试论我国精密铜管加工技术的重大进展

试论我国精密铜管加工技术的重大进展

姚广芝 刁庆辉 童俊 谢福胜

龙口市龙蓬精密铜管有限公司 山东龙口 265700

摘要：随着国民经济的迅速发展，我国铜加工业已成为世界铜加工材生产、进出口和消费大国。特别是铜管产品中的代表品种———精密铜管（空调管、水道管、冷凝管）的产品产量、质量、生产技术、生产装备、产业化规模等，均处于世界领先水平，引领着世界铜管发展的新潮流。精密铜管加工技术现状精密铜管和高精铜板带是现代铜加工材的代表，其加工技术和装备代表着铜加工技术的水平。精密铜管主要用于现代热交换装置，它的重要品种有空调管、水道管和冷凝管等。

关键词：精密铜管；加工技术；重大进展

1空调管加工技术

空调管主要是指用于家用空调、中央空调、工业致冷机中的热交换管材，其中又以家用空调器中的蒸发器和冷凝器用管材为代表。为提高热交换性能，内螺纹管已经普遍使用。目前每台家用空调器用铜管约为5公斤。我国家用房间空调机产量已居世界第一位，所用空调器盘管、内螺纹管、纹香盘管约为30万吨。这种管材直径小、壁薄、内表面齿型复杂、尺寸精度要求高，必须使用现代化加工技术才能实现产业化生产。当今世界上空调管生产已经高度连续化、自动化、智能化、机列化和专业化，其生产方法共有3种：

（1）大锭挤压—高速轧管—圆盘拉伸—高清洁度保护气体光亮退火—（内螺纹管成型）—联合精整和重卷。（2）水平连续铸管—行星轧管—串拉—盘拉—高清洁度保护气体退火—（内螺纹管成型）—联合精整和重卷。（3）上引铜管—冷轧管—盘拉—保护气体光亮退火—联合精整。国外发达国家空调管大规格产业化生产均为第一种方法，而我国同时拥有上述3种方法，并且均已产业化生产，生产技术处于世界先进水平。

我国空调管生产技术的重大进步有：

（1）铸—轧法内螺纹管生产和成型技术。该技术使内螺管生产成品率提高了10%，从而降低了这种高效散热铜管的生产成本。（2）上引—盘拉空调器光管生产技术。该技术使空调器光管生产成品率大幅度提高，平均成品率高达90%。（3）空调管高精洁度控制技术。该技术确保了空调管内表面残留物小于0.38m g/m 2，从而满足了对大气臭氧层无破坏的新型制冷剂的需求，有利于防止“温室效应”的产生。（4）能够生产“铸—轧”法“、上引—盘拉”法的生产装备，可以建设现代化空调管生产工厂和专业化生产线。其建设投资低廉，可以进行生产、技术、经营、管理全方位服务。（5）空调管生产已经全部实现了盘管拉伸，生产高度连续化、自动化、智能化，形成了专业化生产基地。

2水道管—建筑用铜水管生产技术

铜管具有优秀的耐蚀、防污、杀菌、水质保鲜、工艺成型等性能，因此使用铜管作为各种水的输送管路，特别是人类饮用水输送管路是其它任何材料所不能替代的。因此建筑用冷水、热水、燃气管路使用铜管迅速普及，国外发达国家普及率已达85%，中国普及率仅为4%左右。虽然我国铜水管应用目前不如国外发达国家普遍，但是铜水管市场前景广阔，近年来已成为世界铜水管、铜管件的生产大国。铜水管均为加磷脱氧铜，因铜管规格不同而分为小水管、中水管和大水管。当前世界各国铜水道管生产基本为挤—轧—拉伸方法，其中小规格铜水管采用盘拉方法，中规格和大规格铜水管则采用挤压、上引、热轧穿孔供坯，然后采用直线拉伸方法。

我国在铜水道管生产中的技术进步表现为：

（1）把铜水道管作为专门的、高精度铜管产业来发展，在短短的5年内迅速形成了铜水管—塑覆铜管—铜管件等生产体系。建立了配套齐全的、先进的产品标准和使用标准，形成了生产和使用服务网络。产品品种齐全，不但能生产加磷脱氧铜水道管，而且能够生产白铜水道管，产品规格覆盖了当前所需规格的全部范围。（2）上引管坯—冷拉伸方法生产水道管技术已经产业化。如山东宏泰集团上引管材机列已高度自动化、现代化。其感应熔铜—潜流式供液—上引多线管材方法，大大地缩短了管材生产工艺流程，节省能源消耗，提高了管材成品率，是管材生产中最有革命化变革的方法。这种技术目前在我国正在发展和完善之中，具有实现“铜原料—上引管坯—连续拉伸—成品管材”为特征的自动化、连续化生产的光明前景。

3冷凝管生产技术

冷凝管主要用于电站和舰船管式冷凝器。人们认识和研究这种产品已有200多年的历史，其中重大的技术进步是在黄铜合金中加入0.01%～0.04%砷，有效的防止了因脱锌腐蚀所造成的管材早期泄漏问题，使管材使用寿命由原来两年左右提高至20年。这种管材生产技术发展缓慢，直至目前，世界各国仍然使用挤压—轧管—直条拉伸方法生产，生产工艺流程长，成品率低下的弊端一直没有从根本上解决。

我国在冷凝管生产技术中的重要技术进步是：

（1）不断地增大冷凝管锭坯重量，推进盘式生产法，以实现冷凝管连续化生产、提高成品率为目标的技术攻关正顺利进行。当前已经通过加大锭坯重量和采用水平连续管坯—行量轧制技术，实现了B Fe10-1-1盘管生产方法，特别是后者开创了铸—轧法生产白铜冷凝管的先河。（2）冷凝管品种正在不断增加。大长度冷凝管已在大装机容量发电机组、核电站、海水淡化装置中应用。为提高冷凝管热交换性能，研究外翅片管生产技术的攻关活动一直没有间断。

4大长度空芯导线生产技术

大长度空芯导线是一种异型断面并带有中心冷却用孔道的特殊导线。它主要用于制造大电机、粒子加速器、受控聚变反应装置等方面，这种产品的市场需求将进一步推动精密铜管制造技术的发展。当前世界发达国家生产方法无一例外的采用挤压—高速孔型轧制—盘拉方法。

我国在大长度空芯导线生产技术中的进步有：

1. 已能产业化生产大长度空芯导线，用于电机转子和粒子加速器线圈。随着铜加工技术和装备的发展，产品质量不断提高，品种逐步增加。（2）大长度偏心电炉感应线圈铜管上引—盘拉技术已经产业化，为特长异型管生产提供了一种新的途径。（3）近年来铜材连续挤压技术和装备发展迅速，并已经产业化生产变压器用扁线。这种技术为高能粒子加速器和超导补偿线用特种大长度制品提供了可能。精密铜管制造技术发展趋势精密铜管制造技术的发展趋势是：生产过程连续化、自动化和智能化，产品质量进一步高精化和性能高度一致性，从而达到节能、节材、环保等目的。

具体重大技术的发展方向是：

1. 在纯铜精密管材盘式生产方法的基础上，进一步实现合金盘管拉伸产业化。这对提高合金精密铜管成品率、降低消耗具有重大意义。（2）在内螺纹管成型技术的基础上，进一步发展管材外表面翅片成型技术，提高和强化铜管的热交换性能。（3）输送人类饮用水使用铜管的趋势已形成共识，进一步完善上引—盘拉生产技术已成为降低铜水道管生产成本的重要途径。

5总结

精密铜管加工方法在今天显得越来越重要，精密加工技术已成为目前高科技技术领域的基础，提高精密加工的精度已成为目前迫在眉睫的问题。目前，很多学者正在这方面做着大量的研究和实验，相信不久的将来，精密铜管加工技术会取得长足进展。

参考文献：

[1]张士宏,刘劲松,程明.《精密铜管铸轧加工技术》出版[J].塑性工程学报,2016,23(06):50.

[2]祝焱,胡宽雨,宋喜茜,张广峰.精密铜管生产线在线质量控制系统的开发应用[J].机械工程与自动化,2016(05):150-151+155.