【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铜合金，具体涉及一种铜合金管及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着空调用新型co2制冷剂的发展，制冷空调用的铜合金管包括热交换器用管、室内外连接配管对材料的耐高压能力均提出了更高要求。为了响应这一要求，目前已提出替代磷脱氧铜而使用比磷脱氧铜强度高的co-p系或sn-p系等铜合金管的方案，可以充分满足新型co2制冷剂要求的薄壁条件下高强度、耐高压性能要求。
2、然而，对于制冷空调用的铜管而言，传统的tp2在连接过程中易出现表面划伤、喇叭口变形等问题，高强度co-p系或sn-p系合金管也暴露出弯管难、扩管后喇叭口易开裂、800℃钎焊后局部软化和大气环境下时间长腐蚀穿孔等问题，严重时引发连接管制冷剂泄漏事故。如此，即使热交换器效果良好，对于整个空调系统而言也难以正常、有效工作。
3、作为制冷空调用铜管，管道材料自身特性和加工特性直接影响空调整体使用性能。不仅要求管材具备良好的抗拉强度、延伸率、导电、导热和耐腐蚀性能，还必须具备优异的折弯、扩口、焊接、耐压和密封性等加工应用特性。
4、专利文献cn101469961a公开了一种断裂强度优异的热交换器用铜合金管，其有含有特定量的sn、p的组成，平均晶粒直径为30μm以下，管的长度方向的抗拉强度为250mpa以上的高强度，其中，该铜合金管具有goss方位的方位分布密度为4％以下的集合组织，从而使断裂强度提高。该铜合金管即使在二氧化碳及hfc系氟利昂等新制冷剂的高运转压力下被薄壁化，也可耐用，断裂强度优异。
5、专利文献cn102
6、虽然现有技术对空调用铜合金管进行了研究，但现有技术通常只针对铜合金管某一方面的性能进行改进，导致其综合性能无法满足空调用铜管的加工应用要求，使得铜合金管在加工和使用过程中容易出现开裂、热稳定性差、易腐蚀等问题。因此，需提供一种铜合金管及其制备方法，以改善制冷空调用铜管的安装和使用问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种铜合金管及其制备方法与应用。本专利技术的铜合金管具有良好的抗拉强度、延伸率、导电、导热和耐腐蚀性能，且具备优异的折弯、扩口、焊接和耐压等加工特性，且其制备方法简单，可用于制备空调热交换器的导热管、空调内外机连接配管等。
2、本专利技术第一个方面提供了一种铜合金管，包括以下质量百分含量的组分，sn：0.01～0.80％，p：0.005～0.05％，zr：0.01～0.10％，b：0.001～0.01％，mn：0.001～0.01％，余量为cu和不可避免的杂质；其中所述的铜合金管中含有mnzr和bmn化合物颗粒，所述的铜合金管的横截面上的mnzr化合物颗粒的数量为0.005～0.15个/μm2，bmn化合物颗粒的数量为0.005～0.2个/μm2。
3、本专利技术在cu-sn-p合金成分的基础上添加zr、b、mn，并控制其含量和比例，通过调控合金中mnzr、bmn化合物数量和组织晶粒大小和均匀性，提高了铜合金管的强度、延伸率、导电、导热和耐腐蚀性能，提升了其折弯、扩口、焊接和耐压等加工性能。
4、sn元素的添加，可以明显提升铜管的抗拉强度、屈服强度，同时抑制晶粒的粗大化的效果。sn作为溶质原子，与基体铜原子的尺寸存在差别，局部晶体点阵发生畸变而引起的应变场将产生与位错交互作用的变化，最终起到增加晶体的变形阻力，产生固溶强化的效果；同时其可以提高铜管的抗拉强度和屈服强度，从而实现铜管相同外径、壁厚的条件下满足耐高压要求。另外，sn元素的添加具有改善材料耐热性能的作用，有利于钎焊加工。
5、然而，sn含量过高，则不利于导电、导热和延伸塑性，在弯曲部容易发生皱褶或裂纹。当sn含量低于0.01％时，sn的固溶强化强化作用不明显，无法明显提升抗拉强度和屈服强度；当sn含量大于0.8％，不仅导电、导热和延伸塑性有所损失，不利于铜管制冷和加工，sn含量过高还容易引起偏析，获得不均匀的铸态组织，导致铜管力学性能的各向异性明显，大大降低硬度、强度的均匀性。因此本专利技术中sn含量为0.01～0.80％。
6、p元素可起到脱氧及改善熔体流动性作用，同时p也可以提升铜管的强度、抑制晶粒长大，同时提高材料的焊接性能。但是，当p含量增加容易出现晶界偏聚，严重降低材料塑性，不利于铜管的弯管加工，易产生裂纹，同时应力腐蚀裂纹的敏感性也会变高。
7、当p含量低于0.005％时，p对铜管的改善作用不明显；当p含量大于0.05％时，延伸塑性损失明显。因此本专利技术中p含量控制在0.005～0.05％。
8、zr元素的添加，通过固溶处理溶入铜基体中形成过饱和固溶体，之后固溶体在热处理过程中分解为弥散分布的析出相，从而提高合金强度的元素。同时，zr的加入更重要的作用是能够大大降低晶界能，并产生溶质拖曳和第二相钉扎晶界，提高合金的再结晶温度和耐热性，从而使合金获得了高强度和高软化点。此外，zr在cu基体中的溶解度很低，低溶解度的合金元素zr对合金整体的导电、导热性能影响十分有限，能够保证合金良好的热交换效果。
9、若zr含量小于0.01％时，强度不够，同时对提高再结晶温度效果不大；zr含量超过0.1％时，虽然合金的强度有所提高，但析出相的尺寸随之增大并会产生富集，导电率和塑性降低也非常明显。为了得到强度、耐热性、塑性与导电、导热性能的最佳均衡，zr的含量控制在0.01～0.10％。
10、b起脱氧、细化晶粒的作用，并形成纳米级的硼的金属化合物，细小、弥散地分布在晶界，对晶界起到强化作用，从而抑制了氧从合金表面通过晶界扩散向内部渗透引起的合金开裂，并且也可促进动态再结晶的形成，提高合金的硬度和软化点。
11、本专利技术合金中添加0.001％以上的硼，可以提高合金的强度、硬度、耐蚀性和软化点，并且对导电率几乎没有影响；但当硼含量超过0.01％时，合金的导电、导热和塑性有所降低。因此，本专利技术将b的添加量控制在0.001～0.01％。
12、mn在铜合金中可以无限固溶，通过大量固溶于铜基体中起到固溶强化的作用。mn元素对铜合金的强度和硬度起到提高作用，同时由于固溶产生的大量晶格畸变也会增强电子的散射作用，大幅降低铜合金的导电、导热性能，所以现有的高导电铜合金中往往不含有锰元素。
13、本专利技术合金的mn含量以0.001-0.01％为宜，mn含量低于0.001％时，强化效果不明显，起不到提升软化温度的作用，当mn含量高于0.01％时，mnzr、bm本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铜合金管，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分，Sn：0.01～0.80％，P：0.005～0.05％，Zr：0.01～0.10％，B：0.001～0.01％，Mn：0.001～0.01％，余量为Cu和不可避免的杂质；其中所述的铜合金管中含有MnZr和BMn化合物颗粒，铜合金管的横截面上的MnZr化合物颗粒的数量为0.005～0.15个/μm2，BMn化合物颗粒的数量为0.005～0.2个/μm2。
2.根据权利要求1所述的铜合金管，其特征在于，所述的铜合金管中，Zr与Mn的质量比满足：0.1≤Mn/Zr≤1；B与Mn的质量比满足：0.1≤Mn/B≤8。
3.根据权利要求1所述的铜合金管，其特征在于，所述的铜合金管的组织平均晶粒直径为15μm以下，组织平均晶粒直径的标准偏差为1.5μm以下。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的铜合金管，其特征在于，所述的铜合金管中包括Fe和Si，所述Fe和Si的总质量百分含量小于0.0030％；
5.根据权利要求1所述的铜合金管，其特征在于，所述的铜合金管圆周方向的屈服强度YSLD与纵长
6.根据权利要求1所述的铜合金管，其特征在于，所述的铜合金管在800℃条件下加热15s后组织平均晶粒直径为20μm以下，耐破压力达30MPa以上；
7.根据权利要求1-6中任一项所述的铜合金管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：熔炼→铸造→均匀化退火→挤压→轧制→一次拉伸→一次退火→二次拉伸→二次退火；
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的二次拉伸道次为5～8道次，前二道次的延伸系数为1.2～1.5，最后三道次的延伸系数为0.8～1.3。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述的二次退火温度为400～650℃，退火时间为0.5～8h。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的铜合金管在制备空调热交换器的导热管、空调内外机连接配管、机内配管或管组件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种铜合金管，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分，sn：0.01～0.80％，p：0.005～0.05％，zr：0.01～0.10％，b：0.001～0.01％，mn：0.001～0.01％，余量为cu和不可避免的杂质；其中所述的铜合金管中含有mnzr和bmn化合物颗粒，铜合金管的横截面上的mnzr化合物颗粒的数量为0.005～0.15个/μm2，bmn化合物颗粒的数量为0.005～0.2个/μm2。
2.根据权利要求1所述的铜合金管，其特征在于，所述的铜合金管中，zr与mn的质量比满足：0.1≤mn/zr≤1；b与mn的质量比满足：0.1≤mn/b≤8。
3.根据权利要求1所述的铜合金管，其特征在于，所述的铜合金管的组织平均晶粒直径为15μm以下，组织平均晶粒直径的标准偏差为1.5μm以下。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的铜合金管，其特征在于，所述的铜合金管中包括fe和si，所述fe和si的总质量百分含量小于0.0030％；
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：华称文，乔高攀，项燕龙，毛向飞，唐健，张开波，
申请(专利权)人：宁波金田铜管有限公司，
类型：发明
国别省市：
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