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连续挤压成形厚壁“Ω”形微槽道铝热管工艺研究

作　者: 朱圆斌
导　师: 钟毅
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 厚壁“Ω”形微槽道铝热管连续挤压模具设计工艺参数
分类号: TG376.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

作为一种高效节能的换热元件,厚壁微槽道铝热管可用于制造不存在接触热阻、极大提高传热效率的整体轧制型螺旋翅片管,用其制成的翅片式热交换器广泛应用于冶金、化工等领域的散热和余热回收。与普通热管相比,“Ω”形微槽道热管具有径向热阻小、传热系数高、加工方便等优点。微槽道热管的传统生产方法主要是旋压、拉削和常规挤压,由于工艺流程长、成本高、效率较低,传统的方法已不适应现代化生产的需要。连续挤压技术由于其工序简单、原料利用率高、能耗低、投资少等优点,将逐渐取代传统的热管生产方法,利用连续挤压技术可实现超长、连续、稳定的微槽道铝热管生产。根据Cotter理论为基础的热管理论,结合具体使用条件和工作要求以及连续挤压成形的可行性,设计厚壁微槽道热管的结构和尺寸。确定管壳材料为1060铝合金；从渗透率、有效毛细半径和传热性能方面考虑,选择“Ω”形轴向微槽道作为热管吸液芯结构,并且毛细芯窄缝宽度达到0.3mmm；从轧制高效传热螺旋翅片角度出发,选择热管壁厚为4.5mm；确定了热管的毛细芯窄缝高度、毛细芯直径、蒸汽腔直径、微槽道个数等其它参数。针对切向式连续挤压成形厚壁“Ω”形微槽道铝热管过程中出现的金属流动不均匀、“Ω”形轴向微槽道难成形、芯头易断齿等问题,通过改进阴模模角、阻流角、定径带、芯头形状和长度等综合方法进行模具结构的设计与优化,并提出新的阳模和芯头组合式连接结构,即用螺钉将阳模与芯头组合装配,可方便芯头拆卸与更换。最终试验结果表明,改进后的模具结构具有良好的成形性。根据厚壁“Ω”形微槽道铝热管的挤压加工特点,确定了运转间隙、挤压速度、挤压温度、挤压靴箝紧压力、模腔预热温度等主要工艺参数。对连续挤压过程中出现的划伤、气泡(孔)、拉道等质量缺陷进行了综合分析,提出了相应的工艺解决方案,并指出挤压工艺参数的控制和模具的精确设计及加工对产品的质量影响重大。另外论文最后对连续挤压成形厚壁微槽道铝热管的应用前景进行了思考和展望。

连续挤压成形厚壁“Ω”形微槽道铝热管工艺研究

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