一种复合铝管或复合铝棒坯料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合铝管或复合铝棒坯料的制备方法，所述制备方法包括：准备外管和内芯；对外管的内表面进行刷毛粗化处理，并将外管以直管的形式水平固定在穿管中心线上；在采用隔离材将内芯和外管相隔离的情况下，将内芯穿入整个外管内；在进行后续第一道次压力加工前或在第一道次压力加工的同时将隔离材取出。本发明专利技术因为在穿管时在内芯和外管之间设置有隔离材，可使内芯和外管有效的隔开，从而可以制备更长更重的坯料时无摩擦伤、无划伤、无胶合和粘结等缺陷，保证后续加工不出现缺陷，从而大大提高生产效率、产品质量和降低成本，克服了现有技术的缺陷。克服了现有技术的缺陷。克服了现有技术的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种复合铝管或复合铝棒坯料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种复合铝管或复合铝棒坯料的制备方法，尤其涉及采用穿管方法制备复合铝管或复合铝棒坯料的方法，属于铝材加工制造领域。

技术介绍

[0002]本专利技术所涉及的复合铝管或复合铝棒(简称复合铝管棒)是采用不同成分的铝及铝合金合金复合在一起制得的复合铝管或复合铝棒。这种复合铝管可以被用来制造制冷空调及其它行业中的热交换器，可以制成带内螺纹或外螺纹的高效管。复合铝棒可以制造复合铝导体、铝锻件等。与普通的铝及铝合金材相比复合铝管棒具有特殊的使用性能和更好的耐腐蚀性。本说明书将主要以复合铝管为举例来对此进行说明。
[0003]现有工业应用的复合铝管都是采用高频焊管法制成的有缝焊管。先采用轧制的方法将2
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3层成分不同的铝合金板复合在一起通过多道次热轧、冷轧和热处理工序制成复合铝带，再采用高频焊管的方法制造复合铝管。由于有直缝焊缝，这种管子在使用中不能进行弯管、扩管、镦头、旋沟等管材的后续加工，只能被用作汽车水箱管或平行流散热器的集流管，应用受到很大的限制。
[0004]为解决这个问题，一些企业研制了复合挤压法来制造无缝复合铝管。中国专利CN103982711、名称为“耐腐蚀铝合金复合管及其加工方法”和 CN106282674、名称为“一种生产铝合金复合管材棒材及线材的方法”，公开的方法就属于这类方法。复合挤压法是直接将不同成分的铝及铝合金铸造成复合铸锭或加工成复合铸锭，然后采用挤压机挤压成复合铝管。采用复合挤压法制造的复合铝管产品质量好，复合结合面可以做到100％的冶金结合，完全能满足用户的使用要求。但这种方法成本高，生产效率低。需要大吨位的挤压机才能完成。如2000吨的挤压机单根坯重只能达到50kg，3000吨的大型挤压机也只能达到100kg。这么小的坯重极大的制约了复合铝管后道次的加工效率，大大的降低了生产的成材率。高成本和低效率制约了这种方法的推广。
[0005]与高频焊管法和复合挤压法相比，采用穿管法制造复合铝管和复合铝棒的原理非常简单。将作为内管棒的直径略小的铝合金管或铝合金棒穿入铝合金外管制成复合铝管棒坯料，再对该坯料进行后道次压力加工至复合铝管棒结合面冶金结合、再至加工尺寸，即完成整个制造过程。但是没想到的是在这个原理最简单的制造工序上却遇到了很大的问题、几度失败。
[0006]最初人们制造了一台简易的穿管试验机，其原理图见图1所示。在图 1中开卷机1内装有作为内管的铝管盘管；矫直输送机2的作用是对内管进行矫直并将其送入外管。图1中仅用一对辊代表矫直输送机2的辊组， M为矫直送进辊的主动转向，S为送进力，箭头为送进力和送管穿管的方向。行星刷管机3对矫直后的内管200的外表面进行刷毛粗化处理。对于复合材料来说结合面的清洁度是至关重要的。穿管前的刷毛粗化处理不仅可以去掉内管表面的氧化皮，还可以增加内管表面的粗糙度，清洁粗糙的表面是最有利于结合的表面。导卫4的锥面喇叭口的结构可将内管导入外管，定位机构5的外力P将定位机构5的上下两部件
合拢将外管100抱死，使外管100在穿管过程中保持静止不动。托辊组6用来放置外管并使外管与内管在穿管时能够准确对中。现有技术这个穿管机的设计，采用的是送管的方式进行穿管，可以穿5米长的管子,即L的最大值为5米。采用这种设备穿管基本没有遇到大的困难，早期技术的重点是对不同的铝及铝合金材料内外管摸索穿管制成复合坯后需要多大的后道次拉拔加工量才能使外管和内管达到冶金结合。
[0007]但是当试图将穿管的长度加长到30米时却遇到了极大的困难。当送管长度在10米以内时穿管没有问题。随着长度的增加，在15米左右时发现随着内管200送入外管100，外管开始固定不住。当加大定位机构5的固定力P后发现随着内管的送入，移动的内管会使外管脱离穿管中心线变弯，如图2所示；同时内外管多个接触位置Ai会划出了深深的划痕，划痕的深度甚至会超过0.5mm，如图2
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1所示。同时，内外管之间的划伤在结合面上会产生大量的铝粉铝瘤，这类缺陷在后道次的加工过程中会产生大量的断管和残次品。
[0008]最初的分析是觉得可能是内外管的直度或圆度不好、支架12的对中性不好等造成的。在制造了矫直精度更好的矫直机，对中性更好的支架，并对管子的圆度也增加了校圆机构，且将内外管之间的间隙从单边2.5mm 增加到5mm、甚至增加到15mm后，这些改进使穿管的长度仅仅略有增加，仅可以穿到25米，穿管弯管和内外管之间的划伤依然严重。
[0009]进一步的研究和分析发现上述穿管的方式存在很大缺陷。采用从外管的管口推送的穿管方式穿管时外管静止内管移动，由于内管200与外管 100之间有几毫米的间隙，内管和外管在每个截面上的接触点的相位一般是不同的，见图2中A1
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A4点、以及A1点的横截面图2
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2和A3点的横截面图2
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3。如图2所示，当内管穿管前进时静止的外管会在接触点Ai处给内管一个f力，f力就是内外管之间的摩擦力，f力的方向与推送穿管的方向S相反。这个方向相反的f力作用在内外管接触面上都是一种偏心的受力，会使内管200产生弓管弯管的现象。随着穿管深入，内外管的接触点会变多变长，内外管之间的摩擦力f也会越来越大，内外管接触点上径向挤压力Q会更大，内管变的更弯。再加上穿管前内外管的刷毛粗化使结合面非常粗糙的共同效应，造成内外管的强力摩擦，产生送管穿管变弯和划伤，从而造成长度较长的管子穿管失败。
[0010]之后，人们又尝试将上述推送穿管改成牵引穿管，即将内管拉入外管内，见图3所示。先将牵引杆8装入内管管头并用管材打头机对管头缩口，牵引绳9与牵引杆8连接提供牵引力F将内管200拉入外管100内，内管管头E与内管的矫直输送机2之间建立张力绷紧，这样内管在整个穿管过程中在L范围内不会产生弓管变弯的现象。内管会绷得很直，这就大大减少了内外管之间由于推送穿管变弯产生的划伤缺陷。采用牵引拉管穿管的方法成功的完成了30米长的穿管。
[0011]但是，当把穿管长度增加到100米时，发现采用牵引穿管的方法虽然可以完成100米长穿管，但是发现穿完的复合铝管坯料内外管接合面仍然有摩擦缺陷。这种缺陷与送管穿管是不太一样的，划伤比送管穿管时要轻，铝粉铝瘤产生的也少，但会在内外管上产生大面积的浅层蹭伤，深度不深但面积较大，在后道次加工过程中这些缺陷也会产生断管。反复的试验和检查，人们发现穿管的长度越长，这种缺陷就越严重，外管靠近进口位置的缺陷要比出口位置的缺陷严重，内管的管头位置要比管尾位置严重，经分析得出内外管穿管时超长的摩擦是产生这种缺陷的主要原因。
[0012]图4为拉管穿管内外管接触面摩擦示意图。图4中采用牵引拉管穿管，内管带张力
绷直绷紧，由于长度很长并由于重力的作用，外管不会像内管那么直。内外管一定会有很多的接触点Ai，如图4中的A7和A8 点。超长的穿管，尽管采用牵引拉管穿管方式内管不会产生穿管弯管的现象，不会产生像推送穿管那么严重的划伤，如图4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合铝管或复合铝棒坯料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：原料准备，准备外管和内芯；穿管准备，将所述外管以直管的形式水平固定在穿管中心线上；穿管，在采用隔离材将所述内芯和外管相隔离的情况下，将所述内芯穿入整个所述外管内，制成带所述隔离材的所述复合铝管或复合铝棒坯料；取出隔离材，在对带所述隔离材的所述复合铝管或复合铝棒坯料进行后续第一道次压力加工前或在第一道次压力加工的同时，将所述隔离材取出；其中，所述内芯为内管或者内棒；所述内芯和所述外管为不同成分的铝及铝合金。2.根据权利要求1所述的复合铝管或复合铝棒坯料的制备方法，其特征在于：在所述原料准备步骤中，采用挤压机挤制所述外管和内芯，和/或采用市售的外管和内芯。3.根据权利要求2所述的复合铝管或复合铝棒坯料的制备方法，其特征在于：对于铝管可以采用正反向的穿孔挤压机挤压制成，也可采用分流模挤压机或采用连续挤压机挤压制成；对于铝棒可采用卧式挤压机和连续挤压机挤压制成。4.根据权利要求2所述的复合铝管或复合铝棒坯料的制备方法，其特征在于：所述外管长度不小于30米，外径在Ф40
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120mm之间，所述内芯和外管壁厚之和在3
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10mm之间。5.根据权利要求1所述的复合铝管或复合铝棒坯料的制备方法，其特征在于：在所述穿管准备步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁威，
申请(专利权)人：祁威，
类型：发明
国别省市：