專(zhuān)利名稱(chēng)：一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管及其制作方法。
背景技術(shù)：
熱管是一種聞效換熱兀件，具有體積小、換熱效率聞等特點(diǎn)。其一端為冷凝端，另外一端為蒸發(fā)端，管內(nèi)部流動(dòng)著工質(zhì)液體，是主要散熱元件。散熱銅管主要用于航空航天，大功率計(jì)算機(jī)，太陽(yáng)能、LED散熱器，高速機(jī)車(chē)，軌道交通，新能源利用與轉(zhuǎn)化等相關(guān)領(lǐng)域。當(dāng)前國(guó)內(nèi)普通熱管主要從日本進(jìn)口。
我國(guó)對(duì)于熱管方面的研究起步較晚，其技術(shù)水平與國(guó)外相比有較大差距。隨著熱管技術(shù)向“更大傳熱能力、更小尺寸、更高有效性和可靠性”方向發(fā)展，燒結(jié)熱管的發(fā)展日益加快，燒結(jié)熱管加工一般要經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)(950° 1000°燒結(jié)2-3小時(shí))，而燒結(jié)后，銅管晶粒變大，表面粗糙且延展性降低，不能滿(mǎn)足再加工要求。所以其管殼材料(銅管)性能成為制約熱管技術(shù)發(fā)展的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管，所述的熱管的組分如下
Fe ( O. 001 ；Pb ( O. 0005 ；Bi ( O. 0005 ；S ( O. 0015 ；Se ( 0. 0005 ；As ( 0. 0005 ；Sb ( 0. 0005 ；0 ( 0. 0005 ；P ( 0. 0005 ；Ce :0. 005 0. 015 ；La :0. 005 0. 015 ；Zr
0.001 0. 010 ；Co :0. 001-0. 025 ;其余為銅。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管的制作方法，以滿(mǎn)足熱管“更大傳熱能力、更小尺寸、更高有效性和可靠性”使用要求，使熱管在高溫?zé)Y(jié)后有較高的抗拉強(qiáng)度和優(yōu)良的延伸率。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管的制作方法，包括如下步驟
(1)、備料
主料聞純陰極銅；
輔料Cul5%Ce中間合金、Cul5%La中間合金、Cul5%Zr中間合金、Cul5%Co中間合金；
(2)、鑄熔
a、將主料在熔化爐內(nèi)熔化成銅液，銅液的加熱溫度設(shè)定在1175±10°C，在銅液表面完全覆蓋干燥木炭，不得暴露銅液；
b、將輔料粉碎，以塊狀體放入保溫爐底部，并將銅液從熔化爐經(jīng)流槽轉(zhuǎn)注保溫爐，轉(zhuǎn)注時(shí)向流槽內(nèi)連續(xù)充入氮?dú)猓?br> C、將銅液在保溫爐內(nèi)保溫，銅液的保溫溫度設(shè)定在1150 1160°C，保溫時(shí)間設(shè)定在3-5min，保溫的同時(shí)在銅液表面完全覆蓋磷片石墨，不得暴露銅液；d、銅液冷卻，形成鑄坯，鑄坯經(jīng)牽引機(jī)牽引出空心鑄錠，牽引速度為150 300mm/min ；
(3)、軋制對(duì)空心鑄錠進(jìn)行銑面、軋制、聯(lián)拉成管坯，軋制變形量85-95%，將管坯盤(pán)拉成母管；
(4)、退火在線(xiàn)退火對(duì)母管進(jìn)行電磁感應(yīng)在線(xiàn)連續(xù)退火，退火的速度為60 600m/min，退火過(guò)程中連續(xù)充入保護(hù)性氣體；
(5)、拉拔對(duì)母管進(jìn)行拉拔成成品管，延伸系數(shù)為I.25^1. 50。優(yōu)選地，在步驟(2)中，干燥木炭的覆蓋厚度為100 200mm ;磷片石墨的覆蓋厚度為 50 100mm。優(yōu)選地，在步驟(2)中，輔料粉碎成直徑為50mm以下的塊狀體。優(yōu)選地，在步驟(2)中，氮?dú)饬髁繛?_10m3/h。 優(yōu)選地，在步驟(3)中，對(duì)管坯進(jìn)行3-7道次拉伸，延伸系數(shù)為I. 35-1. 7。優(yōu)選地，在步驟(4)中，所述的保護(hù)性氣體為氮?dú)饣驓鍤?。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化熔煉工藝，在成分設(shè)計(jì)上通過(guò)加入微量元素到銅液中，又在加工工藝上采用合理的加工系數(shù)和退火工藝，實(shí)現(xiàn)工頻有芯感應(yīng)電爐熔煉-水平連續(xù)鑄造-行星旋壓-在線(xiàn)連續(xù)退火-聯(lián)合拉拔工藝批量生產(chǎn)，該方法還具有工序少，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。


附圖I為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
一種半硬態(tài)熱管材料直條管，規(guī)格Φ8Χ0. 3mm，外徑允許偏差±0. 02mm，壁厚允許偏差 ±0. 02mm，Rm 彡 320Mpa, HV: 100-120，直線(xiàn)度< 2mm/1000mm ；
直條管所含材料組分
Fe ( O. 001 ；Pb ( O. 0005 ；Bi ( O. 0005 ；S ( O. 0015 ；Se ( 0. 0005 ；As ( 0. 0005 ；Sb ( 0. 0005 ；0 ( 0. 0005 ；P ( 0. 0005 ；Ce :0. 005 0. 015 ；La :0. 005 0. 015 ；Zr 0. 001 (λ 010 ；Co :0. 001-0. 025 ；
如圖I所示以下具體闡述下其制作方法
(1)、備料
主料聞純陰極銅；
輔料Cul5%Ce中間合金、Cul5%La中間合金、Cul5%Zr中間合金、Cul5%Co中間合金；
(2)、鑄熔
a、熔化爐采用工頻感應(yīng)爐將主料在工頻感應(yīng)爐內(nèi)熔化成銅液，銅液的加熱溫度設(shè)定在1175±10°C，在銅液表面完全覆蓋干燥木炭，干燥木炭的覆蓋厚度為100 200mm，不得暴露銅液；
b、將輔料粉碎，粉碎成直徑為50_以下的塊狀體放入保溫爐底部，并將銅液從熔化爐經(jīng)流槽轉(zhuǎn)注保溫爐，轉(zhuǎn)注時(shí)向流槽內(nèi)連續(xù)充入氮?dú)猓獨(dú)饬髁繛?-10m3/h ；C、保溫爐采用工頻感應(yīng)保溫爐，將銅液在工頻感應(yīng)保溫爐內(nèi)保溫，銅液的保溫溫度設(shè)定在1150 1160°C，保溫時(shí)間設(shè)定在3-5min，保溫的同時(shí)在銅液表面完全覆蓋磷片石墨，磷片石墨的覆蓋厚度為50 100mm，不得暴露銅液；
d、銅液冷卻，形成鑄坯，采用水平連鑄工藝，鑄坯經(jīng)牽引機(jī)牽引出Φ90Χ25πιπι、長(zhǎng)度5000-30000mm的空心鑄錠，牽引速度為150 300mm/min ；
(3)、軋制
空心鑄錠經(jīng)過(guò)銑面、采用三輥行星軋機(jī)軋制成規(guī)格為Φ50Χ2.4πιπι的管坯，再進(jìn)行聯(lián)拉，拉制成外徑為Φ30mmX I. 4 I. 6mm的管還，用探傷儀對(duì)管還進(jìn)行探傷；采用圓盤(pán)拉伸機(jī)將管還進(jìn)行6道次拉伸，I道次延伸系數(shù)為I. 60 ；2道次延伸系數(shù)為I. 58 ；3道次延伸系數(shù)為I. 56 ；4道次延伸系數(shù)為I. 47 ；5道次延伸系數(shù)為I. 44,6道次延伸系數(shù)為I. 44,拉伸至Φ9. 52X0. 36mm的母管，拉伸過(guò)程中使用不同規(guī)格的外模和芯頭，并在拉伸過(guò)程中使用內(nèi)外膜油；
(4)、退火
采用在線(xiàn)電磁感應(yīng)連續(xù)退火爐，其電壓范圍在290 940V，退火的速度為60 600m/min，并連續(xù)充有氮?dú)饣驓鍤獾缺Ｗo(hù)性氣體，用探傷儀對(duì)母管進(jìn)行探傷。(5)、拉拔
采用聯(lián)合拉拔機(jī)，使用對(duì)退火后的母管進(jìn)行拉伸加工，保證管材的平直度，延伸系數(shù)為
I.25^1. 50，拉制成規(guī)格為Φ8Χ0. 3mm成品管，用探傷儀對(duì)成品管進(jìn)行探傷。(6)、對(duì)管材進(jìn)行定尺鋸切，清除鋸屑后包裝、入庫(kù)。本發(fā)明所制造的耐高溫?zé)Y(jié)熱管與現(xiàn)有的銅及銅合金材料熱管相比具有含氧量低、強(qiáng)度高、塑性好、耐腐蝕性和高溫?zé)Y(jié)的軟化性能優(yōu)良等顯著特點(diǎn)，不損害其導(dǎo)熱和導(dǎo)電性，利于銅及銅合金熱管塑性加工，利于熱管細(xì)徑化、薄壁化發(fā)展趨勢(shì)。且該方法加工流程短，操作方法簡(jiǎn)單，滿(mǎn)足工業(yè)化生產(chǎn)。表一列出了普通銅管、日本無(wú)氧銅熱管與本發(fā)明的熱管在性能上的比較
權(quán)利要求
1.一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管，其特征在于所述的熱管的組分如下Fe ( O. OOl ；Pb ( O. 0005 ；Bi ( O. 0005 ；S ( O. 0015 ；Se ( 0. 0005 ；As ( 0. 0005 ；Sb ≤ 0. 0005 ；0 ≤ 0. 0005 ；P ≤ 0. 0005 ；Ce :0. 005 0. 015 ；La :0. 005 0. 015 ；Zr 0.001 0. 010 ；Co :0. 001-0. 025 ;其余為銅。
2.一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管的制作方法，其特征在于包括如下步驟 (1)、備料 主料聞純陰極銅； 輔料Cul5%Ce中間合金、Cul5%La中間合金、Cul5%Zr中間合金、Cul5%Co中間合金； (2)、鑄熔 a、將主料在熔化爐內(nèi)熔化成銅液，銅液的加熱溫度設(shè)定在1175±10°C，在銅液表面完全覆蓋干燥木炭，不得暴露銅液； b、將輔料粉碎，以塊狀體放入保溫爐底部，并將銅液從熔化爐經(jīng)流槽轉(zhuǎn)注保溫爐，轉(zhuǎn)注時(shí)向流槽內(nèi)連續(xù)充入氮?dú)猓? C、將銅液在保溫爐內(nèi)保溫，銅液的保溫溫度設(shè)定在1150 1160°C，保溫時(shí)間設(shè)定在3-5min，保溫的同時(shí)在銅液表面完全覆蓋磷片石墨，不得暴露銅液； d、銅液冷卻，形成鑄坯，鑄坯經(jīng)牽引機(jī)牽引出空心鑄錠，牽引速度為150 300mm/min ； (3)、軋制對(duì)空心鑄錠進(jìn)行銑面、軋制、聯(lián)拉成管坯，軋制變形量85-95%，將管坯盤(pán)拉成母管； (4)、在線(xiàn)退火對(duì)母管進(jìn)行電磁感應(yīng)在線(xiàn)連續(xù)退火,退火的速度為60 600m/min,退火過(guò)程中連續(xù)充入保護(hù)性氣體； (5)、拉拔對(duì)母管進(jìn)行拉拔成成品管，延伸系數(shù)為I.25^1. 50。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管的制作方法，其特征在于在步驟(2)中，干燥木炭的覆蓋厚度為100 200mm ;磷片石墨的覆蓋厚度為50 100mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管的制作方法，其特征在于在步驟(2)中，輔料粉碎成直徑為50mm以下的塊狀體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管的制作方法，其特征在于在步驟(2)中，氮?dú)饬髁繛?-10m3/h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管的制作方法，其特征在于在步驟(3)中，對(duì)管坯進(jìn)行3-7道次拉伸，延伸系數(shù)為I. 35-1. 7。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管的制作方法，其特征在于在步驟(4)中，所述的保護(hù)性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐高溫?zé)Y(jié)熱管及其制作方法，主料高純陰極銅、輔料Cu15%Ce、Cu15%La、Cu15%Zr、Cu15%Co中間合金；將主料加熱，熔化，完全覆蓋干燥木炭，將輔料粉碎，并投入保溫爐底部，將熔化爐銅液經(jīng)流槽轉(zhuǎn)入保溫爐，保溫爐完全覆蓋磷片石墨；經(jīng)水平連鑄，牽引出空心鑄錠；對(duì)空心鑄錠進(jìn)行銑面、軋制、聯(lián)拉成管坯，將管坯盤(pán)拉成母管；對(duì)母管進(jìn)行在線(xiàn)退火；對(duì)母管進(jìn)行拉拔成成品管。本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化熔煉工藝，在成分設(shè)計(jì)上通過(guò)加入微量元素到銅液中，采用合理的加工系數(shù)和退火工藝，實(shí)現(xiàn)工頻有芯感應(yīng)電爐熔煉-水平連續(xù)鑄造-行星旋壓-在線(xiàn)連續(xù)退火-聯(lián)合拉拔工藝批量生產(chǎn)，工序少，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22F1/08GK102829657SQ20121029222
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者董志強(qiáng), 趙雙, 趙亮, 谷玉東, 張剛, 張 林 申請(qǐng)人:江蘇倉(cāng)環(huán)銅業(yè)股份有限公司