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一种高性能/双金属毛细管的制备方法

阅读:365发布:2024-02-01

专利汇可以提供一种高性能/双金属毛细管的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种高性能 铜 / 钛 双金属毛细管的制备方法,属于双金属毛细管材制备技术领域。本 发明 采用热旋的方法制备尺寸为Φ(7.0~15.0)mm×(0.5~2.0)mm的 冶金 结合铜/钛复合管,经内外表面 酸洗 后,直接进行多道次的 拉拔 加工,结合中间 退火 ,获得尺寸为Φ(0.5~6.1)mm×(0.1~0.8)mm的铜/钛双金属毛细管。本发明采用热旋制备小尺寸铜/钛复合管,然后直接拉拔加工,工艺和设备简单、模具寿命高、生产成本低。采用游动芯头拉拔和空拉拔相结合的方法,配以必要的中间退火,更有利于铜层和钛层的 变形 加工,得到的复合毛细管尺寸 精度 高、表面 质量 好。,下面是一种高性能/双金属毛细管的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种高性能/双金属毛细管的制备方法,其特征在于采用高温旋转锻造的方法制备尺寸为Φ(7.0~15.0)mm×(0.5~2.0)mm的冶金结合铜/钛复合管,经内外表面酸洗后,直接进行多道次的拉拔加工,结合中间退火,获得尺寸为Φ(0.5~6.1)mm×(0.1~0.8)mm的铜/钛双金属毛细管;其中,所述多道次的拉拔采用直拉或盘拉,包括游动芯头拉拔或/和空拉拔;拉拔道次断面减缩率在10%~40%之间;拉拔累积断面减缩率达到70%时,需进行一次中间退火;所述中间退火工艺为退火温度500℃,退火时间1小时;拉拔过程中施加润滑,润滑油采用矿物油或植物油;拉拔速度为1~20mm/min。
2.根据权利要求1所述一种高性能铜/钛双金属毛细管的制备方法,其特征在于具体制备步骤如下:
步骤1:高温旋转锻造制备小直径冶金结合铜/钛复合管,工艺为:将TA2纯钛管套入T2紫铜管内,插入涂上石墨乳的芯棒后在700℃~900℃下进行一道次断面减缩率50%以上的高温旋转锻造,制得尺寸为Φ(7.0~15.0)mm×(0.5~2.0)mm的冶金结合铜/钛复合管;
步骤2:表面酸洗后,经多道次的游动芯头拉拔,使复合管尺寸达到外径Φ6.1mm、壁厚
0.825mm以下;其中,拉拔道次断面减缩率在10%~40%之间,拉拔累积断面减缩率达到70%时,需进行一次中间退火;
步骤3:当复合管外径小于Φ2.0mm时,采用多道次空拉拔,拉拔道次断面减缩率在10%~40%之间,拉拔累积断面减缩率达到70%时,需进行一次中间退火再继续拉拔,最终获得尺寸为Φ(0.5~2.0)mm×(0.1~0.5)mm的铜/钛双金属毛细管。

说明书全文

一种高性能/双金属毛细管的制备方法

[0001] 技术领域:
[0002] 本发明涉及双金属毛细管材制备技术领域,提供了一种可用于界面达到冶金结合状态的高性能铜/钛双金属毛细管的生产方法。
[0003] 技术背景:
[0004] 铜和铜合金毛细管是规格范围为Φ(0.5~6.1)mm×(0.1~0.8)mm(外径×壁厚,下同)的一类直径较小、壁厚较薄的管材,是中央空调、现代家用电器、仪器、仪表中广泛应用的重要原材料。其特点是加工难度大,附加值高。随着我国装备制造业、家电产业和海洋工业的迅速发展,铜和铜合金毛细管的市场需求越来越大。但是,在舰船、淡化和滨海电站等海水腐蚀环境场所,铜和铜合金毛细管会因海水腐蚀而缩短使用寿命,降低仪器的可靠性。纯钛毛细管具有极其优良的耐腐蚀性能,但钛的热导率较低,厚壁毛细管的热交换性能较差,薄壁毛细管的学性能又难以满足使用要求。铜/钛双金属毛细管是一种在铜管内壁覆盖一层钛而制成的新型复合毛细管,由于结合了钛密度低、比强度高、耐腐蚀性能优良等优点和铜管优良的导热性能,使铜/钛复合毛细管具有优良的综合性能。因此,铜/钛双金属毛细管在舰船装备、海洋工业、大型制冷系统、家电产业、仪器仪表等领域有着广阔的应用前景,对于提高舰船装备、工业器械的安全性和可靠性具有重大的意义。
[0005] 目前铜/钛复合管的制备方法主要有:拉拔复合、液压胀形复合和爆炸焊接等方法。拉拔法[见:俞家正,金属复合管及制作方法和管接结构,中国发明专利,CN1186921A,1998-07-08]和液压胀形法[见:王学生,李培宁,液压胀合有缝不锈管衬里复合管的制造技术,压力容器,2001,18(4):50-52]等冷加工复合法通常都是由基层材料或基、覆层材料产生少量的塑性变形来获得过盈配合而实现复合的,制备出的复合管界面结合强度低,双层金属变形协调性差,难以制成毛细管。爆炸焊接法是依靠炸药爆炸产生的较大压力,使两种金属在界面处实现固相焊接而复合在一起的方法,其特点是复合管界面结合强度高,但操作危险性高,生产效率低、钛层厚度不均匀,制成毛细管后难以保证钛层的厚度要求。
[0006] 发明内容:
[0007] 为解决上述工艺存在的问题,本发明的目的是提供一种采用热旋(高温旋转锻造,简称“热旋”)结合拉拔成形制备铜/钛双金属毛细管的方法。该方法是利用旋锻过程中产生的三向压应力变形,实现大道次变形量,同时在高温作用下实现复合管的冶金结合;之后采用游动芯头拉拔或/和空拉拔加工,并结合中间退火,得到高性能铜/钛双金属毛细管。
[0008] 为了达到上述目的,本发明的技术方案是:采用热旋的方法制备尺寸为Φ(7.0~15.0)mm×(0.5~2.0)mm的冶金结合铜/钛复合管,经内外表面酸洗后,直接进行多道次的拉拔加工,结合中间退火,获得尺寸为Φ(0.5~6.1)mm×(0.1~0.8)mm的铜/钛双金属毛细管。其中,所述多道次拉拔可以采用直拉或盘拉,包括游动芯头拉拔或/和空拉拔;拉拔道次断面减缩率在10%~40%之间;拉拔累积断面减缩率达到70%左右时,需进行一次中间退火;
所述中间退火工艺为退火温度500℃,退火时间1小时;拉拔过程中施加润滑,润滑油可采用矿物油或植物油;拉拔速度为1~20mm/min。
[0009] 本发明的具体步骤如下:
[0010] 步骤1:热旋制备小直径冶金结合铜/钛复合管,工艺为:将TA2纯钛管套入T2紫铜管内,插入涂上石墨乳的芯棒后在700℃~900℃下进行一道次断面减缩率50%以上的热旋,制得尺寸为Φ(7.0~15.0)mm×(0.5~2.0)mm的冶金结合铜/钛复合管;
[0011] 步骤2:表面清洗后,经多道次的游动芯头拉拔,使复合管尺寸达到外径Φ6.1mm、壁厚0.825mm以下;其中,拉拔道次断面减缩率在10%~40%之间,拉拔累积断面减缩率达到70%左右时,需进行一次中间退火;
[0012] 步骤3:当管材外径小于Φ2.0mm时,采用多道次空拉拔,拉拔道次断面减缩率在10%~40%之间,拉拔累积断面减缩率达到70%左右时,需进行一次中间退火再继续拉拔,最终获得尺寸为Φ(0.5~2.0)mm×(0.1~0.5)mm的铜/钛双金属毛细管。
[0013] 本发明具有如下优点:
[0014] 1、本发明采用热旋制备小尺寸铜/钛复合管,然后直接拉拔加工,工艺和设备简单、模具寿命高、生产成本低。
[0015] 2、本发明采用热旋制备的铜/钛复合管界面为冶金结合,且无脆性金属间化合物,有利于拉拔加工过程中双层金属的协调变形,得到界面结合强度高的铜/钛双金属毛细管。
[0016] 3、本发明采用游动芯头拉拔和空拉拔相结合的方法,配以必要的中间退火,更有利于铜层和钛层的变形加工,得到的复合毛细管尺寸精度高、表面质量好。
[0017] 附图说明:
[0018] 图1:一种热旋拉拔制备铜/钛双金属毛细管方法的工艺流程图
[0019] 具体实施方式:
[0020] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0021] 实施例1:尺寸为Φ3.0mm×0.5mm的铜/钛双金属毛细管的加工方法。
[0022] 将尺寸为Φ12.7mm×0.55mm的TA2纯钛管套入尺寸为Φ17.0mm×2.0mm的T2紫铜管内,插入涂上石墨乳的芯棒后在900℃下进行一道次断面减缩率为54.6%的热旋,制得尺寸为Φ14.1mm×1.3mm的冶金结合铜/钛复合管。表面清洗后,经5道次的游动芯头拉拔得到Φ7.2mm×0.7mm的复合管,进行500℃1h的退火处理后,继续游动芯头拉拔5道次得到Φ3.0mm×0.5mm的铜/钛双金属毛细管。拉拔道次断面减缩率在10%~40%之间,采用矿物油进行润滑。
[0023] 实施例2:尺寸为Φ2.0mm×0.4mm的铜/钛双金属毛细管的加工方法。
[0024] 将尺寸为Φ12.0mm×0.5mm的TA2纯钛管套入尺寸为Φ15.0mm×1.4mm的T2紫铜管内,插入涂上石墨乳的芯棒后在800℃下进行一道次断面减缩率59.7%的热旋,制得尺寸为Φ11.0mm×1.0mm的冶金结合铜/钛复合管。表面清洗后,经5道次的游动芯头拉拔得到Φ5.5mm×0.5mm的复合管,进行500℃1h的退火处理退火后再经5道次游动芯头拉拔成Φ2mm×0.4mm的铜/钛双金属毛细管。拉拔道次断面减缩率在10%~40%之间,采用矿物油进行润滑。
[0025] 实施例3:尺寸为Φ0.5mm×0.1mm的铜/钛双金属毛细管的加工方法。
[0026] 将尺寸为Φ8.0mm×0.4mm的TA2纯钛管套入尺寸为Φ10.0mm×0.9mm的T2紫铜管内,插入涂上石墨乳的芯棒后在700℃下进行一道次断面减缩率65.8%的热旋,制得尺寸为Φ7.0mm×0.6mm的冶金结合铜/钛复合管。表面清洗后,经4道次的游动芯头拉拔得到Φ4.0mm×0.3mm的复合管;进行500℃1h的退火处理后,经5道次的游动芯头拉拔得到Φ2.0mm×0.15mm的复合管;进行500℃1h的退火处理后,再经7道次空拉拔成Φ0.5mm×0.1mm的铜/钛双金属毛细管(期间需进行一次500℃1h的中间退火)。拉拔道次断面减缩率在10%~40%之间,采用矿物油进行润滑。
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