CN1031665A

CN1031665A - 管壁复铜热交换板的制造方法

Info

Publication number: CN1031665A
Application number: CN 87102084
Authority: CN
Inventors: 戴兰芳; 谢刚朝
Original assignee: Changsha Research Institute Of Mining And Metallurgy ministry Of Metallurgical Industry
Current assignee: Changsha Research Institute Of Mining And Metallurgy ministry Of Metallurgical Industry
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1989-03-15

Abstract

管壁复铜热交换板的制造涉及一种轧制复合双金属的方法。本发明是在两块相对面粗化了的铝板中配置两块粗化了的铜板，并将其中的相对面之一印上阻焊剂形成的通路图形，依顺序对板进行重合，然后将组合板在普通辊型的设备上以一定的压下率进行冷轧，使各块界面结合为一体，再在适当的温度下进行退火处理。最后从板的端部导入加压流体或气体使图形膨起。由于流体通路可自由改变，为提供最佳热交换效率创造了条件，减少了焊接接头，不需特殊设备。

Description

本发明涉及一种轧制复合双金属材料的管壁复铜热交换板的方法。

过去为广泛应用的管板式的热交换材料，不少是用铝轧制复合高压胀管而制成。但由于铝在以水作为交换介质，使材质发生腐蚀而降低使用寿命;后用铜丝材料作为热交换器，但热交换板的重量增加及价格提高，难于广泛使用;日本的冈本朗发明了在两铝板中配置一扁平铜管将其轧合，得到第一代管壁复铜耐蚀热交换板[见日本特许公报（B₂），昭55-1852]，此法铜管侧面与铝管结合强度很低易开裂，日本的堤信义在此基础上改用孔型轧辊制造了各处均匀变型的第二代管内壁复铜热交换板[见日本公开特许公报（A），昭59-133921]，但它的缺点是只能生产单通道管板。

为了克服上述缺点，本发明目的是提供一种管壁复铜热交换板的制造方法，由两块一面粗化了，且其中一块的一面用阻焊剂即有流络图形的铜板取代了扁平铜管，以及与此相适应的处理工艺。不需专用型辊，流络可方便地自由改变，管络界面的结合强度高，使用寿命长，减少焊接加工量。

本发明的方法，从总体上看，是在两铝系材料板间配置两铜系材料板，并依顺序组合后，以一定压下率通过冷轧，使之结合为一体，将轧制板经过合适的热处理，导入加压流体或气体，使预先印在铜板上的管路膨起，获得具有可自由设计的流体通路，界面结合强度高，大大减少焊接接头的数目。

本方法的基本程序是：

一，按予定要求，对铝板和铜板下料，胚料经过退火软化处理（铜约为620～650℃，铝约为360～390℃），再在酸性溶液中进行表面清洗;

二，如图1所示，将Al（或Cu）板1节用钢丝刷作粗化处理，辊子6可自由调节高度，控制表面粗化程度，由滑板7带动刷的板坯沿水平方向作往复运动。粗化的目的是除去铜、铝板表面的氧化物及其它污物;

三，再如图2所示，在铜板4的一面用阻焊剂印上所要用的管络5，然后如图3那样依次将各板重合，即将两相对面粗化了的铝系材料板间配置两块粗化了的铜系材料板，铜板的一面印有图形与另一铜板相对，两铝块分别在两铜板的两边依顺序组合，可由铆钉或冲床组合固定板的前后端部;

四，按图4所示，在轧机10上以一定的压下率，一般为70～90%之间，轧制组合板8得到Cu-Al复合板9。轧制时可以单道次变形，也可多道次变形，但第一道次压下率不少于60%;

五，为了使界面高度冶金结合并消除应力，将复合板在290～300℃范围内进行退火处理（不需要保护气氧等），保温时间约1小时;

六，退火后的板从印有阻焊剂的端部导入加压流体，使之形成如图5所示的流体通络14。图中的13是管壁复铜层;如图6所示设计的图形只有17、18需要与外部焊接。类似于这样的板可以方便地组合，或冷加工成圆筒形状。

本发明同已有技术相比具有以下优点：

1、热交换效率高。由于图形可自由设计、且管路之间间距任意选取，故能得到最大效率因子的数值（一般认为，管宽D与管距之比为1）;

2、由于管板完全以整体的形式出现，使结合热阻接近于零或等于零，可提高供水温度，使之在温度较低的月份、地区内也能使用;若冷加工成圆筒等形状，可使热交换体积变小，进而使设备散热腔体减小;

3、大大减少焊接加工量，比较附图1和图7可知;

4、不需特殊轧辊及其相关的辅助设施，可以一机多用，发挥现有设备潜力，减少投资，便于推广;

5、原料供应方便，所需铜、铝板可自由配比，而已有技术（见附图1）中所需铜卷材目前国内尚不能生产，需要进口;

6、本方法所得板材的各部分变形均匀。

图面说明

图1是已有工艺示意图，1.3为铝材;2为铜材;4.5.6是它们对应的成卷装置;8是粗化处理装置;9为铜管夹紧拉直装置;10为轧辊;

图2是已有工艺图1的正视图，11是辊上的孔型;

图3是已有工艺所制造的热交换器示意图，14是内复铜层的流路;15.16均为与外路联通的接头共10处;

图4是本发明粗化处理示意图，1为铝板复铜板;6是钢丝辊;7是台架滑块;

图5为一印为流路5的示意图，4是粗化了的铜板;

图6是各板组合示意图，1.2是相对应的、粗化了的铝板，3.4是粗化了的铜板;

图7为冷轧复合示意图，组合板8通过轧辊10得到复合板9;

图8为成型后流路剖面示意图，D为管宽，W为管间距，H为管内高度，11.12是铝外层，13是管壁复合铜层，14为流路;

图9是一任意设计流路示意图，15为板面，16是通道，17.18分别为流体进出口;

图10和图11是本发明实施例子。

按照以上工艺成功地制造了如图10、图11所示的铝、铜复合板。板宽约200mm，长度大于1米，板厚1～1.2mm，管壁复铜层厚0.2mm左右，其成型压力为50～110kg/cm，管宽D在3～25mm内变化，管间距为10～20mm，H随W的增加而增加。当W为20mm时，H可达15mm左右，管道气密性试验压力为11.5kg/cm，管道允许变型压力＞15kg/cm，管道破坏压力＞30kg/cm，经光学显微镜检查，Cu-Cu结合界面粒穿过界面，界面消失;Cu-Al的结合界面有一极簿的合金化层约小于或等于1μm。由此可见，该板各界面已完全冶金结合。

Claims

1、一种轧制复合双金属的管壁复铜热交换板的制造方法。迄今为止，以铜铝材料复合的轧制、将加压流体导入铜管、使之膨起的方法，可得到各部分均匀变形管壁的热交换板。本发明的特征在于：在两铝系材料板间配置两铜系材料板，并依顺序组合后，以一定压下率通过冷轧，使之结合为一体，将轧制板经过合适的热处理，导入加压流体或气体，使预先印在铜板上的管路膨起，获得具有可自由设计的流体通路。

2、依据权利要求1中所提的方法，其特征在于：将两相对面粗化了的铝系材料板间配置两块粗化了的铜系材料板，铜板的一面印有图形与另一铜板相对，两铝块分别在两铜板的两边依顺序组合，可由铆钉或冲床组合固定;

3、依据权利要求1中所提的方法，其特征在于：一定压下率是指整板压下率在70～90%之间，轧制时可以单道次变形，也可多道次变形，但第一道次压下率不少于60%。

4、根据权利要求1中所提的方法，其特征在于：自由设计流体通路是指将阻焊剂在铜板的一相对面上印制通路图形，该图形可按要求自由设计，通过变化图形可得最佳导热效率;

5、根据权利要求1中所提的方法，其特征在于：适合的热处理是轧制后的复合板在普通炉中加热到290～330℃范围内进行退火处理，保温约1小时;

6、依据权利要求1中所提的方法，其特征在于：板内的管络可任意设计成相互连通形式，得到足够宽的热交换板时，只需要焊接一个进口管和一个出口管，由于不需要多个管路间并列焊接。