内螺纹铜管成形工艺开发及换热性能研究

随着我国碳达峰碳中和战略的推进,行业标准对空调产品能效的准入门槛越来越高。增大内螺纹铜管的螺旋角可以有效提高空调换热器的能效,但增大螺旋角则会大幅增加内螺纹铜管生产制造的难度。为研发内螺纹铜管成形工艺,提升换热性能,通过逆推法设计了Φ7mm(外径)×0.23 mm(壁厚)×0.14 mm(齿高)、齿顶角15°、螺旋角35°、 58齿数的内螺纹铜管(XD7)的两种旋压成形模具参数。以旋模比、拉拔速度、退火温度和保温时间作为变量,通过显微观察和力学性能测试,确定了XD7的旋压成形工艺和退火工艺。同时对比研究了XD7与同外径的普通内螺纹铜管D7(7 mm×0.24 mm×0.15 mm)的换热性能。结果表明:小的钢球半径更有利于XD7的成形,旋模比和拉拔速度分别为460和40 m/min时,XD7的成形效果最好。XD7的最佳退火工艺为在460℃下保温30 min。与D7相比,XD7的冷凝换热系数和蒸发换热系数分别提高了7%和8%,内螺纹铜管单管换热能效明显提升。

大螺旋角内螺纹铜管滚珠旋压工艺设计平台

大螺旋角内螺纹铜管滚珠旋压成形模具设计是一个复杂过程,目前还没有系统精确的计算方法。介绍了一种逆推法:根据螺纹管规格,从定径模开始,从后往前依次推算出钢球、滚压环、螺纹芯头、减径模、管坯等参数值,采用该方法建立成形工艺设计平台,进行大螺旋角内螺纹铜管的成形模具智能化设计。采用面向对象的程序设计方法,对Φ7 mm×0.24 mm×0.15 mm规格的大螺旋角内螺纹铜管成形工艺进行设计,获得了成形模具及成形工艺参数。将获得的参数应用于实际生产,得到的成品内螺纹铜管件的齿形参数良好,没有齿形缺陷,符合产品技术要求。