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铜盘管的热处理及退火原理(二)

   2019-10-17 和平635
核心提示: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。
       铜盘管经过大加工率冷变形后,金属内部的点缺陷和位错密 度剧烈增加,变形时增殖的位错对金属中的储存能起到了非常大的作用。该储能是铜管在加热时克服能垒、发生组织和性能 变化的驱动力。成盘拉伸后的管材一般通过成品退火来控制产品的性能,铜管的退火经历回复、再结晶和晶粒长大过程,不同阶段对应于管材的不同状态,适应于不同成品管材的性能要 求。例如:中央空调用的铜管为半硬偏软的状态,力学性能控制在比较狭窄的范围内,如抗拉强度为280 ~320MPa,沿管材 纵向用金相显微镜观察时仍为纤维状组织,但已发生了位错的 滑移和攀移。翅片管的母管必须完全再结晶,但平均晶粒尺寸较小(不大于0.025mm)而按美国标准ASTM B280空调及制冷用060状态的铜管,平均晶粒尺寸不得小于0.035mm,管材已经晶粒长大。

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。

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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。

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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。

 
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