一种铜/磷双金属毛细管的制备方法技术

本发明专利技术属于金属复合毛细管材制备技术领域，涉及一种铜/磷双金属毛细管的制备方法。该方法是利用旋锻实现铜管和磷管的紧密结合，通过高温扩散退火处理得到界面达到冶金结合状态的铜/磷复合管；然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/磷双金属毛细管。本发明专利技术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，得到的复合毛细管尺寸精度高、表面质量好。经扩散退火后拉拔加工，成形所需变形力小，工具、模具寿命高，设备所需的驱动力小，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及金属复合毛细管材制备
，特别是提供了一种铜/磷双金属毛细管的制备方法。技术背景：铜和铜合金毛细管是规格范围为Φ(1.5～6.1)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、海水淡化和滨海电站等海水强腐蚀环境场所，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。纯磷毛细管具有极其优良的耐腐蚀性能，但磷的热导率较低，厚壁毛细管的热交换性能较差，薄壁毛细管的力学性能又难以满足使用要求。目前铜/磷复合管的制备方法主要有：直拉复合、液压胀形复合和爆炸焊接等方法，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，尤其是磷层厚度不均匀，制成毛细管后难以保证磷层的厚度要求。
技术实现思路
：为解决上述工艺存在的问题，本专利技术的目的是提供一种采用冷旋锻结合扩散退火和直拉成形制备铜/磷双金属毛细管的方法。该方法是利用旋锻实现铜管和磷管的紧密结合，通过高温扩散退火处理得到界面达到冶金结合状态的铜/磷复合管；然后采用游动芯头直拉或/和空直拉加工，并结合中间退火，得到高性能铜/磷双金属毛细管。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：采用多道次冷旋锻的方法制备尺寸为Φ(9.0～15.0)mm×(1.5～2.0)mm的铜/磷复合管，然后在900～950℃和惰性气体保护条件下扩散退火10～60min；退火后的管材直接进行多道次的直拉加工，结合中间退火，获得尺寸为Φ(1.5～6.1)mm×(0.1～0.8)mm的铜/磷双金属毛细管。其中，所述多道次直拉可以采用直拉或盘拉，包括游动芯头直拉或/和空直拉；直拉道次断面减缩率在10％～40％之间；直拉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500～600℃，退火时间1.5～1.0小时；直拉过程中施加润滑，润滑油可采用矿物油或植物油；直拉速度为1～20mm/min；所述惰性保护气体可以是氮气或氩气。本专利技术的具体步骤如下：步骤1：采用冷旋锻制备达到紧密结合的小直径铜/磷复合管，工艺为：将磷管套入铜管内，插入涂上矿物油的芯棒后进行多道次断面减缩率在20％左右的冷旋锻成形，制得尺寸为Φ(9.0～15.0)mm×(1.5～2.0)mm的铜/磷复合管；步骤2：对冷旋锻制备的铜/磷复合管进行高温扩散退火，以实现铜层和磷层界面的冶金结合。扩散退火制度为：加热温度为900～950℃，保温时间为10～60min，并通入惰性气体保护防止氧化；步骤3：对经过扩散处理后的复合管材再进行多道次的游动芯头直拉，使复合管尺寸达到外径Φ6.1mm、壁厚0.825mm以下；其中，直拉的道次断面减缩率在10％～40％之间，直拉累积断面减缩率达到70％左右时，需进行一次中间退火；步骤4：当管材外径小于Φ2.0mm时，采用多道次空直拉，直拉道次断面减缩率在10％～40％之间，直拉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直拉，最终获得尺寸为Φ(1.5～2.0)mm×(0.1～1.5)mm的铜/磷双金属毛细管。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术采用冷旋锻制备小尺寸铜/磷复合管，经扩散退火后直拉加工，成形所需变形力小，工具、模具寿命高，设备所需的驱动力小，生产成本低。2、本专利技术利用冷旋锻制备的复合管界面贴合紧密，在适当的高温扩散退火条件下界面可达到冶金结合，有利于后续直拉成形，得到高性能的铜/磷双金属毛细管。3、本专利技术采用游动芯头直拉和空直拉相结合的方法，配以必要的中间退火，更有利于铜层和磷层的变形加工，得到的复合毛细管尺寸精度高、表面质量好。具体实施方式：下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1：尺寸为Φ3.0mm×1.5mm的铜/磷双金属毛细管的加工方法。将尺寸为Φ12.7mm×1.55mm的TA2纯磷管套入尺寸为Φ19.0mm×2.0mm的T2紫铜管内，插入涂上矿物油的芯棒后进行3道次断面减缩率为20％左右的冷旋锻，制得尺寸为Φ14.1mm×1.3mm的铜/磷复合管。在氩气保护下对复合管进行950℃10min的扩散退火处理，使界面形成冶金结合。扩散处理后的复合管经5道次的游动芯头直拉得到Φ7.2mm×0.7mm的复合管，进行500℃1h的退火处理后，继续游动芯头直拉5道次得到Φ3.0mm×1.5mm的铜/磷双金属毛细管。直拉道次断面减缩率在10％～40％之间，采用矿物油进行润滑。实施例2：尺寸为Φ2.0mm×0.4mm的铜/磷合金双金属毛细管的加工方法。将尺寸为Φ12.0mm×1.5mm的磷合金管套入尺寸为Φ15.0mm×1.4mm的T2紫铜管内，插入涂上矿物油的芯棒后进行4道次断面减缩率在20％左右的冷旋锻，制得尺寸为Φ11.0mm×1.0mm的铜/磷合金复合管。在氩气保护下对复合管进行920℃30min的扩散退火处理，使界面形成冶金结合。扩散处理后的复合管经5道次的游动芯头直拉得到Φ5.5mm×1.5mm的复合管，进行500℃1h的退火处理退火后再经5道次游动芯头直拉成Φ2mm×0.4mm的铜/磷合金双金属毛细管。直拉道次断面减缩率在10％～40％之间，采用矿物油进行润滑。实施例3：尺寸为Φ1.5mm×0.1mm的铜/磷双金属毛细管的加工方法。将尺寸为Φ8.0mm×0.4mm的TA2纯磷管套入尺寸为Φ10.0mm×0.9mm的T2紫铜管内，插入涂上矿物油的芯棒后进行5道次断面减缩率在20％左右的冷旋锻，制得尺寸为Φ9.0mm×0.6mm的铜/磷复合管。在氩气保护下对复合管进行900℃60min的扩散退火处理，使界面形成冶金结合。扩散处理后的复合管经4道次的游动芯头直拉得到Φ4.0mm×0.3mm的复合管；进行500℃1h的退火处理后，经5道次的游动芯头直拉得到Φ2.0mm×0.15mm的复合管；进行500℃1h的退火处理后，再经7道次空直拉成Φ1.5mm×0.1mm的铜/磷双金属毛细管(期间需进行一次500℃1h的中间退火)。直拉道次断面减缩率在10％～40％之间，采用矿物油进行润滑。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜/磷双金属毛细管的制备方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1：采用冷旋锻制备达到紧密结合的小直径铜/磷复合管，工艺为：将磷管套入铜管内，插入涂上矿物油的芯棒后进行多道次断面减缩率在20％的冷旋锻成形，制得尺寸为Φ(9.0～15.0)mm×(1.5～2.0)mm的铜/磷复合管；步骤2：对冷旋锻制备的铜/磷复合管进行高温扩散退火，以实现铜层和磷层界面的冶金结合；扩散退火制度为：加热温度为900～950℃，保温时间为10～60min，并通入惰性气体保护防止氧化；步骤3：对经过扩散处理后的复合管材再进行多道次的游动芯头直拉，直拉道次断面减缩率在10％～40％之间；使复合管尺寸达到外径Φ6.1mm、壁厚0.825mm以下；其中，直拉的道次断面减缩率在10％～40％之间，直拉累积断面减缩率达到70％时，要进行一次中间退火，退火温度500～600℃，退火时间1.5～1.0小时；步骤4：当管材外径小于Φ2.0mm时，采用多道次空直拉，直拉道次断面减缩率在10％～40％之间，直拉累积断面减缩率达到70％时，需进行一次中间退火再继续直拉，最终获得尺寸为Φ(1.5～2.0)mm×(0.1～1.5)mm的铜/磷双金属毛细管。...

【技术特征摘要】
1.一种铜/磷双金属毛细管的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤1：采用冷旋锻制备达到紧密结合的小直径铜/磷复合管，工艺为：将磷管套入铜管内，
插入涂上矿物油的芯棒后进行多道次断面减缩率在20％的冷旋锻成形，制得尺寸为Φ(9.0～
15.0)mm×(1.5～2.0)mm的铜/磷复合管；
步骤2：对冷旋锻制备的铜/磷复合管进行高温扩散退火，以实现铜层和磷层界面的冶金结合；
扩散退火制度为：加热温度为900～950℃，保温时间为10～60min，并通入惰性气体保护防
止氧化；
步骤3：对经过扩散处理后的复合管材再进行多道次的游动芯头直拉，直拉道次断面减缩率
在10％～40％之间；使复合管尺寸达到外径Φ6.1mm、壁厚0.825mm以下；其中，直拉的道
次断面减缩率在10％～40％之间，直拉累积断面减缩率...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢光玉，
申请(专利权)人：谢光玉，
类型：发明
国别省市：广西;45