ACR銅管加工工藝與質(zhì)量缺陷的研究.pdf

1、ACR（Air Conditioner and Refrigerator）銅管被廣泛用作工業(yè)冷凝器、蒸發(fā)器和換熱系統(tǒng)中重要外部聯(lián)接管件，其直徑大于等于Φ16 mm。鑄軋法具有初始投入少、生產(chǎn)成本低和加工效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，很多企業(yè)考慮采用鑄軋法替代擠壓法加工大中口徑ACR銅管，以解決傳統(tǒng)擠壓工藝生產(chǎn)的銅管長(zhǎng)度和產(chǎn)量受到限制的問題。本文研究了加工工藝改變對(duì)ACR銅管成形質(zhì)量的影響，并分析了ACR銅管實(shí)際加工過程中出

2、現(xiàn)的質(zhì)量缺陷問題。
　　針對(duì)某銅管廠生產(chǎn)的規(guī)格為Φ19×1 mm的ACR銅管，分別從鑄軋法和擠壓法生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行追蹤取樣，獲得不同道次的ACR銅管，并從化學(xué)成分、微觀組織、力學(xué)性能、表面質(zhì)量和尺寸精度等方面進(jìn)行對(duì)比分析，綜合評(píng)價(jià)了兩種工藝方法對(duì)ACR銅管成形質(zhì)量的影響。研究表明采用鑄軋法生產(chǎn)ACR銅管在化學(xué)成分、微觀組織演變和力學(xué)性能方面都與原工藝相近，但鑄軋法生產(chǎn)的初始管材組織分布均勻，晶粒細(xì)小。隨著加工道次的增加，鑄軋銅管的延伸

3、率和顯微硬度波動(dòng)幅度較小，采用鑄軋法可以提高成品銅管的力學(xué)性能穩(wěn)定性。改用鑄軋法加工的ACR銅管表面光亮度高、粗糙度低、表面平均殘余應(yīng)力遠(yuǎn)小于擠壓管，并且鑄軋 ACR銅管的尺寸精度高，能夠顯著提高產(chǎn)品合格率。
　　針對(duì)ACR銅管加工過程中出現(xiàn)“表面裂紋”和“跳車紋”質(zhì)量缺陷，采用實(shí)驗(yàn)分析、理論分析和有限元模擬等方法加以分析論證。研究表明表面裂紋的形成機(jī)理是先沿晶斷裂產(chǎn)生熱裂紋，然后穿晶斷裂形成冷裂紋，其主要形成原因是結(jié)晶器堵塞，導(dǎo)

4、致銅液中有害氣體不能及時(shí)排出，使其在連鑄管材表層形成裂紋源，同時(shí)由于結(jié)晶器內(nèi)表面粗糙，拉坯阻力增加，導(dǎo)致管材表面拉裂并向內(nèi)部不斷擴(kuò)展。銅管表面跳車紋實(shí)質(zhì)上是拉拔過程中產(chǎn)生的壁厚不均勻缺陷，其形成機(jī)理是游動(dòng)芯頭超過前后極限位置造成拉拔系統(tǒng)失穩(wěn)，當(dāng)芯頭超過前極限位置，內(nèi)外模具過度擠壓管材形成局部縮頸；當(dāng)芯頭超過后極限位置，空拉管材使壁厚增加，造成管材表面材料局部突起。通過有限元模擬得到優(yōu)化的拉拔工藝條件：摩擦系數(shù)為μ=0.05、拉拔速度為V