CN1448230A - 内孔带槽无缝管的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内孔带槽无缝管的制造方法，通过拉伸模及芯件将管实行缩径。然后，使用一对辊将管的外面向带槽芯件进行挤压而在管内孔的一部分上形成槽。根据该加工，管的截面形状在被辊挤压的方向上形成扁平化。接着使用拉伸模对管实施整形加工，使管的截面形状成为略正圆形。然后，利用旋转轴与辊的旋转轴垂直地配置的一对辊将管的外面向带槽芯件挤压，在管内的一部分上形成槽。其次由拉伸模对管进行缩径加工。通过这种制造方法，能够制造出具有光滑外面的、在内孔形成多种槽的内孔带槽无缝管，其制造成本低、生产性好，且在制作完的内孔带槽无缝管上不会产生耳子部。

Description

内孔带槽无缝管的制造方法
技术领域
本发明一种被组合到用于家庭及业务空调器中的空冷式热交换器中的作为导热管的内孔带槽无缝管，及其制造方法及制造装置，尤其是通过辊轧形成的、且生产率良好的内孔带槽无缝管，及其制造方法及制造装置。
背景技术
作为内孔带槽无缝管的制造方法，是在特公平3-5882号公报中被公开的那种用辊加工进行的制造方法。以下，对用辊加工进行内孔带槽无缝管的制造方法(以下称辊轧制法)进行说明。作为坯料使用的是由未退火材料(H型材)构成的毛坯管。把外面形成有槽的带槽芯件插进该毛坯管内部，同时，把滚接在所述毛坯管外面的可旋转的一对辊配置在与所述带槽芯件对应的位置上。把该辊的旋转轴设置在与所述毛坯管的垂直管轴的方向上。另外，辊的形状是辊中央部直径比辊端部直径小的孔型，包括该辊的旋转轴在内的截面形状与所述毛坯管的垂直管轴截面上的外面形状大致匹配。而且，在利用该辊将所述毛坯管向所述带槽芯件进行挤压的同时，通过拉伸所述毛坯管使带槽芯件以管轴为中心进行旋转，在所述毛坯管内孔将所述带槽芯件上的槽进行复制而形成槽。
在辊滚轧法中，由于带槽芯件只是在管内孔的一部分区域上形成槽，所以在带槽芯件上的负荷与球滚轧法相比较要小。因此，在带槽芯件外周面上形成平行于管轴方向槽，在管内孔也能形成平行于管轴方向槽。
但是，在辊滚轧法中，其问题在于，在整个管的内孔未被均匀地形成槽，在管圆周方向上，所述管是在被辊挤压部分的内孔上形成槽，在未被辊挤压部分的内孔上未形成槽。
因此，在特公平3-5882号公报中公开了下述技术，即，设置多组由两根辊构成的辊组，使各组辊对管挤压的方向互不相同。这样能够在整个管内孔均匀地形成槽。
但是，在所述的以往技术中存在着以下所示的问题。在特公平3-5882号公报中公开的内孔带槽管的制造方法中，使用一组辊将管向规定方向挤压而在管内孔形成槽后，再使用另一组辊将管向与所述规定方向不同的方向挤压而在管内孔形成槽。在这种情况下，就产生了以下所示的现象。图19(a)～(c)及图20(a)～(c)是表示用以往的辊滚轧法进行的内孔带槽无缝管制造方法的与垂直管轴的截面图。另外，图19(a)～(c)所示的工序由同一装置连续实施。
图19(a)是表示在槽形成前的管的与垂直管轴截面上形状的截面图。如图19(a)所示，在槽形成前的管51的截面形状是略正圆形，并在内孔未形成槽。其次如图19(b)所示，在将带槽芯件52插进管51内部的同时，在管51的外部滚接着一对辊53用来挤压管51。其结果，如图19(c)所示，管51在其内孔的一部分上被形成槽59，并在被挤压的方向上成为扁平状。
接着，如图20(a)所示，将带槽芯件54插进管51内部，并在管51的外部滚接一对辊55用来挤压管51。辊55挤压管51的方向是与辊53挤压管51的方向垂直的方向。这时，由于管51在被辊53挤压后的方向上成为扁平状，所以在带槽芯件54与管51之间产生了间隙56。
在这种状态下，当用辊55挤压管51时，如图20(b)所示，在管51的内孔中形成有槽60。这时，在相当于管51上的辊55之间空隙的部分上产生了耳子部57。尤其是当深形成槽60时，耳子部就会变大。其次如图20(c)所示，当把已产生耳子部57的管51使用拉伸模进行整形时，耳子部57就会在管内侧上形成凹面、即凹部58。其结果，在管51上得不到光滑的外面，管51的商品价值也会显著下降。另外，在图20(c)中省略了槽59及60。
如此，在特公平3-5882号公报中公开的使用多组辊将管进行滚轧加工、制造内孔带槽无缝管的制造方法中，要制造出具有作为商品通用的质量好的内孔带槽无缝管是不可能的。
本发明是鉴于上述问题，其目的在于提供一种内孔带槽无缝管的制造方法，能够以低成本高生产率制造出外表光滑、内孔形成多种类槽的内孔带槽无缝管，并且不会在管上产生耳子部。
发明内容
本发明所涉及的其他的内孔带槽无缝管的制造方法，是内孔带槽无缝管的制造方法，由下述工序构成：
通过拉拔金属管，由与配置于所述金属管的管外的保持拉伸模及配置于管内的所述保持拉伸模配合的保持芯件、将所述金属管进行依次缩径加工的工序，和
在把多个第1辊以使其旋转轴与所述金属管的管轴方向垂直地滚接在所述缩径后的所述金属管外面上，同时把通过第1连接轴可相对旋转地连接在所述保持芯件上、且在外面上形成有槽的第1带槽芯件配置在与所述金属管内的与所述第1辊相对应的位置上，并通过由所述第1辊将所述金属管向所述第1带辊芯件方向挤压，而在所述金属管内孔的管圆周方向的一部分上形成第1槽并形成多个第1带槽段的工序，和
把形成所述第1带槽段的所述金属管、使用整形装置进行整形的工序，和
在把多个第2辊以使其旋转轴与所述金属管的管轴方向形成垂直且与所述第1辊的旋转轴偏移地滚接在所述金属管的外面上，同时把通过第2连接轴可相对旋转地连接在所述第1带槽芯件上、且在外面上形成有槽的第2带槽芯件配置在与所述金属管内的所述第2辊相对应的位置上，并通过由所述第2辊将所述金属管向所述第2带槽芯件挤压，在所述金属管内孔的管圆周方向的一部分上形成第2槽并形成多个第2带槽段的工序。
在本发明中，通过在金属管中形成第1带槽段的工序与形成第2带槽段的工序之间设置将管进行整形加工的工序，能够把被第1辊挤压后产生的金属管的扁平化通过所述整形加工进行矫正，这样就能将金属管的垂直管轴截面的形状形成略正圆形状。这样，在形成第2带槽段的工序中把第2带槽芯件与金属之间的间隙控制在最低限度。其结果，在形成第2带槽段的工序中，能够防止在金属管的相当于第2辊间的部分上形成耳子部。其结果，在后面的缩径工序中就不会因形成的耳子部而造成的凹部，从而能够形成外表光滑的内孔带槽无缝管。另外，通过使用第1辊对金属管进行挤压能够在金属管内孔的一部分上只形成第1带槽段，然后通过使用第2辊对金属管进行挤压能够在与第1带槽段不同的区域上形成第2带槽段。其结果，能够在金属管内孔形成单纯的螺旋转之外的槽图形。
另外，在所述金属管内孔上，也可以在所述第1带槽段与所述第2带槽段之间的区域上形成所述第1槽及所述第2槽两方。这样，在该区域内，能够形成第1槽及第2槽两方并形成具有交差槽的第3区域。
另外，在所述金属管内孔上，也可以在所述第1带槽段与第2带槽段之间的区域上不形成槽。这样，在将该内孔带槽无缝管作为导热管使用时能够控制流经于管内部的冷介质压力损失。
另外，最好是将所述第1及第2辊分别设置偶数个，并且最好把所述第1及第2辊分别以夹住所述金属管、呈相互对向的方式配置。例如，所述第1及第2辊的数量可以分别是两个。这样，能够将一个辊挤压所述金属管的力由该辊对向的另一个辊承受，这样既能进行效率高的加工又能提高制造装置的强度。
另外，在所述第1及第2带槽芯件的外面上形成的槽的延伸方向最好是分别相对于管轴方向平行或相对于管轴方向以0～30°的角度倾斜。这样，在管的内孔上能够形成相对管轴方向平行的槽或相对管轴方向倾斜的槽。另外，通过将所述槽与管轴方向之间的角度设定在不足30°，能减轻落在带槽芯件上的负荷，并能防止带槽芯件的损耗。由于通过在进行带槽加工后实行缩径加工而对管拉伸，可减小槽的螺旋升角。根据缩径率决定螺旋升角减小的程度。通常，要得到20°的螺旋升角，就应在带槽加工时将螺旋升角设为30°。
另外，最好是将所述第1或第2辊中至少其中一个辊的圆周速度设定得比所述金属管的拉拔速度大。这样，就能降低第1或第2辊与金属管之间产生的摩擦力，并且能降低金属管的拉拔应力，其结果，能可靠地防止金属管的断裂。
本发明的内孔带槽无缝管的制造方法，所述金属管能使用铜或铜合金是适合的。这时，所述铜或铜合金的金属管在槽形成前的屈服极限最好是200～500N/mm2，槽形成前的(屈服极限/拉伸强度)比最好是0.65～0.95。
这样，如果使用屈服极限及(屈服极限/拉伸强度)比满足所述范围的毛坯管，那么在辊外接的部分上能防止毛坯管过伸长，同时确保良好的加工性，并且在防止毛坯管断裂，并且能够施加大的拉拔力而提高加工速度。这样就能得到生产性好且制造成本低的内孔带槽管。另外，在这里所讲的屈服极限是0.2％屈服极限。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施例的内孔带槽无缝管结构的垂直管轴截面图。
图2是表示本实施例的内孔带槽无缝管装置结构的剖视图。
图3是表示在图2所示的制造装置上的辊3结构的主视图。
图4是(a)～(c)是表示的本实施例的内孔带槽无缝管制造方法的垂直管轴截面图。
图5(a)～(c)是表示本实施例的内孔带槽无缝管制造方法的垂直管轴截面图，表示图4之后的工序。
图6是表示本发明的第2实施例的内孔带槽管结构的垂直管轴截面图。
图7(a)及(b)是表示本发明的第3实施例的内孔带槽管制造装置上的带槽芯件的槽图形的示意图，(c)是本实施例的内孔带槽管的内孔展开图。
图8是表示管内孔上的区域21～23位置关系的剖视图。
图9是本发明的第4实施例的内孔带槽管的内孔展开图。
图10(a)及(b)是表示本发明的第5实施例的内孔带槽管制造装置上的带槽芯件图形的示意图，(c)是本实施例的内孔带槽管的内孔展开图。
图11是本发明的第6实施例的内孔带槽管的内孔展开图。
图12(a)及(b)是表示本发明的第7实施例的内孔带槽管制造装置上的带槽芯件的槽图形的示意图，(c)是本实施例的内孔带槽管的内孔展开图。
图13是表示本发明的第8实施例的内孔带槽管制造装置上的辊结构的主视图。
图14是表示本发明的第9实施例的内孔带槽管制造装置上的辊结构的主视图。
图15(a)～(c)是表示试验1的试验方法的剖视图，(a)是表示1次滚轧前的管截面图，(b)是表示1次滚轧后整形加工前的管截面形状，(c)是表示2次滚轧后的管截面形状。
图16(a)及(b)是表示在试验1中使用光学显微镜观察内孔带槽管截面形状结果的剖视图，(a)是表示1次滚轧后的管截面形状，(b)是表示整形加工后2次滚轧前的管截面形状。
图17是表示试验2中的蒸发性能测定结果的曲线图。
图18是表示试验2中的凝结性能测定结果的曲线图。
图19(a)～(c)是表示由以往的辊滚压法进行的内孔带槽无缝管制造方法的垂直管轴截面图。
图20(a)～(c)是表示由以往的辊滚压法进行的内孔带槽无缝管制造方法的垂直管轴截面图，是表示图19之后的工序。
具体实施方式
(第1实施例)
以下，对本发明的实施例参照附图进行具体说明。首先对本发明的第1实施例进行说明。图1是表示本实施例的内孔带槽无缝管结构的垂直管轴截面图。如图1所示，在由铜或铜合金构成的内孔带槽管14的内孔上设有沿管圆周方向分成的8个区域，即，两个区域21、两个区域22及4个区域23，区域21至23沿着管轴方向延伸。在管圆周方向上，两个区域21被设置在相互对向的位置上，在区域21之间，分别以相互对向地设置有两个区域22。在内孔带槽管14的垂直管轴截面上，连接区域21的管圆周方向中心的线和连接区域22的管圆周方向中心的线，在内孔带槽管14的管轴上形成垂直。另外，4个区域23被分别设置在区域21与区域22之间。
在区域21上形成有槽12，在区域22上形成有槽13，在区域23上设有形成槽。另外，在本实施例中，槽12及13沿管轴方向平行延伸，槽的深度、间距及槽的形状相互间是相等的。槽12及13的螺旋升角例如是大于0°和小于20°，在垂直管轴截面上，最高齿的高度例如是0.05～0.15mm，在垂直管轴截面上，齿的齿顶角例如是60°～130°。
以下，对本实施例的内孔带槽无缝管的制造装置及制造方法进行说明。图2是表示本发明的内孔带槽管制造装置结构的截面图。如图2所示，在本实施例的制造装置上设置有与由铜或合金铜构成的管1的外侧相接触的拉伸模2，从拉伸模2看，在管1的拉伸方向上两个辊3以夹住管1而相对向地设置。辊3以其旋转轴与管1的管轴方向垂直地滚接在管1上，两个辊3的旋转轴相互平行。在辊3的拉伸方向出侧(下游侧)与管1的外侧相接触地设置有拉伸模4。另外两个辊5在夹住管1的对向状态地设置在拉伸模4的拉伸方向的出侧。辊5以其旋转轴与管1的管轴方向以及辊3的旋转方向垂直地滚接在管1上，两个辊5的旋转轴相互平行。另外，拉伸模6以和管1的外侧相接触而被设置在辊5的出侧。
辊3及辊5是驱动式，以比管1的拉伸速度高的速度进行自转。例如，辊3及辊5的圆周速度能够是管1拉伸速度的大约两倍。另外，辊3及辊5分别由支承轧辊(未图示)按压。这样就能控制辊3及辊5的旋转轴的变动。由一对辊3及按压辊3的支承轧辊构成了滚轧机，由一对辊5及按压辊5的支承轧辊构成了另一个滚轧机。另外，由辊3及辊5压住管1的按压量能通过调整辊3及辊5的压载荷及辊间隙进行控制。
图3是表示辊3结构的主视图。如图3所示，在辊3的外周面3a上设有沿圆周方向延伸的凹部3b。除了外周面3a上的凹部3b以外的区域是最外周面3c，辊3的外周面3a由凹部3b和最外周面3c构成。辊3的外径最好是与辊3接触部分上的管1外径的2～20倍左右。在包括辊3旋转轴在内的截面上，凹部3b的形状是圆弧状，该圆弧状的半径大约等于带槽芯件9的半径和管1的壁厚之和。凹部3b是在图3所示的角度θ的区域内被加工的，角度θ例如是30°～50°左右。另外，在最外周面3c与凹部3b的相交部分上实施了倒角加工，该倒角加工部的直径最好是管1上的与辊3接触部分外径的0.05倍以上。辊3由硬质合金或轴承钢构成。轴承钢是指在JISG0203～4503中规定的铁合金，是使用在滚动轴承钢珠、滚柱、内轮及外轮上的合金钢。对于轴承钢，由于必须经得起高速变动的反复荷载，所以要求具备高耐疲劳强度和耐磨损性，因而，要重视轴承钢的洁净度及组织均匀性而进行制造。一般来讲，高碳低铬钢是代表性的钢类。另外，对于辊5，其结构也和所述辊3的结构相同。
另一方面，如图2所示，芯件7以与拉伸模2紧密配合地被设置在管1的内部。芯件7由配置于管1拉伸方向上游侧的圆柱部7a及连接于圆柱部7a拉伸方向下游侧(出侧)的圆锥体部7b构成。圆柱部7a的外径被设定为比形成前管1的内径小。另外，圆锥体部7b的外径在与圆柱部7a连接的一侧上与圆柱部7a的外径相等，随着趋向拉伸方向出侧而连续地减小。在芯件7上，圆锥体部7b与拉伸模2相配合。芯件7由硬质合金构成，作为该硬质合金，与JISVI相当的合金是合适的。在芯件7的拉伸方向出侧连接有芯件轴8。芯件轴8与设在芯件7上的孔(未图示)相配合。
带槽芯件9连接在芯件轴8的拉伸方向的出侧。在带槽芯件9上设有与芯件轴8配合的孔(未图示)，并可旋转地与芯件轴8连接。带槽芯件9通过芯件轴8只与芯件7隔开一定的距离，其结果，带槽芯件9被配置在管1内部的与辊3配合的位置上，并和辊3一起在管1内孔的一部分上形成槽。另外，把带槽芯件9的外径设定为仅仅小于这部分上的管1直径的值。
另外，在带槽芯件9的外面形成有槽9a。槽9a对于管1的管轴方向是以规定的螺旋角(螺旋升角)倾斜，该螺旋升角是0～30°。另外，槽9a的槽深度是0.05～0.25mm。就是说，当槽9a的槽深度在不足0.05mm、将管1作为导热管使用时难以得到充分的导热性能，当槽深超过0.25mm时对管1mm槽成形性就会降低。另外，在槽9a间形成的齿的齿顶角，从形成于管1内孔的槽的最终目标尺寸起反算，最好为15～140°。而且该齿最上面的宽度(齿背宽)要在0.2mm以下，最好是0.1mm以下。这是由于当齿背宽超过0.2mm时，就会降低对管1的槽成形性。带槽芯件9由硬质合金构成，这种硬质合金例如JISV3～V6是合适的。在带槽芯件9的拉伸方向出侧上连接有芯件轴10。芯件轴10与设在带槽芯件9上的孔(未图示)嵌合。
在带槽芯件轴10的拉伸方向出侧连接有带槽芯件11。在带槽芯件11上设有与芯件轴10嵌合的孔(未图示)，可旋转地与芯件轴10连接。带槽芯件11通过轴10只与带槽芯件9隔开一定的距离。这样，带槽芯件11被配置在管1内部与辊5配合的位置上。带槽芯件11是和辊5一起在管1内孔的一部分上形成槽的部件。把带槽芯件11的外径设定为仅仅小于该部分上管1内径的值。在带槽芯件11的外面形成有槽11a，槽11a的螺旋升角、槽深度、槽11a之间的齿的齿顶角、齿宽的范围分别与带槽芯件9的槽9a相同。另外带槽芯件11和带槽芯件9一样由硬质合金构成，对于该硬质合金例如JISV3～v6是适合的。
如上所述，在本实施例的制造装置上，芯件7、芯件轴8、带轴芯件9、芯件轴10以及带槽芯件11是按该顺序成1列连接后构成槽芯件组件。该槽芯件组件被设在管1内，并通过芯件7与拉伸模2连接而被设置在规定的位置上。
另外，在图2中的槽9a及槽11a分别具有大于0°的螺旋升角，但在本实施例中，槽9a及槽11a的螺旋升角分别是0°。另外，槽9a的深度、间距、齿的齿顶角及齿宽度分别与槽11a的深度、间距、齿的齿顶角及齿宽度是相等的。
以下，对本实施例的内孔带槽无缝管的制造方法进行说明。图4(a)～(c)及图5(a)～(c)是表示本实施例的内孔带槽无缝管制造方法的垂直管轴的截面图。首先，如图2所示，由金属或合金构成且未被退火的材料(H材)形成的管1，通过拉伸模2及芯件7被缩径。这时，如图4(a)所示，管1的垂直管轴截面形状呈大致正圆形，在其内孔未形成槽。接着，如图2及图4(b)所示，管1的外面由一对辊3向带槽芯件9挤压。这样，如图2及图4(c)所示，带槽芯件9的槽9a被复制在管1内孔的一部分上，并在管1内孔的一部分上形成了槽12。这时，通过调整辊3的挤压量能够控制槽12的深度及形成区域的面积。通过该加工，管1的截面形状在被辊3挤压的方向上成为扁平化。
接着，如图2所示，利用拉伸模4对管1实施整形加工。为此，如图5(a)所示，管1的垂直管轴截面上的形状变成略正圆形。接着，如图2及图5(b)所示，由一对辊5将管1的外面向带槽芯件11进行挤压。其结果，带槽芯件11的槽11a被复制在管1内孔的一部分上，形成了槽13。这时，通过调整辊5的挤压量能够控制槽13的深度及形成区域的面积。接着，利用拉伸模6将管1进行缩径加工。这样就形成了图5(c)所示的内孔带槽管14。图5(c)所示的内孔带槽管14的结构与图1所示的内孔带槽管14的结构是一样的。另外，作为管1的材料如果使用退火材料(O型材)，则管1的拉伸强度就会变弱、容易产生延伸。因此，管1的壁厚变薄并容易产生断裂。
如上所述，本实施例中，如图2所示，在内孔带槽无缝管的制造装置上，作为整形装置设有拉伸模4，当利用辊3及带槽芯件9在管1内孔上形成槽12后，如图5所示，使用拉伸模4来进行管1的整形以便把管1的截面形状形成为略正圆形。因此，在使用图5(b)所示的辊5及带槽芯件11在管1内孔上形成槽13的工序中，和未进行整形的情况(图20(a)所示)相比较，能将带槽芯件11的外径加大。其结果，能将带槽芯件11与管1之间的间隙变小，这样可防止发生耳子部(参照图20(b))。因此，通过拉伸模6进行缩径加工后，可防止在内孔带槽管14的外面产生凹部(参照图20(c))。
另外，在本实施例中，由于是分别使用两个辊3及辊5进行两次辊加工，所以如图1所示，向内孔带槽管14的管轴方向延伸的4个区域，即，在区域21及22上能形成向管轴方向延伸的槽。另外，在区域上能形成平坦带。其结果，如果将本实施例的内孔带槽管14作为导热管来使用，则能得到冷介质压力损失低而蒸发性能高的导热管。
而且，由于通过辊加工在管1内孔形成了槽，所以无需像使用球滚轧成形的情况那样使用磁浮式高速电机等高价装置，可使用简易且低成本的装置来制造内孔带槽管。另外，与使用球滚轧成形的方法相比较，可做到快速加工。例如，能以150m/分的加工速度进行加工。并且，由于能使用由H材构成的管作为毛坯管，所以在形成槽之前无需将毛坯管进行退火。因此，能把制作成本控制在极低水平。
另外，在本实施例中，由于槽12及13的螺旋升角是在20°以下，所以能防止在槽形成工序中出现毛坯管的断裂。而且，在垂直管轴截面上，由于最高齿的高度是0.05～0.15mm、齿的齿顶角是60～130°，所以能兼顾内孔带槽管的生产性和导热性两者。
(第2实施例)
以下，对本发明的第2实施例进行说明。图6是表示本实施例的内孔带槽管结构的垂直管轴截面图。图6是表示在图1中所示的管1的区域23上的截面形状。在本实施例中，使用与上述第1实施例相同的、图2所示的装置作为内孔带槽无缝管的制造装置。在带槽芯件9的外面形成的槽9a及在带槽芯件11的外面形成的槽11a的螺旋升角都是0°，槽9a的槽深度及间距分别与槽11a的槽深度及间距相等。但是，在本实施例中，与第1实施例相比，加大了辊3及辊5的下压量。
其结果，在管1内孔上，形成槽12区域的管圆周方向的长度及形成槽13区域的管圆周方向的长度要长于第1实施例的情况，在区域23上形成有槽12及槽13两方。即，在区域23上使用和槽12及槽13同一螺旋升角来形成间距不同的槽。如图6所示，在区域23上，由于形成有槽12及槽13两方，所以间距变小。
(第3实施例)
以下，对本发明的第3实施例进行说明。图7(a)及(b)是表示本实施例的内孔带槽管制造装置上的带槽芯件的槽图形的示意图，图7(c)是本发明的内孔带槽管的内孔展开图。另外，在图7(a)～(c)中，从图的左侧向右侧的方向是管的拉伸方向。在本实施例中也使用图2所示的装置作为内孔带槽无缝管的制造装置。但是，作为带槽芯件9使用了在外面上形成有图7(a)所示的槽图形的带槽芯件，作为带槽芯件11使用了在外面上形成有图7(b)所示的槽图形的带槽芯件。即，把图7(a)所示的槽24设定为螺旋升角大于0°的螺旋槽，把图7(b)所示的槽25设定为螺旋升角是0°的直槽。
其结果，如图7(c)所示，在管1的内孔的区域21上，由带槽芯件9的槽24复制而形成槽24a，在区域22上由带槽芯件11的槽25复制而形成直槽25a，区域23成为未形成槽的平坦带。当把该管1作为导热管使用时就能得到蒸发性能及凝结性能都很好的导热管。另外，图8是表示在管1内孔上的区域21～23位置关系的截面图。
另外，槽24a的螺旋升角例如是大于0°小于20°，在垂直管轴截面上，最高齿的高度例如是0.05～0.15mm，在垂直管轴截面上齿的齿顶角例如是60～130°。另外，槽25a的螺旋升角是0°，在垂直管轴截面上，最高齿的高度例如是0.05～0.15mm，在垂直管轴截面上，齿的齿顶角例如是60～130°。
(第4实施例)
以下，对本发明的第4实施例进行说明。图9是本发明的内孔带槽管的内孔展开图。在本实施例中是与所述第3实施例同样，使用图2所示的装置作为内孔带槽无缝管的制造装置，作为带槽芯件9使用了在外面上形成有图7(a)所示的槽图形的带槽芯件，作为带槽芯件11使用了在外面上形成有图7(b)所示的槽图形的带槽芯件。但是，与上述第3实施例相比较，加大了辊3及辊5的下压量。
其结果，如图9所示，在管1内孔的区域21上形成了螺旋槽24a，在区域22上形成了直槽25a，区域23上形成了螺旋槽24a及直槽25a两方。即，在区域23上形成有螺旋槽24a及直槽25a交差的交差槽。
(第5实施例)
以下，对本发明的第5实施例进行说明。图10(a)及(b)是表示本实施例的内孔带槽管制造装置的带槽芯件的槽图形的示意图，图10(c)是本实施例的内孔带槽管的内孔展开图。在本实施例中使用图2所示的装置作为内孔带槽无缝管的制造装置，作为带槽芯件9使用了在外面上形成有图10(a)所示的槽图形的带槽芯件，作为带槽芯件11使用了在外面上形成有图10(b)所示的槽图形的带槽芯件。即，在带槽芯件9的外面上形成有螺旋槽26，在带槽芯件11的外面上形成有螺旋槽27，螺旋槽26及27相对于管1的管轴方向以同方向倾斜。
其结果，如图10(c)所示，在管1的内孔是的区域21上形成了槽26a，在区域22上形成了槽27a，区域23是未形成槽的平坦带。槽26a及27a的螺旋升角例如是大于0°小于20°，在垂直管轴截面上，最高的齿高度例如是0.05～0.15mm，在垂直管轴截面上齿的齿顶角例如是60～130°。
(第6实施例)
以下，对本发明的第6实施例进行说明。图11是本实施例的内孔带槽管的内孔展开图。在本实施例中和所述第5实施例相同，使用图2所示的装置作为内孔带槽无缝管制造装置，作为带槽芯件9使用了在外面上形成图10(a)所示的槽图形的带槽芯件，作为带槽芯件11使用了在外面上形成图10(b)所示的槽图形的带槽芯件。但是与上述第5实施例相比较加大了辊3及辊5的下压量。
其结果，如图11所示，在管1的内孔的区域21上形成了槽26a，在区域22上形成了槽27a，在区域23形成了槽26a及槽27a两方而形成为交差槽的区域。
另外，在所述第5实施例及第6实施例中，表示了把在带槽芯件9的外面形成的槽26和在带槽芯件11的外面形成的槽27相对于管1的管轴方向向同一方向倾斜的例子，但槽26和槽27也可以相对于管1的管轴方向向相互相反的方向倾斜。
(第7实施例)
以下，对本发明的第7实施例进行说明。图12(a)及(b)是表示本实施例的内孔带槽管制造装置上的带槽芯件的槽图形的示意图，图12(c)是本实施例的内孔带槽管的内孔展开图。在本实施例中使用图2所示的装置作为内孔带槽无缝管的制造装置，作为带槽芯件9使用了在外面上形成有图12(a)所示的槽图形的带槽芯件，作为带槽芯件11使用了在外面上形成有图12(b)所示的槽图形的带槽芯件。即，在带槽芯件9的外面形成有间距小的直槽28，在带槽芯件11的外面形成有间距大于直槽28的直槽29。
其结果，如图12(c)所示，在管1的内孔的区域21上由直槽28复制而形成了槽28a，在区域22上由直槽29复制而形成了槽29a，区域23是未形成槽的平坦带。由于槽28a的间距小，所以可有效地提高导热管的蒸发性能，而且由于槽29a的间距大，所以可有效地提高导热管的凝结性能。另外，槽28a及29a的螺旋升角是0°，在垂直管轴截面上，最高的齿高度例如是0.05～0.15mm，在垂直管轴截面上齿的齿顶角例如是60～130°。
另外，在本实施例中表示了把辊3及辊5的下压量设定得比较小，以便使区域23成为平坦带的例子，但也可以将辊3及辊5的下压量设大，在区域23上形成槽28a及29a两方。另外，也可以在带槽芯件9及11的外面上分别形成相互间距不同的螺旋槽，在管1的内孔的区域21上形成间距小的相对于管轴方向倾斜的槽，在区域22上形成间距大的相对于管轴方向倾斜的槽。这时，区域23也可以作为平坦带，也可以使上述的两种螺旋槽交差作为交差槽的区域。
(第8实施例)
以下，对本发明的第8实施例进行说明。图13是表示本实施例的内孔带槽管制造装置上的辊结构的主视图。本实施例制造装置上的除辊3及轴5之外的结构与图2所示的制造装置的结构相同。如图13所示，在本实施例中设置了3个辊3，从管1的管轴看，是以120°的间隔与管1的外面滚接配置。辊5和辊3一样也设置了3个。这时，以使在管1外面的辊3的接触区域、与辊5的接触区域偏移的方式而配置轴3及辊5。因此，管1内孔，分别有3处与带槽芯件9及11接触，并在各个3处分别形成两种带槽段。
(第9实施例)
以下，对本发明的第9实施例进行说明。图14是表示本实施例的内孔带槽管的制造装置上的辊结构的主视图。本实施例的制造装置上的除辊3及辊5以外的结构与图2所示的制造装置的结构相同。如图14所示，在本实施例中，设置了4个辊3，从管1的管轴看，是以90°的间隔与管1的外面滚接配置。辊5也和辊3一样也设置了4个。这时，以使在管1外面的辊3接触的区域、与辊5的接触区域偏移的方式配置辊3及辊5。因此，在管1内孔有4处分别接触在带槽芯件9及11上，并在各个4处分别形成两种带槽段。
在上述第8实施例及第9实施例中表示了将辊3和辊5都以各相同数量加以设置的例子，但是辊3和辊5也可以不是相同数量。通过使辊3和辊5的数量不一样，能将管1的内孔形状形成更复杂的形状。
另外，在上述第1～9实施例中，作为整形装置出示了使用拉伸模4(参照图2)的例子，但是在整形装置上也可以使用辊。另外，在上述第1～9实施例中出示了将辊设置为两组(辊3及辊5)，并在辊3及辊5的拉伸方向出侧分别设置拉伸模4及6的例子，但是也可以将辊设置3组以上。这样就能在管1内孔上形成3种以上的带槽段。但是，在各组的辊的拉伸方向出侧必须设置拉伸模等整形装置。即，整形装置的数量必须为辊的组数以上。
(第10实施例)
以下，对本发明的第10实施例进行说明。图1是表示本实施例的内孔带槽管结构的垂直管轴的截面图。本实施例的内孔带槽管14由铜或铜合金构成，例如由OFC(oxygen Free Copper：无氧铜)等纯铜或为磷脱氧铜形成。作为纯铜，例如可使用JISH3300中记载的合金C1020，作为磷脱氧铜，例如可使用JISH3300中记载的C1220。另外，对于铜(Cu)，也可以使用添加从由P、Sn、Fe、Zn、Mn、Al、Si、Ti、Pb、Zr、Co、Cr构成的组中选择出的1种或两种以上的金属、例如0.01～3.0质量％的铜合金。
如图1所示，在内孔带槽管14的内孔中，例如形成有4处带槽段。即，沿管圆周方向分成8个区域，即，在内孔带槽管14的内孔，形成有两个区域21、两个区域22及4个区域23，并且区域21～23沿着管轴方向延伸。两个区域21被设置在沿管圆周方向相互对向的位置上，两个区域22分别被设置在区域21之间的相互对向的位置上。在内孔带槽管14的垂直管轴截面上，连接区域21的管圆周方向中心的线与连接区域22的管圆周方向中心的线、在内孔带槽管14的管轴上形成垂直。另外，4个区域23被分别设置在区域21与区域22之间。
在区域21内形成有槽12，在区域22内形成有槽13，在区域23内未形成槽。另外，在本实施例中，槽12及槽13沿管轴方向平行延伸，并且槽的深度、间距及槽的形状相互间相等。槽12及13的螺旋升角例如是18°以下，以垂直管轴截面上，最高的齿高度例如是0.05～0.18mm，齿底的壁厚例如是0.1～0.4mm。另外，在本实施例中出示了在区域23内未形成槽的例子，但是在区域23内也可以形成槽12或13，或者也可以形成槽12及13两方而成为交差槽段。另外，带槽段的数量不局限于4处，也可以是1处或多处。
以下，对本发明的内孔带槽管的制造方法进行说明。图2是表示本发明的内孔带槽管制造装置结构的截面图。如图2所示，在本实施例的制造装置上设置有与由铜或铜合金构成的管1外面接触的拉伸模2，从拉伸模2看，在管1的拉伸方向上设置有对向地夹住管1的两个辊3。辊3的轴方向中央部的外径、小于轴方向端部的外径呈鼓的形状，以其旋转轴与管1的管轴方向垂直地滚接在管1上，并且两个辊3的旋转轴相互平行。在辊3的拉伸方向出侧(下游侧)设有与管1的外面接触的拉伸模4。另外，两个辊5以夹住管1呈相对抗地被设置在拉伸模4的拉伸方向的出侧上。辊5的轴方向中央部的外径小于轴方向端部外径呈鼓的形状，其旋转轴与管1的管轴方向垂直地滚接在管1上，并且两个辊5的旋转轴相互平行。另外，在图2中出示了辊5的旋转轴垂直于辊3的旋转轴，但是在实际中，由于管1因辊3的滚轧而扭曲量，所以必须对应该扭曲量来调节辊5的位置。因而，辊5的旋转轴对辊3的旋转轴不一定为垂直。另外，拉伸模6是与管1外面可接触地被设置在辊5的出侧。
另一方面，如图2所示，把芯件7以与拉伸模配合地设置在管1的内部。芯件7由配置在管1拉伸方向上游侧的圆柱部7a以及与圆柱部7a拉伸方向下游侧(出侧)连接的圆锥体部7b构成。把圆柱部7a的外径设定为稍小于穿过拉伸模2之前的管1的内径。另外，圆锥体部7b的外径在与圆柱部7a相连接的一侧上、和圆柱部7a的外径相等，并随着趋向拉伸方向出侧而连续减少。在芯件7上的圆锥体部7b与拉伸模2配合。在芯件7的拉伸方向出侧连接有芯件轴8。
带槽芯件9可相对于芯件轴8旋转地连接在芯件轴8的拉伸方向的出侧。带槽芯件9通过芯件轴8与芯件7只隔开一定的距离，其结果，带槽芯件9被设置在与管1内部的辊3配合的位置上，并和辊3一起在管1内孔的至少一部分上形成槽。另外，带槽芯件9的外径被设定为仅仅小于该部分上的管1内径的值。另外，在带槽芯件9的外面形成有槽9a。槽9a对管1的管轴方向以一定的螺旋角(螺旋升角)倾斜。
带槽芯件11可相对于芯件轴10旋转地被连接在带槽芯件轴10的拉伸方向出侧。带槽芯件11通过芯件轴10与带槽芯件9只隔开一定的距离。因此，带槽芯件11被设置在与管1内部上的辊5配合的位置上。带槽芯件11和辊5一起在管1内孔的至少一部分上形成槽。带槽芯件11的外径被设定为仅仅小于该部分上的管1内径的值。在带槽芯件11的外面形成有槽11a。
如上所述，在本实施例的制造装置上，芯件7、芯件轴8、带槽芯件9、芯件轴10以及带槽芯件11是按该顺序被排成一列而构成了槽芯件组件，该槽芯件组件被设置在管1内，芯件通过与拉伸模2结合而设置在规定位置上。
以下，对本实施例的内孔带槽无缝管的制造方法进行说明。首先，制作由图2所示的管1。将所述的铜或铜合金进行铜坯铸造，并在750～900℃的温度下保持1分钟～1小时后，用750～900℃的温度实施热挤出。挤出后直接进行水冷却。这时，把在700～300℃温度范围内的冷却速度定为1.5℃/秒以上。另外，也可以不实施这样的水冷却，而将挤出后的材料慢慢冷却，但是为防止发生损伤及为使材料的结晶粒径度一致，最好实施水冷却。
接着，滚轧、拉伸冷却后的材料以制作管1。这时，通过调节所述滚轧及拉伸的加工率，将管1的机械特性控制在规定范围内。管1由未退火的材料(H)形成，并且管1的屈服极限是200～500N/mm2，(屈服极限/拉伸强度)比是0.65～0.95。另外，形成内孔带槽管14的铜或铜合金的结晶粒径是根据JISH0501中记载的切断法进行测定的值，例如最好是10μm以下。在表1中出示了管1机械特性的一例。另外，在表1中作为比较，也出示了在球滚轧成形法和以往的辊滚轧法中作为毛坯管而被使用的退火材料的机械特性。另外，表1所示的机械特性是制作JISZ2201中记载的11号试验片并通过JISZ2241中记载的测定方法进行测定。另外，表1中所示的括弧内的值是退火材料机械特性的一般范围。
表1
将这样的管1装入图2所示的制造装置上。这样，首先将管1通过拉伸模2及芯件7进行缩径。这时，管1的垂直管轴的截面形状是略正圆形，并在内孔未形成槽。接着，管1的外面由一对辊3向带槽芯件9挤压。这样，在管1内孔的一部分上复制出带槽芯件9的槽9a，即在管1内孔的一部分上形成槽12。这时，通过调整辊3的挤压量能控制槽12的深度及形成区域的面积。根据该加工，管1的截面形状在由辊3挤压的方向上形成扁平化。
接着，由拉伸模4对管1实施整形加工。通过该加工，管1的垂直管轴的截面的形状变成略正圆形。接着，由一对辊5对管1的外面向带槽芯件11挤压。其结果，在管1内孔的一部分上复制上带槽芯件11的槽11a而形成了槽13。这时，通过调整辊5的挤压量可控制槽13的深度及形成区域的面积。接着，由拉伸模6对管1进行缩径加工。之后实施退火。这样形成了如图1所示那样的内孔带槽管14。另外，在本实施例中，作为管1的材料如果使用退火材料(O型材)，那么管1的拉伸强度就会变弱，因而容易产生延伸。因此，管1的壁厚会变薄而容易出现断裂。
以下，对本发明的各结构主要部件的数值限定理由进行说明。
槽形成前的铜或铜合金的屈服极限：200～500N/mm2。
当槽形成前的管的屈服极限不足200N/mm2时，在辊滚接的部分上管变得容易拉伸、壁厚会变得过薄，容易产生断裂。另一方面，当所述屈服极限大于500N/mm2时，由于难以拉伸管，材料也难以流入到带槽芯件的槽内，所以会降低槽成形性。因此，为了将槽成形为目标要求的形状，就不得不增大辊的挤压力及管的拉伸力，其结果反而容易产生管的断裂。因而，把槽成形前的铜或铜合金管的屈服极限设定在200～500N/mm2。另外，当管是由磷脱氧铜构成时，槽成形前的毛坯管的屈服极限最好是在380N/mm2以下。
槽成形前的铜或铜合金管的(屈服极限/拉伸强度)此：0.65～0.95。
当槽成形前的管的(屈服极限/拉伸强度)此不足0.65时，在辊滚接的部分，管变得容易拉伸，壁厚会变得过薄，容易产生断裂。另一方面，当上述比大于0.95时，由于管难以拉伸，材料也难以流入到带槽芯件的槽内，所以会降低槽成形性。因此，为了将槽成形为目标要求的形状就不得不增大辊的压力以及管的拉伸力，其结果反而容易产生管的断裂。因而，把槽成形前的铜或铜合金管的(屈服极限/拉深强度)比设定在0.65～0.95。
在本实施例中，由于使用了未实施退火的H型材作为槽成形前的毛坯管、其屈服极限是200～500N/mm2、(屈服极限/拉伸强度)比是0.65～0.95的铜或铜合金管，所以通过辊滚轧法来制造内孔带槽无缝管时能防止管的断裂。另外，由于能施加大的拉伸力，所以能加大加工速度，例如能将加工速度设定为200～300m/分。其结果，在制造内孔带槽管中既能降低退火成本，又能提高产品合格率以及提高生产性。因此，根据本实施例能够制造出制造成本低的内孔带槽管。
另外，在本实施例中，由于是使用两组辊来滚轧管，所以通过调整各辊的挤压量能容易地在管的整个内孔上形成槽。
以下，对用本发明的实施方式进行的实施例的效果和脱离本发明范围之外的比较例进行具体说明。
试验1
在本试验中调查了由有无整形加工对产生耳子部的影响。根据上述第2实施例所示的方法，制作两根内孔带槽管。这时，其中一根内孔带槽管在1次滚轧(由图2所示的辊3及带槽芯件9进行的槽滚轧)和2次滚轧(由图2所示的辊5及带槽芯件11进行的滚轧)之间进行了整形加工。在整形加工中使用了内径是7.80mm的拉伸模。另外，对于另一根内孔带槽管，进行了未实施该整形加工制造。
图15(a)～(c)是表示本试验的试验方法的截面图，(a)是表示1次滚轧前的管的截面形状，(b)是表示1次滚轧后整形加工前的管的截面形状，(c)是表示2次滚轧后的管截面形状。如图15(a)所示，把1次滚轧前的管直径设为A。另外，如图15(b)所示，把1次滚轧后的管长径设为B、短径设为C，把耳子部的高度设为P。另外，如图15(c)所示，把2次滚轧后的管直径设为D及E。直径D相当于2次滚轧前的长径B，直径E相当于2次滚轧前的短径C。另外，把由2次滚轧后的1次滚轧产生的耳子部的高度设为Q，由2次滚轧产生的耳子部的高度设为R。在制造内孔带槽管时的各工序中测定了上述各值，其结果如表2所示。另外，把该内孔带槽管的截面形状用光学显微镜观察后的结果在图16(a)及(b)中出示。
表2
表2中所示的No.1是本发明的实施例。在实施例No.1中，由于在1次滚轧与2次滚轧之间进行了整形加工，所以在2次滚轧后的管上的耳子部的高度Q及R小于0.02mm小。
而No.2是比较例。在比较例No.2中，由于在1次滚轧与2次滚轧之间未进行整形加工，所以，在2次滚轧时产生的耳子部的高度R大于0.025mm大。
图16(a)及(b)是表示实施例No.1的内孔带槽管截面形状的用光学显微镜观察结果，(a)是表示1次滚轧后的管的截面形状，(b)是表示整形加工之后2次滚轧之前的管的截面形状。如图16(a)所示，在1次滚轧后的管30上观察到两处耳子部31。而在整形加后如图16(b)所示没有观察到耳子部。
试验2
根据上述第2实施例～7的方法制造表3所示的内孔带槽管，并评估了作为导热管的导热性能。导热性能的测定条件如表4所示。表3所示的管内孔的区域21～23与图8所示的区域21～23相同。即，区域21是在1次滚轧时形成的槽的区域，区域22是在2次滚轧时形成的槽的区域，区域23是区域21与区域22之间的区域。另外，直槽是表示螺旋升角为0°的槽，螺旋槽是表示螺旋升角不为0°、对管轴方向倾斜的槽。但是，螺旋槽不一定是在整个管内孔上形成而以螺旋状连续向延伸的槽。交差槽是表示由两种槽交差后形成的槽图形。另外，表3所示的螺旋升角及间距是表示在区域21及22上形成的槽的螺旋升角及间距。在区域23上形成有在区域21上形成的槽及在区域22上形成的槽的两方。在表3的备注栏中表示了与上述“发明的实施方式”对应的实施例。另外，作为比较例，测定了使用球滚轧成形法制造的带螺旋槽管以及在内孔未形成槽的无槽管导热性能。图17是表示蒸发性能测定结果的曲线图。另外，图18是表示凝结性能测定结果的曲线图。
表3
表4
表3以及图17及18所示的No.3～7是本发明的实施例。实施例No.3～7的内孔带槽管都是使用辊滚轧法制造的，是在管内孔形成多个槽图形的内孔带槽管。而No.8及9是比较例。比较例No.8是使用球滚轧成形法在整个管内形成螺旋槽的内孔带槽管，比较例No.9是在管内孔未形成槽的无槽管。如图17及18所示，实施例No.3～7的内孔形管与比较例No.9的无槽管相比较，其蒸发性能以及凝结性能这两方面都很好。尤其是，实施例No.6及7与使用比较例No.8的球滚轧成形法制造的内孔带槽管相比较，其蒸发性能很好。因而，把实施例No.6及7的内孔带槽管作为组装到冷却专用的空调器的热交换器内的导热管是很适合的。另外，实施例No.3～5的内孔带槽管的蒸发性能以及实施例No.3～7的内孔带槽管的凝结性能和由比较例No.8的球滚轧成形法制作的内孔带槽管大致相同。但是，使用实施例No.3～7的辊滚轧法制造的内孔带槽管与使用比较例No.8的球滚轧成形法制造的内孔带槽管相比，前者的制造成本低。
试验3
根据所述各实施例所示的方法制造出图1所示的内孔带槽管。加工后的内孔带槽管的外径是7mm、底壁厚是0.25mm，槽间距是0.07mm。而且，在区域21～23上形成的槽的螺旋升角、槽之间的齿高度、该齿的齿顶角相互间不一样。这时，对能否制造各内孔带槽管进行了评估。以下对可以制造的内孔带槽管，实施了蒸发试验及凝结试验并对蒸发时及凝结时的导热性能进行了评估。蒸发试验及凝结试验的试验条件与上述试验例2的表4所示的条件相同。这时，冷介质流量速度是270kg/m2、测定材料的长度是3.5m。另外，表5中表示了可否制造内孔带槽管的槽的图形、槽形状及导热性能测定结果。
另外，在表5中，槽图形一栏中的“平滑”是指在内孔未形成槽的平滑管，“螺旋”是指在区域21(参照图1)上形成的槽和在区域22上形成的槽，不过是指在管内孔的相对于平行于管轴的直线向相同方向倾斜的情况，“松叶”是指区域21的槽和区域22的槽向相互不同的方向倾斜的情况。另外，区域是指图1所示的区域，连接区域21的管圆周方向中心的线是向垂直方向延伸，连接区域22的管圆周方向中心的线是向水平方向延伸。在区域21～23一栏中的“无”是指未形成槽的情况，“直槽”是指螺旋升角是0°的槽，即表示的是形成向与管轴平行的方向延伸的槽，“螺旋右”及“螺旋左”是表示形成螺旋升角大于0°的槽。另外，“螺旋右”和“螺旋左”是指槽倾斜的方向相互不一样。另外，区域23上的“交差槽”是指在区域23上形成有在区域21上形成的槽及在区域22上形成的槽双方。
另外，能否制造一栏中的“○”是指可以制造，“×”是指不可以制造。能否制造是从加工途中有无毛坯管断裂、工具寿命等情况出发而做了综合判断。另外，在导热性能测定结果的蒸发及凝结一栏中的数值是表示把表5中所示的No.11的平滑管导热性能作为1情况下的各内孔带槽管的蒸发性能及凝结性能的测定值作为相对值。另外，“判断”是指把蒸发性能及凝结性能的至少一方不足1.1的情况作为“×”(不良)，把蒸发性能及凝结性能这两方是1.1以上的情况作为“○”(良)，把蒸发性能及凝结性能这两方是1.25以上的情况作为“◎”(最良)。
表5
表5所示的No.12～26都是本发明的实施例。实施例No.12、13、14、16、17、18、20、21、24、25都是使用鼓形的辊来滚压，螺旋升角是20°以下，齿高度是0.05～0.15mm，齿齿顶角是60～130°，因此可以以高速进行制造，并且在蒸发性能及凝结性能这两方面都很好。
而表5中所示的实施例No.11是本发明的比较例。另外，表5所示的实施例No.15、19、22、23、26与实施例No.12、13、14、16、17、18、20、21、24、25相比较，其结果是生产性或导热性能稍稍差一些。
比较例No.11，由于是在内孔未形成槽的平滑管，所以与内孔带槽管相比较其导热性能差。实施例No.15，由于螺旋升角大于21°，所以在该条件下不能进行制造。实施例No.19，由于齿高度低于0.04mm，所以导热性能略差。实施例No.22，由于齿高度高于0.16mm，所以在该条件下不能进行制造。实施例No.23，由于齿顶角小于55°，所以在该条件下不能进行制造。实施例No.26，由于齿顶角大于137°，所以导热性能略差。另外，并且，实施例No.15、22及23，如果调整制造条件就能进行制造。
试验4
在本实施例中，对使用具有(Cu-0.5质量％Sn-0.03质量％P)组成的铜合金(以下称合金A)，和具有(Cu-0.8质量/Sn-0.9质量％Zn-0.02质量％P)组成的铜合金(以下称合金B)，和在JISH3300的C1220中规定的铜合金且含有0.025质量％的P的合金(以下称合金C)作为形成内孔带槽管的材料的情况进行了研究。
然后，将该合金作为原材料使用上述方法制造了内孔带槽管。即，把合金A、B、C铸造成铜坯，并在750～900℃的温度下保持1分钟～1小时后在750～900℃的温度下实施热挤出，其后进行了水冷却。这时，在700～300℃的温度范围内的冷却速度是1.5℃/秒。接着将冷却后的材料进行滚轧、拉伸后制作出了毛坯管。这时，对一部分毛坯管进行了退火，对其他毛坯管未进行退火。毛坏管的外径是10mm，壁厚是0.33mm。在表9中出示了该毛坯管的机械特性。另外，机械特性的测定方法如前所述。
接着，使用图2所示制造装置将该毛坯管利用上述方法进行辊滚轧并缩径后在内孔形成槽。在表6中出示了该内孔带槽管的形状目标值。另外，在表9中出示了即时的加工速度。在该加工中一部分管断裂后不能进行加工。之后把缩径及槽形成后的管卷绕在LWC上，并在惰性气体环境下进行退火、校直并切断成规定的长度。从而制造出了内孔带槽管。另外，由于需要比较，利用球滚轧成形法也要制造出内孔带槽管。
表6
接着，对已制造的内孔带槽管以21mm的间距实施发夹(hairpin)式弯曲加工，制作成发夹式管。接着将上述发夹式管***到相互平行排列的铝散热片的孔内。而且为了提高铝散热片与发夹式管之间的紧密接合性，将稍稍大于发夹式管的管内最小内径的算盘珠状的扩管头***到发夹式管内来扩张发夹式管的内径而进行扩管。接着，将U形弯管接头通过钎焊连接在发夹式管的开口端处并形成规定的配管路径。这样制作成热交换器。在表7中出示了该热交换器的条件。
表7
接着，测定该热交换器的导热性能。在表8中出示了导热性能的测定条件。导热性能的测定结果，是把已组装入的通过球滚轧成形法制作的内孔带槽无缝管的热交换器(参照表9的No.9)的导热性能设为1，用相对值表示。该导热性能是蒸发性能及凝结性能的平均值。在表5中出示了形成各内孔带槽管的合金种类、对槽形成前的毛坯管有无退火、机械特性、在槽形成加工上的形成方法、加工速度、能否加工以及组装入热交换器时的导热性能。另外，在表9中，“形成方法”是指在管内孔形成槽的方法，“辊”是指用图2所示的辊滚压的滚轧法，“球”是指用以往的球滚轧成形的滚轧法。另外，在“能否加工”中，在加工途中未断裂的情况作为“○”，在加工途中断裂的情况作为“×”，当断裂时，把从加工开始的始端到断裂部分的长度出示在“断裂部分”一栏中。
表8
表9
在表9中所示的No.1、3、5、6、7是本发明的实施例。实施例No.1、3、5、6、7，由于在槽成形前的毛坯管的屈服极限是200～500N/mm2，(屈服极限/拉伸强度)比是0.65～0.95，所以即使利用辊滚轧法在管内孔形成槽也不会出现断裂，并能以200m/分以上的高加工速度进行加工。另外，装入到热交换器内时的导热性能也比使用球滚轧成形法制造的以往的内孔带槽管要好。
而表9所示的No.2、4、8、9是比较例。比较例No.2，由于对槽成形前的毛坯管进行了退火，并且毛坯管的屈服极限降低为190N/mm2，所以在用辊滚轧进行的槽成形加工开始后200mm的位置上管出现了断裂。比较例No.4，由于槽成形前的毛坯管的(屈服极限/拉伸强度)比高达0.98，所以，在用辊滚轧进行的槽成形加工开始后300mm的位置上管出现了断裂。比较例No.8，由于对槽成形前的毛坯管进行了退火，并且毛坯管的屈服极限低至97N/mm2，(屈服极限/拉伸强度)比低于0.37，所以，即使将加工速度以80m/分的低速进行辊滚轧，也会在加工开始后100mm的位置上出现管断裂。比较例NO.9是使用球滚轧成形法制造出内孔带槽管的例子。为了使用球滚轧成形法来形成内孔槽，作为毛坯管使用了退火材料，这样就使加工速度不得不以60m/分的低速来加工。因此，生产性很差。另外，与本发明的实施例比较，其热交换器的导热性能不好。
                          表1
材料     拉伸强度(N/mm2)     延伸(％)     屈服极限(N/mm2)   (屈服极限/拉伸强度)比     结晶粒径(μm)
  H型材     360     16     270     0.75     加工组织
退火材料     260(220～300)     50(40以上)     100(80～150) 0.38 20
                                            表2
  No 整形加工   一次滚轧前                 整形前                      2次滚轧后
直径A(mm) 直径B(mm) 直径C(mm) 耳子部高度P(mm) 直径D(mm) 直径E(mm) 耳子部高度Q(mm) 耳子部高度R(mm)
实施例     1     有     8.75     8.41     8.09     0.22   7.79   7.78     0.02     0.02
比较例     2     无     8.74     8.42     7.98     0.20   7.80   7.79     0.02     0.25
                                                                 表3
No              管内孔区域   齿高度(mm)   底壁厚(mm)     螺旋升角(°)       间距(mm) 管外径(mm) 备注
21 22 23
实施例 3 直槽 直槽 直槽 0.12 0.25 0 0.07 7.00 第2实施例
  4   螺旋槽   直槽   交差槽   0.12   0.25         13        0.04   7.00   第4实施例
  5   螺旋槽右   螺旋槽右   螺旋槽右   0.12   0.25         14        0.05   7.00   第6实施例
  6   螺旋槽右   螺旋槽左   交差槽   0.12   0.25     13     -12        0.05   7.00   第6实施例
7   螺旋槽间距小   螺旋槽间距大 交差槽 0.12 0.25 14 -13 0.04 0.24 7.00 第7实施例
比较例 8 螺旋槽 螺旋槽 螺旋槽 0.15 0.25 18 0.20 7.00   球滚轧成形法
  9   无   无   无   -   0.25     -     -  -  -   7.00   无槽管
                                    表4
                 蒸发试验                      凝结试验
    使用冷介质     R410A     使用冷介质     R410A
    蒸发温度(℃)     7.5     凝结温度(℃)     45
    供试管入口干度(℃)     0.2     供试管入口过热度(℃)     25
    供试管出口过热度(℃)     5     供试管出口过冷却度(℃)     5
    水流速     1.5     水流速(m/秒)     1.5
                                                                              表5
No 槽图形 交差槽部            区域   螺旋升角(°)    齿高度(mm)   齿顶角(°) 能否制造         导热性能测定结果
  21 22   23   蒸发   凝结   判断
  11   平滑  -   无 无   无     -     0.00     -     ○   1.00   1.00   -   比较例
  12   螺旋 无   直槽 直槽   无     0     0.12     90     ○   1.45   1.18   ○   实施例
  13   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     10     0.12     90     ○   1.52   1.21   ○   实施例
  14   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     19     0.12     90     ○   1.59   1.25   ◎   实施例
  15   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     21     0.12     90     ×   -   -   -   实施例
  16   松叶 无   螺旋右 螺旋左   无     5     0.12     90     ○   1.58   1.25   ◎   实施例
  17   螺旋 有   螺旋右 螺旋右   交差槽     5     0.12     90     ○   1.60   1.26   ◎   实施例
  18   松叶 有   螺旋右 螺旋左   交差槽     5     0.12     90     ○   1.62   1.25   ◎   实施例
  19   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     5     0.04     90     ○   1.02   1.01   ×   实施例
  20   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     5     0.05     90     ○   1.25   1.13   ○   实施例
  21   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     5     0.15     90     ○   1.58   1.25   ◎   实施例
  22   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     5     0.16     90     ×   -   -   -   实施例
  23   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     5     0.04     55     ×   -   -   -   实施例
  24   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     5     0.05     60     ○   1.62   1.30   ◎   实施例
  25   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     5     0.15     130     ○   1.44   1.19   ○   实施例
  26   螺旋 无   螺旋右 螺旋右   无     5     0.16     137     ○   1.05   1.03   ×   实施例
                                         表6
  外径(mm)   槽形成区域   齿高度(mm)   螺旋升角(°)   齿顶角(°)     槽数 底壁厚(mm)
    7     全周     0.10     10     90     60     0.25
                   表7
    热交换器尺寸(mm)     600×230
    列×段     2×12
                        表8
    项目     条件
  冷介质     -     -     R410A
冷介质侧 蒸发     出口标准蒸发温度℃     10
    入口干度        ℃     0.2
    出口过热度      ℃     5
凝结     入口标准凝结温度℃     40
    入口温度        ℃     60
    出口过冷却度    ℃     5
蒸发     干球/湿球温度   ℃     27/19
    风速           (m/s)     0.8，1.0，1.2
空气侧 凝结     干球/湿球温度   ℃     20/25
    风速           (m/s)     0.8，1.0，1.2
                                                                  表9
    No   合金                        毛坯管                     槽形成加工 导热性能
  退火 屈服极限(N/mm2)  拉伸强度(N/mm2) (屈服极限/拉伸强度)比 形成方法   加工速度(m/分) 能否加工 断裂部分
    1     C     无     270     360     0.75     辊     240     ○     -     1.04   实施例
    2     C     有     190     271     0.70     辊     150     ×     200m     -   比较例
    3     C     无     205     289     0.71     辊     200     ○     -     1.03   实施例
    4     C     无     390     397     0.98     辊     160     ×     300m     -   比较例
    5     C     无     360     379     0.95     辊     210     ○     -     1.03   实施例
    6     A     无     410     513     0.80     辊     240     ○     -     1.03   实施例
    7     B     无     480     565     0.85     辊     240     ○     -     1.02   实施例
    8     C     有     97     260     0.37     辊     80     ×     100m     -   比较例
    9     C     有     97     260     0.37     球     60     ○     -     1.00   比较例

Claims (15)

1.一种内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于，由下述工序构成：
通过拉拔金属管，由与配置于所述金属管的管外的保持拉伸模及配置于管内的所述保持拉伸模配合的保持芯件、将所述金属管进行依次缩径加工的工序，和
在把多个第1辊以使其旋转轴与所述金属管的管轴方向垂直地滚接在所述缩径后的所述金属管外面上，同时把通过第1连接轴可相对旋转地连接在所述保持芯件上、且在外面上形成有槽的第1带槽芯件配置在与所述金属管内的与所述第1辊相对应的位置上，并通过由所述第1辊将所述金属管向所述第1带辊芯件方向挤压，而在所述金属管内孔的管圆周方向的一部分上形成第1槽并形成多个第1带槽段的工序，和
把形成所述第1带槽段的所述金属管、使用整形装置进行整形的工序，和
在把多个第2辊以使其旋转轴与所述金属管的管轴方向形成垂直且与所述第1辊的旋转轴偏移地滚接在所述金属管外面上，同时把通过第2连接轴可相对旋转地连接在所述第1带槽芯件上、且在外面上形成有槽的第2带槽芯件配置在与所述金属管内的所述第2辊相对应的位置上，并通过由所述第2辊将所述金属管向所述第2带槽芯件挤压，在所述金属管内孔的管圆周方向的一部分上形成第2槽并形成多个第2带槽段的工序。
2.根据权利要求1所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：在所述金属管内孔上，在所述第1带槽段与所述第2带槽段之间的区域上形成所述第1槽及所述第2槽的双方。
3.根据权利要求1所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：在所述金属管内孔上，在所述第1带槽段与所述第2带槽段之间的区域上未形成槽。
4.根据权利要求3所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：形成于所述第1带槽芯件外面上的槽的延伸方向、和形成于所述第2带槽芯件外面上的槽的延伸方向是相同方向，形成于所述第1带槽芯件外面上的槽的形状及间距和形成于所述第2带槽芯件外面上的槽的形状及间距相等。
5.根据权利要求1所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：所述整形加工是用拉伸模或辊进行的缩径加工。
6.根据权利要求1所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：将所述第1及第2辊分别设置偶数个，并将所述第1及第2辊以分别可夹住所述金属管而相互对向地配置。
7.根据权利要求1所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：形成于所述第1及第2带槽芯件外面上的槽，其延伸方向分别相对于管轴方向平行，或相对于管轴方向以0～30°的角度倾斜。
8.根据权利要求1所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：具有在形成所述第2带槽段的工序后，将精加工拉伸模与所述金属管的外面接触以实施所述金属管的缩径加工的工序。
9.根据权利要求1所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：把所述第1或第2辊中至少一方的辊的圆周速度设定为大于所述金属管的拉拔速度。
10.根据权利要求1所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：使在所述金属管内孔中的形成所述第1及第2带槽段的区域、分别与所述金属管外面上的第1及第2辊接触的区域形成配合。
11.根据权利要求1所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：所述第1辊至少是由1组第1鼓形的辊构成，所述第2辊至少是由1组第2鼓形的辊构成。
12.根据权利要求1所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：所述金属管由铜或铜合金构成。
13.根据权利要求12所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：所述铜或铜合金的金属管在槽形成前的屈服极限是200～500N/mm2，在槽成形前的(屈服极限/拉伸强度)比是0.6～0.95。
14.根据权利要求12所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：还具有对形成有所述第1槽的所述金属管进行缩径的工序。
15.根据权利要求12所述的内孔带槽无缝管的制造方法，其特征在于：还具有对形成有所述第1槽及所述第2槽的所述金属管进行缩径的工序。
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