內螺紋銅管的生產工藝及質量控制要點
內螺紋銅管滾珠旋壓技術被廣泛應用的內螺紋銅管滾珠旋壓工藝包括三個道次:減徑拉拔、旋壓螺紋起槽和定徑空拉成形。內螺紋管旋壓成形過程,銅管內部塞入一個軸向可以自由旋轉的、外表面帶有螺紋槽的芯頭,它通過連桿和可以繞銅管軸線自由旋轉的游動芯頭連接。在拉拔過程中,游動芯頭起到對螺紋芯頭軸向定位的作用。旋壓起槽后的銅管,經較后的定徑空拉工序形成所要求規(guī)格的內螺紋銅管。
成形過程中,原管坯通常為退火態(tài)的光管, 先,經過游動芯頭的減徑拉拔,但這里的游動芯頭由于受軸向力的作用而不同于通常的減賠減徑游動芯頭拉拔,要求拉拔力盡量小。退火管坯經過減徑拉拔后發(fā)生加工硬化,屈服強度明顯提高,隨后進入滾珠旋壓道次。滾珠旋壓成形是整個工藝的核心,直接決定內螺紋管成齒質量。然而,滾珠旋壓成形過程復雜,管內表面放有和游動芯頭相連且處于浮動狀態(tài)的螺紋芯頭,管的外表面壓有高速旋轉的鋼球。實際上,鋼球是通過高速旋轉的鋼環(huán)摩擦而轉動,且鋼球和管坯存在相互摩擦力,在管的軸向還有端蓋軸向限位,所以鋼球的自轉軸可以是任意的,而公轉軸為管坯的軸線。鋼球旋轉對管坯產生周向的摩擦力矩,因此,管坯在拉拔過程中要發(fā)生輕微的扭轉。
另外,管坯軸向拉拔過程中,管內已成形齒和螺紋芯頭齒槽嚙合使芯頭發(fā)生高速旋轉,芯頭的旋轉方向由芯頭齒的旋向決定,旋轉速度由管的拉拔速度和螺旋升角控制。因此,螺紋芯頭的旋轉方向和鋼環(huán)的旋轉方向剛好存在相同和相反兩種,通常選擇相反的方式容易成形。由上可知,滾珠旋壓成形過程包括了旋壓、拉拔和擠壓過程,變形規(guī)律復雜,且鋼球和芯頭處于一種復雜的交互運動狀態(tài),因此有 通過計算機技術再現(xiàn)成形過程,對成形規(guī)律做系統(tǒng)理論的 ,優(yōu)化和改進工藝,提高產品質量。
銅管鑄軋技術近年來的新進展進行了介紹和評述。銅管水平連鑄和行星軋制技術是一種短流程的 生產技術,TP2銅管的鑄軋技術已在空調制冷管等了的發(fā)展,成為該主要的生產技術。經過幾年的努力,白銅管的鑄軋技術也獲得了成功,可以實現(xiàn)B10和B30銅管的水平連鑄、行星軋制和直接拉拔。計算機模擬技術、專家數據庫及優(yōu)化技術和生產質量信息管理技術在銅管鑄軋工藝設計和生產中了應用,顯著改變了以往靠經驗和試錯法進行銅管鑄軋工藝設計和生產管理的現(xiàn)狀。
內螺紋銅管的生產工藝
目前,內螺紋銅管有兩大門類:一種是無縫內螺紋管;另一種是焊接內螺紋管。前者的生產工藝已經成熟;后者尚處于發(fā)展之中。
(1)無縫內螺紋銅管生產工藝
作為無縫內螺紋管成型技術,1969年 發(fā)明了螺紋芯頭旋鍛法;70年代初,ET本日立電線發(fā)明了螺 紋芯頭滾輪旋壓一拉拔法;之后,經過銅管加工行業(yè)技術人員的創(chuàng)新和改進,形成了目前的主流生產工 藝:管坯一行星鋼球旋壓成型一拉拔。典型生產工藝為:坯管(銅盤管)一速旋壓內螺紋成型一精整復繞+在線(旋轉)渦流 探傷一連續(xù)內腔吹掃光亮退火一產品包裝。游動組合芯頭速旋壓內螺紋成型示意圖選配轉速為181300~25000轉/分的電機,成型速度 可達40.60m/rain;如選配轉速高達35000~40000轉份 的磁懸浮電機,成型速度可以提高到70~80m/rain。 該工藝加工的產品范圍(外徑)為0.35~10mm。 如加工細徑(5mm)和大規(guī)格(4612mm)的內螺紋 管,則應對成型機做適當調整。 目前,采用行星鋼球速旋壓內螺紋成型工藝 加工內螺紋銅管的設備主要有三種形式:一是直線拉 伸成型機;二是倒立式盤拉成型機;三是V形槽圓盤 拉伸成型機。
(2)焊接內螺紋銅管生產工藝
焊接內螺紋銅管的典型生產工藝為:銅帶 一對焊連接一兩次滾壓成齒一多輥卷制成管一高頻 焊接+氣體保護 徑切割一精整復繞+探傷一退 火一產品包裝。國內一條焊接內螺紋銅管生產線 (5000t/年)已在江蘇張家港中嘉公司建成。該技術能 夠加工ACR行業(yè)所需的人字齒、交叉齒、菱形齒等高 難齒形,并且成型過程的免潤滑了管材內腔的清 潔度,生產速度可以達到150~200m/min。但其焊縫 處的晶粒會長大到0.050ram左右,而且鑄造晶粒和再 結晶晶粒并存。同時,由于焊縫將連續(xù)的齒切斷,成 品管的抗拉強度與延伸率明顯低于無縫內螺紋管。這一現(xiàn)象值得 與關注。當然,對于剛剛在國內起步的焊接內螺 紋管生產技術,業(yè)界應給予重視和支持。
內螺紋銅管的技術條件和質量控制要點
(1)內螺紋銅管的技術條件
作為空調兩器所用的 散熱內螺紋銅管,其材質選用高磷脫氧銅(P=0.015%。0.040%),我國合金 牌號為TP2,對應于 的C12200、日本的C1220。該合金具有組織均勻致密、易焊接、、成型性好等優(yōu)點。 目前尚未見到內螺紋銅管的 標準。
(2)加工過程的質量控制要點
坯管具有光潔的內外表面質量,壁厚偏差0.02ram; 螺紋芯頭 經過加工,凸肋尺寸,周向分布均勻,表面光潔。同時,務必選擇直徑合 適的鋼球以實現(xiàn)較佳配合; 建議在水平纏繞機上選配 較的對管 子表面縱向缺陷敏感的在線渦流探傷儀,對內螺紋管 進行100%嚴格探傷,從而可減少兩器彎、脹、擴加工過程中的質量問題;采用易揮發(fā)的酯類油、合理的熱處理及殘油吹掃工藝,管內表面質量與性能均勻穩(wěn)定。
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