图7-1表示了铜退火时力学性能与温度之间的一般关系。杂质元素的增加及合金元素的加入都会使图中的曲线向右偏移,性能也随之变化。但一般而言,300T左右是铜管退火时性能发 生剧烈变化的区间。在此区间退火时,必须严格地控制温度和保温时间。
退火气氛
铜的氧化物为氧化亚铜(CU2O)和氧化铜(CuO),其生成热分别为:
CU2O约 113OJ/g;
CuO 约 1834J/go
氧化亚铜为红色,在铜管上粘结得很牢。氧化铜为黑色, 当管材在空气中加热时形成容易脱落的外层。为了保持光亮的表面,铜管在保护性气氛(氮)中退火。
铜盘管拉伸的润滑油将残存在管材的内、外表面,退火时润滑油热分解生成挥发分和残留油,残留油由长链的碳氢化合物 和芳香族化合物组成。有关文献阐述了润滑油在有氢和氮气氛中热分解的途径,如图7-2所示。
在有氢气的气氛中,润滑油热分解导致一级产物的蒸发和 饱和,聚合、冷凝等形成残存油的过程受到抑制。因此铜管退火采用以氮为主含氢量较低的氮、氢混合气体。
为了清除铜管内的残留油及其他杂质,在退火过程中还 采取保护性气体的吹洗,该项操作确实提高了管材内表面的清洁度,但同时也带走了热量,延长了退火时间,降低了热 效率。因此在研究不须吹洗的清洁润滑剂方面开展了不少工 作。
铜管的残余应力
不均匀塑性变形使管材中产生残余应力,铜管不像黄铜管一样,没有应力破裂的倾向。然而为了减小加工时的变形,用做中央空调的铜盘管,对其残余应力也有严格的要求。
管材的内应力可用实验确定。切取小段铜管,测定其外径,然后沿纵向剖开,此时管材的周向残余拉应力会使切口张开,管材直径扩大,再测外径。