CN103978063B - 异种金属管材及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种异种金属管材及其制备方法和应用，所述的异种金属管材通过异种金属复合件拉伸而成，拉伸方向为垂直于异种金属复合件复合面的方向。本发明直接采用复合板材来冲压拉伸出异种金属管材，异种金属管材中不同金属在分界处进行结合形成一个整体，整个生产过程无需采用焊接或电镀等工艺，不会出现焊接工艺所得焊缝破裂、漏气的风险，也不会出现电镀工艺所得镀层剥离脱落的风险，产品质量大大提高，生产工艺大大简化，同时大大减少能耗或环境污染。

Description

异种金属管材及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及管材领域，特别是一种异种金属管材及其制造方法和应用。
背景技术
在各种领域的产品中，经常需要使用连接管，而连接管两头连接的部件的材质通常不同。以目前现有技术中的压缩机排气管、吸气管等为例，大多数整根为铜材质，一端与其他铜管焊接，另一端通过银焊料火焰钎焊与压缩机的铁质上盖或铁质壳体连接。采用火焰钎焊时，一般采用铜管镶嵌在铁质上盖或铁质壳体内，通过火焰对焊料进行加热融化来填充铜管和铁质材料间的间隙，从而达到铜管铁管通过填充在间隙中的焊料将三者焊接在一起。焊接时焊接温度高于焊料温度，而低于铜管和铁质上盖或壳体的温度，从而实现焊料的填缝焊接。采用此种方法焊接时，必须采用工件通过镶嵌在铁质材料中以增大接头连接面面积，以弥补钎焊强度的不足，而且银焊料成本、铜管成本较高，同时还会因使用焊料而产生大量二氧化碳，以致污染环境。
为此，人们一直研究是否有一种管材，其一端为铜质材料，一端为铁质材料，管材可通过铁质端与上盖或壳体实现电阻焊，通过铜质端与其他铜管焊接，从而实现焊料成本的递减。目前的组合管材一般有以下几种：
(1)采用目前常规的焊接工艺焊接将铜材质段与铁材质段焊接起来，需要使用焊料，焊接效率和焊接效果均不理想。
(2)采用铁管为基材，再将其一端镀上铜层，或整体电镀后刮去一端的铜层。但铜镀层与铁基材可能出现分离的现象，且铜镀层厚度有一定要求，而所得产品在与压缩机壳体焊接时需严格控制不能烧穿铜镀层。
(3)如中国专利申请201210589384.6，公开了一种压缩机排气管，其铜管段和铁管段通过闪光焊对接焊接,无需焊料。但是，采用上述工艺来焊接铜管段和铁管段是比较困难的，由于闪光焊主要适合于同种金属的焊接，因为焊接时两端部焊接口可同时达到焊接的温度，两端部口可同时熔化，达到结合。但其使用铜管与铁管焊接时，焊接过程中铜管段端面与对接的铁管段端面获得的热量分配只能是相等的，而铜和铁的物理性能却差异较大所致。铜管的熔点为1000℃左右，铁管的熔点为1500℃左右。如采用铜类似的温度焊接时，铁无法熔接，此时的焊接状态为融化的铜仅仅附着在铁管端面表层，并未形成铜铁的结晶体。其焊接完的管件内外表面全部有大量焊渣，同时焊缝处的强度一般。如采用铁管类似的温度焊接时，铜管将会发生过烧，出现下流，铜铁管无法焊接。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种异种金属管材，其不同金属材质的管段之间结合紧密，产品质量稳定，彻底解决了焊接和电镀的问题。
本发明的另一个目的是提供上述异种金属管材的制备方法，其生产工艺简单，生产成本下降。
本发明还有一个目的是将上述异种金属管材应用于压缩机或空调器中。
本发明的目的是这样实现的：一种异种金属管材的制备方法，其特征在于：所述的异种金属管材通过异种金属复合件拉伸而成，拉伸方向为垂直于异种金属复合件复合面的方向。
所述的异种金属复合件为异种金属复合板材，通过冲压拉伸形成异种金属管材；或者所述的异种金属复合件为柱形的异种金属复合锭料，通过穿孔拔管拉伸形成异种金属管材。
所述的异种金属复合锭料是由异种金属复合板材切割而成的，或者是由两个以上不同材质的金属锭复合而成。
所述的异种金属复合件至少包括两层不同金属材质的复合层，冲压拉伸而成异种金属管材轴向包括至少两段不同金属材质的管段。
所述的异种金属复合件至少包括一层铜金属层和一层铁金属层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少铜管段和铁管段；或者，所述的异种金属复合件至少包括一层铜金属层和一层不锈钢金属层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少铜管段和不锈钢管段；或者，所述的异种金属复合件至少包括一层铜金属层和一层铝金属层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少铜管段和铝管段。
所述的异种金属复合件中，每层金属材质的厚度为不小于0.1mm。
由上述制备方法制得的异种金属管材。
所述的异种金属管材为压缩机的排气管、吸气内管、吸气外管、储液器进气管或储液器出气管，或空调器的配管、连接管、换向阀管或膨胀阀管。
本发明直接采用复合金属件来冲压拉伸出异种金属管材，异种金属管材中不同金属的结合处没有明显分界线，而是形成一段异种金属融合在一起的过渡，整个生产过程无需采用焊接或电镀等工艺，不会出现焊接工艺所得焊缝破裂、漏气的风险，也不会出现电镀工艺所得镀层剥离脱落的风险，产品质量大大提高，生产工艺大大简化，同时大大减少能耗或环境污染。
附图说明
图1是本发明实施例1、3、4的生产原理示意图；
图2是本发明实施例2的生产原理示意图；
图3是本发明实施例5的生产原理示意图。
具体实施方式
本发明是一种异种金属管材，其通过异种金属复合件拉伸而成，拉伸方向为垂直于异种金属复合件复合面的方向，例如：异种金属复合件为异种金属复合板材，通过冲压拉伸形成异种金属管材；或者，异种金属复合件为柱形的异种金属复合锭料，通过穿孔拔管拉伸形成异种金属管材。异种金属复合锭料是由异种金属复合板材切割而成的，或者是由两个以上不同材质的金属锭复合而成。
异种金属复合件至少包括两层不同金属材质的复合层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少两段不同金属材质的管段。拉伸工艺为本领域公知的常规工艺，不管是冲压拉伸还是穿孔拔管拉伸，只要按最终的管材产品的尺寸要求设定对应的工艺参数即可。
在压缩机、空调器领域中，需要焊接的异种金属常见的例如有铁与铜，或者为铜与铝等。因此，优选的，异种金属复合件至少包括一层铜金属层和一层铁金属层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少铜管段和铁管段；或者，异种金属复合件至少包括一层铜金属层和一层不锈钢金属层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少铜管段和不锈钢管段；或者，异种金属复合件至少包括一层铜金属层和一层铝金属层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少铜管段和铝管段。异种金属复合件也可以包括三层以上的复合层，制成异种金属管材后再通过切割得到相应的所需管材。
所述的异种金属复合件中，每层金属材质的厚度根据最终异种金属管材的尺寸要求设定，受拉伸工艺限制一般不应小于0.1mm。
由上述制备方法制得的异种金属管材，可以用于压缩机的排气管、吸气内管、吸气外管、储液器进气管或储液器出气管，或空调器的配管、连接管、换向阀管或膨胀阀管等等。
以下以具体的例子结合附图对本发明进行进一步阐释，但本发明并不限于此特定例子。实施例1
如图1所示，本实施例中采用的异种金属复合件为异种金属复合板材1，由一层铜金属层11和一层铁金属层12复合而成。铜金属层11和铁金属层12的厚度均约为3mm。
通过冲头6在垂直于异种金属复合板材1复合面13的方向对异种金属复合板材1进行经过若干次的冲压拉伸，最后形成异种金属管材2。该异种金属管材2轴向包括铜管段21和铁管段22。
实施例2
如图2所示，本实施例采用的异种金属复合件为异种金属复合板材3，依次由一层铁金属层31、一层铜金属层32、一层铁金属层31复合而成。铜金属层32的厚度约为3mm，每层铁金属层31的厚度均为2mm。
通过冲头6在垂直于异种金属复合板材3复合面33的方向对异种金属复合板材3进行冲压拉伸，最后形成轴向依次包括铁管段41、铜管段42和铁管段41的异种金属管材4。最后在异种金属管材4铜管段42中间位置进行切割，即得到两个分别包括铜管段42和铁管段41的异种金属管材4’。
实施例3
生产原理同样如图1所示，本实施例中采用的异种金属复合件为异种金属复合板材。异种金属复合板材由一层铜金属层和一层不锈钢金属层复合而成。铜金属层和不锈钢金属层的厚度均约为3mm。通过冲头冲压拉伸后最后形成轴向包括铜管段和不锈钢管段的异种金属管材。
实施例4
生产原理同样如图1所示，本实施例中采用的异种金属复合件为异种金属复合板材，异种金属复合板材由一层铜金属层和一层铝金属层复合而成。铜金属层和铝金属层的厚度均约为3mm。通过冲头冲压拉伸后最后形成轴向包括铜管段和铝管段的异种金属管材。
实施例5
如图3所示，本实施例采用的异种金属复合件为异种金属复合锭料5。该异种金属复合锭料5可以是由如实施例1的异种金属复合板材1切割而成的，或者是直接由两个不同材质的金属锭复合而成。异种金属复合锭料5由一层铜金属层51和一层铁金属层52复合而成.
在垂直于异种金属复合锭料5复合面53的方向，通过冲头6对异种金属复合锭料5进行穿孔拔管拉伸，最后形成异种金属管材2。该异种金属管材2轴向包括铜管段21和铁管段22。

Claims (7)

1.一种异种金属管材的制备方法，其特征在于：所述的异种金属管材通过异种金属复合件拉伸而成，拉伸方向为垂直于异种金属复合件复合面的方向；其中所述的异种金属复合件至少包括两层不同金属材质的复合层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少两段不同金属材质的管段。
2.根据权利要求1所述的异种金属管材的制备方法，其特征在于：所述的异种金属复合件为异种金属复合板材，通过冲压拉伸形成异种金属管材；或者所述的异种金属复合件为柱形的异种金属复合锭料，通过穿孔拔管拉伸形成异种金属管材。
3.根据权利要求2所述的异种金属管材的制备方法，其特征在于：所述的异种金属复合锭料是由异种金属复合板材切割而成的，或者是由两个以上不同材质的金属锭复合而成。
4.根据权利要求1所述的异种金属管材的制备方法，其特征在于：所述的异种金属复合件至少包括一层铜金属层和一层铁金属层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少铜管段和铁管段；或者，所述的异种金属复合件至少包括一层铜金属层和一层不锈钢金属层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少铜管段和不锈钢管段；或者，所述的异种金属复合件至少包括一层铜金属层和一层铝金属层，拉伸而成异种金属管材轴向包括至少铜管段和铝管段。
5.根据权利要求1、2或3所述的异种金属管材的制备方法，其特征在于：所述的异种金属复合件中，每层金属材质的厚度为不小于0.1mm。
6.由权利要求1-5任一权利要求所述制备方法制得的异种金属管材。
7.根据权利要求6所述的异种金属管材，其特征在于：所述的异种金属管材为压缩机的排气管、吸气内管、吸气外管、储液器进气管或储液器出气管，或空调器的配管、连接管、换向阀管或膨胀阀管。
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