CN103157965A - 一种高齿翅片铜热管的生产工艺 - Google Patents

一种高齿翅片铜热管的生产工艺 Download PDF

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戚建萍
魏浙强
张震宇
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Abstract

本发明公开了一种高齿翅片铜热管的生产工艺，其产品由铜及铜合金无缝管所组成，在无缝母管的外周上设有高齿翅片，高齿翅片与无缝母管为一体结构，所述的高齿翅片管内壁有多条与管平行、有规则的沟槽，铜管两端采用旋压方式密封，铜管内保持较高的负压状态，管内注入一定量液体介质(蒸馏水)。本发明的工艺流程是：选择母管-高齿翅片和内壁沟槽同时一次成型-两端旋压收口-注入介质-加热排气-旋压封口-成品。本发明适用于电力、能源、化工、交通运输等领域。

Description

一种高齿翅片铜热管的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种热管，尤其是涉及一种高齿翅片铜热管的生产工艺。
背景技术
相变传热管技术是国际上竟相发展的一项高新技术，在节能、环保、均温散热等方面有着广泛的应用前景。随着经济的迅速发展，能源和环保的矛盾日益突出，用高新技术开拓节能环保产品、孵化转化为科技成果、用高新技术运作现代企业，不仅具有市场竞争力，而且符合我国国民经济发展的需要。
目前国内市场上热管，大都采用简单的铜、铝、钢铁等金属光管，或用胀管、焊接散热片固定在光管的外圆周上。上述这种热管的缺点是散热效率低，制造成本高。高齿翅片铜热管是一种热管，在热管外表面外周上设有螺旋状缠绕管体的高齿翅片，可有效地增大传热面积，该产品在我国能源、动力、化工、制冷等各类热交换器中需要大量使用。浙江宏磊铜业有限公司申请的专利号为2004100671591的“高齿翅片铜管的制作工艺”专利，就是对高齿翅片铜管生产的一种创新。在高齿翅片管的制作工艺的基础上，我们在高齿翅片管的内壁形成多条与管材平行、有规则的沟槽，起到热管的管芯作用；另外，采用特殊的加工工艺，使得热管的两端封口与管壳为一体结构。
发明内容
本发明的目的在于针对上述热管的问题，提供一种设计更合理的高齿翅片铜热管的生产工艺。
原理：
高齿翅片热管依靠翅片的高效热交换能力吸收和释放热量与外部媒介进行交换，由于真空状态下管内的液体受热易产生汽化，汽化了的饱和蒸汽向冷端(铜管另一端)流动，在冷端(铜管另一端)冷凝放出热量后在吸管内壁沟槽毛细力作用下形成液体回到热端继续吸热汽化。
为了达到上述目的，本发明的高齿翅片铜热管产品的结构主要由铜及铜合金无缝母管所组成，在无缝母管的外周上设有螺旋状缠绕管体的高齿翅片，高齿翅片与无缝母管为一体结构，所述的管内壁有多条与管平行、有规则的沟槽，铜管两端采用旋压封口，铜管内保持较高的负压状态，管内注入一定量液体(蒸馏水)。
本发明的生产工艺是：选择母管-高齿翅片和内壁沟槽同时一次成型-两端旋压收口-注入介质-加热排气-旋压封口-成品。
本发明的工艺流程是：
1、选择母管。
首先要选择质量好的铜或铜合金无缝母管。
2、高齿翅片和内螺纹同时一次成型。
(1)高齿翅片成型。其步骤为：切入-旋轧初挤压-旋压挤压形成高翅-精整翅形-成型。轧制工作部分由切入阶段、轧制阶段和精整阶段三部分组成，切入阶段：此阶段铜管与轧辊接触开始，随着轧辊旋转逐渐切入铜管，刀片直径逐渐增大，切入铜管管壁，至翅根壁厚减小到成品厚度结束；轧制阶段：在此阶段刀片停止切槽，而是通过刀片厚度的增加和形状的改变使翅片在厚度上得到加工，在此条件下，翅片厚度方向上压缩的金属主要向翅顶流动，使翅片高度增加；精整阶段：当铜管通过上述两阶段后，其断面形状与尺寸基本定形，最后通过几个精整刀片，使产品断面得到规正。
(2)内壁沟槽成型。由三组刀片组成的轧辊对管材表面旋轧而形成的，在管材内芯设有一根钢质芯杆作为支撑，该钢质芯杆的表面上加工成沟槽，在铜管轧制时铜管内壁受到轧制力的作用产生旋压，管材内壁在钢质芯杆表面的沟槽支撑作用下其管材内表面被旋压出型沟槽，沟槽的深度、形状和头数由芯杆的沟槽形状控制。
3、旋压收口。在高齿翅片和管内壁沟槽同时一次成型以后，经初验合格，进入旋压收口工序，其中一端完全密封，另一端预留Φ3mm孔作为注水口。
4、注水。从预留小孔(注水口)向管壳内注入管壳内腔约30％的蒸馏水。
5、加热排气。先用橡胶垫将注水口密封，将管壳密封端***油浴锅中(油温控制在130℃±2℃)，使得管壳内的蒸馏水完全变成水蒸气。加热2min后，去除注水口的橡胶垫，使水蒸气从注水口排出。
6、旋压封口。当排除的水蒸气1min后(此时管内压力在15MPa～17MPa之间)，迅速用旋压封管器封住注水口(常温下管内压强在约为0.02MPa)。
7、精整-检验-成品。取出管壳两端旋压时产生的毛刺，进行气密性检测，检验合格后送入成品仓库。
本发明与现有技术相比，具有以下明显的优点和创新：(1)本发明产品采用热管原理外加高齿翅片，具有热交换效率高，(2)内表面加工成沟槽增加了毛细力的作用；(3)本发明采用加热减压法，生产工艺简单，适合产业化生产(4)采用旋压方式密封，封口与管壳为一体结构，造型美观，气密性好；(5)本发明产品刚度强，抗震性能好。
本发明适用于电力、能源、化工、交通运输等领域。
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
附图说明
附图为本发明产品生产工艺的工艺流程图。
具体实施方式
如图所示，本发明的产品生产工艺主要由选择母管——外高翅片和内沟槽成型——旋压收口——注入介质——加热排气——旋压封口——成品七道工序所组成。其中第二道工序，采用特殊加工工艺，在优质无缝铜管外表面形成高齿翅片、内壁形成沟槽，高齿翅片和沟槽同时一次成型。第三道工序和第六道工序，采用自主研发的特殊加工工艺，用旋压的方法收缩铜管两端的管径，直至焊合在一起，达到收口密封的效果。
本发明适用于电力、能源、化工、交通运输等领域。

Claims (4)

1.一种高齿翅片铜热管的生产工艺，其特征在于其工艺流程是：选择母管-高齿翅片和内壁沟槽同时一次成型-两端旋压收口-注入介质-加热排气-旋压封口-成品。
2.根据权利要求1所述的一种高齿翅片铜热管的生产工艺，其特征在于第二道工序，高齿翅片和内壁沟槽同时一次成型的加工工艺是，在优质无缝铜管表面形成高齿翅片、内壁形成沟槽，高齿翅片和沟槽同时一次成型，其高齿翅片成型步骤为：切入-旋轧初挤压-旋压挤压形成高翅-精整翅形-成型，轧制工作部分由切入阶段、轧制阶段和精整阶段三部分组成，切入阶段：此阶段铜管与轧辊接触开始，随着轧辊旋转逐渐切入铜管，刀片直径逐渐增大，切入铜管管壁，至翅根壁厚减小到成品厚度结束；轧制阶段：在此阶段刀片停止切槽，而是通过刀片厚度的增加和形状的改变使翅片在厚度上得到加工，在此条件下，翅片厚度方向上压缩的金属主要向翅顶流动，使翅片高度增加；精整阶段：当铜管通过上述两阶段后，其断面形状与尺寸基本定形，最后通过几个精整刀片，使产品断面得到规正；其内壁沟槽成型步骤是由三组刀片组成的轧辊对管材表面旋轧而形成的，在管材内芯设有一根钢质芯杆作为支撑，该钢质芯杆的表面上加工成沟槽，在铜管轧制时铜管内壁受到轧制力的作用产生旋压，管材内壁在钢质芯杆表面的沟槽支撑作用下其管材内表面被旋压出型沟槽，沟槽的深度、形状和头数由芯杆的沟槽形状控制。
3.根据权利要求1所述的一种高齿翅片铜热管的生产工艺，其特征在于第三道工序，即两端旋压收口工艺是在高齿翅片和管内壁沟槽同时一次成型以后，经初验合格，进入旋压收口工序，其中一端完全密封，另一端预留Φ3mm孔作为注水口。
4.根据权利要求1所述的一种高齿翅片铜热管的生产工艺，其特征在于其注入介质-加热排气-旋压封口工序是，注水：从预留小孔(注水口)向管壳内注入管壳内腔约30％的蒸馏水；加热排气：先用橡胶垫将注水口密封，将管壳密封端***油浴锅中(油温控制在130℃±2℃)，使得管壳内的蒸馏水完全变成水蒸气，加热2min后，去除注水口的橡胶垫，使水蒸气从注水口排出；旋压封口：当排除的水蒸气1min后(此时管内压力在15MPa～17MPa之间)，迅速用旋压封管器封住注水口(常温下管内压强在约为0.02MPa)。
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