铝管自身的优越的物理属性, 在汽车空调散热器中得到较大规模的应用, 但是汽车空调散热器对铝管的要求比较严格, 包括铝管自身的壁厚、高温耐受度、结构强度、重量等方面的综合性要求, 对现代铝管制造企业来说都是制造难点, 因此对汽车空调散热器用铝管的开发与研制具有鲜明的现实意义。
1 蒸发器用纯铝管的开发
针对蒸发器用纯铝管在生产过程中存在的这些问题, 笔者研究发现, 以上种种加工过程中出现的问题, 都是因为传统生产工艺生产的铝管力学性能较低导致的, 蒸发器用纯铝管不仅要耐受较高的温度, 同时本身应该有一定抗弯强度, 同时还应该有一定的伸长率, 以补充弯曲导致的管道内径变小问题[1]。针对这些问题, 笔者主要从纯铝管出模冷却环节着手。减少连续挤压管材出模后在高温环境下的持续时间, 这样就阻断了铝的再结晶变化, 管材内部的晶体没有获得足够的温度来变大, 本身就能够形成较小的晶体结构, 小而不规则的晶体结构会极大加强彼此之间的拉紧力。从而形成抗弯曲、高伸长率的力学性能[2]。
实践证明工艺改进前后的蒸发器用纯铝管力学性能如表1所示。
2 冷凝器用铝合金多孔扁管研制
2.1 材质与规格
冷凝器是汽车空调的重要组成部分, 以往冷凝器中的管道多为纯铝材质, 但是纯铝较为活泼的化学性质, 在冷热温差较大的冷凝器中应用, 较容易产生氧化、老化的现象, 所以当前冷凝器管道多采用铝合金材质, 以进一步提升管道性能, 规格多为L2或者L3。
2.2 模具
(1) 模具结构
传统铝合金制造工艺, 通常采用十字型四孔分流模具, 这种模具在使用过程要通过连续挤压对铝材施加压力, 在挤压过程中铝材内本身还有的杂质, 以及操作过程中产生的氧化杂质, 水、油等物质都会沿着模具的轴线运动, 并最终在管道外延和焊缝处形成缺陷。笔者研究发现采用单刀架双分流孔, 同时采用上下结构的模具形式, 能够有效抑制杂质向管材内部的汇聚, 在连续挤压的过程中杂质和义务会在模具堵头间隙流出, 从而大大减少杂质和异物留在管材内部的概率, 并最终达到提升管材质量的目的[3]。
(2) 壁厚偏差
冷凝器用铝合金管道在制造过程中, 需要连续挤压来保证管材成型, 但是实际操作过程中金属流动与连续挤压施加的轴向力分布并不均匀, 力学建模分析显示, 从模具的入口处到模具的出口处, 连续挤压施加的力是逐渐增大的, 这种挤压力的变化会导致制造的多孔扁管上下壁厚不均匀, 通常情况下都是上壁要比下壁厚一些。经过连续多次试验后, 笔者发现在不考虑其他因素的前提下, 上壁厚和下壁厚的差值是较为稳定的, 在其基础上进行加权平均, 可以计算得出二者壁厚的差值, 在模具制作过程中, 将这一差值直接补充在下壁模具中, 就可以有效预防壁厚不均匀的问题。
(3) 扩展角
冷凝器用金属管本身的结构形态较为多样, 管材需要根据冷凝器的需求加工成各种不同的弧度、角度和弯曲度。在挤压成型的过程中, 金属流动与模具中的压力分布常常不成正比, 因而导致管材在挤压成型之后出现两侧圆弧不饱满, 管材内径宽度不达标, 外径不规则等问题。经过多次试验发现, 扩展角控制在20—25o时, 当前的管材和加工工艺都能够保持较好的表现, 一旦超过这一数值, 报废率就会大幅度攀升, 因此在可以在加工过程中, 尽量选取较小的扩展角, 以规避加工难点。
2.3 连续挤压工艺
在挤压操作过程中, 挤压力度和速度应该随着扁管的数量增加而增加, 因为在管道的数量增加, 朝向模具入口处的横截面积就会增大, 这时候较低的挤压速率和挤压力度会导致上层管道和下层管道的入料量不一, 进而导致上下层管道与管道上下壁之间的厚度差异。
3 结语
铝管是现代汽车空调散热器的总要组成部分, 对汽车的空调的工作效率有极大的影响, 因此汽车的发展需求一直推动着铝制管材制造水平的提升。当前我国的铝管制造整处在高速发展阶段, 本文从汽车空调散热器的实际需求角度出发, 对铝管制造进行了简要分析, 认为汽车空调散热器用铝管的开发与研制, 应从多个环节着手, 共同提升铝管质量。
摘要：铝制品以其独特重量轻、强度高、热延展性好的特点, 在现代汽车工业中广泛应用。本文将立足于汽车空调散热器对铝制管道材料的实际需求, 从铝管的开发和研制两个方面对这一问题进行简要分析。
关键词：汽车空调,散热器用铝管,开发与研制
参考文献
[1] 张辉, 彭大暑.汽车空调散热器用铝管的开发与研制[J].铝加工, 2007, 05:28-31+60.
[2] 曹中义.电动汽车电动空调系统分析研究[D].武汉理工大学, 2008.
[3] 李剑.长安汽车空调系统优化研究[D].南京理工大学, 2001.