包铜管主要是由外层的铝管承受扩管加工，而挤压铝管如前段所述在铝管圆周上无焊管成型时产生的焊缝，铝管在圆周上无缺陷点，这种铝管本身能承受扩管加工，从而使得采用本专利技术制造的铝包铜管可以从根本上避免扩口开裂的问题。至于采用焊接方法制造的铜管，虽然铜管上存有焊管成型时留下来的纵向焊缝，但是因为在壁厚方面，铜层很薄，因而也不会影响铝包铜管的使用。本专利技术的另一方案是采用无焊缝铜管外表面处理后直接穿入铝管，此时内外表面的铜管和铝管都没有焊管成型时留下的焊缝，在后道次的拉拔等加工过程中，也就不会产生由于铜焊管焊缝所造成的内表面漏铝和外表面铝焊管造成的焊缝缺陷，这种铝包铜管具有更好的抗腐蚀能力和机械强度，更适合制造壁厚小于0. 5mm的薄壁管，但成本要有一定的上升。2、可以生产大盘重的管材。本专利技术采用大口径的铝管直管生产铝包铜管。铝管长度大于10m，管径大于Φ 20mm,壁厚大于1. 5mm。长度越长，管径越大，壁厚越厚，管材的每米重量就越重，在相对短的场地内就可以生产更大卷重的产品。大直径超长的铝管直管，例如Φ50Χ3πιπι、长度IOOm时，其制成的铝包铜管可以超过150kg/盘。盘重的增加可以提高劳动生产率，降低头尾的工艺废料比例，提高成材率。如采用传统的行星轧制法制造铝包铜管，工艺废料就在15%左右，而采用本专利技术，当铝管直管长度大于IOOm时的工艺废料仅为5%，铝管更长，成材率会更高。3、可以方便的调整铜铝厚度比和重量比。变换铝管或铜管的厚度可以方便的调整铝包铜管的铜铝厚度比和重量比。采用传统的行星轧制法铝包铜管，铜铝比相对固定，调整相对困难。铜管越薄，铜的使用量就越小，成本就越低。若用户希望增加内壁铜层的厚度，以便提高铝包铜管的防腐能力或其它性能的话，则可以适当的增加铜管的厚度。但成本要有一定的上升。4、铜铝界面可以达到稳定的冶金结合。通过铝管内表面和铜管外表面的清理，后道次减径减壁加工和退火，且控制总变形率在60%以上，铜铝界面可以达到稳定的冶金结合。在双金属复合技术中，干净、粗化的接触面，足够的变形率和适当的热处理是决定金属界面能否达到冶金结合的三个最关键的因素。在铝管的挤压过程中，铝管内壁不与油水接触。铝管的内壁清理可采用钢丝刷刷毛、磨料磨光、喷砂喷丸或内表面的化学处理的方法进行。铜管外表面也经过表面处理如钢刷刷毛。满足铜铝接触面满足干净、粗化的要求。采用直拔、连续直拔、盘拔、扩管、旋压、轧管等加工方法。可有效的对管材进行后道次的减径减壁加工，在最终产品尺寸确定的情况下，最初的铝管和铜管规格越大，加工到最终产品的变形率也就越大，当变形率超过85%时，仅采用拉拔本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有冶金结合的铝包铜管的制造方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：Ａ、制备铜管和铝管直管，所述铝管直管是采用挤压机挤压成型的铝管；Ｂ、对所述铝管直管进行内表面处理，对所述铜管进行外表面处理；Ｃ、将所述铜管穿入所述铝管直管内，得到铝包铜管管坯，并使得铜的重量与总重量比不超过８０％；Ｄ、对所述铝包铜管管坯进行后道次的减径减壁加工和退火，控制总变形率在６０％以上，制得所述铝包铜管的成品。

【技术特征摘要】

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