1、2008年中国铝型材挤压模具开发与应用研讨会论文集 1 15暖气片用铝合金型材断面设计和生产之体会王爱东 王原库段建青(青铜峡铝业集团公司 宁夏青铜峡751603)近几年，民用铝合金暖气片在西北建材市场得到了用户的普遍认可。由于该类散热器热传导系数高，单位面积的换热量比传统铸铁散热器的高，而且重量轻。另外，铝制暖气片外形美观新颖，华丽典雅，具有人性化的装饰效果，不失为一种很好的节能产品，因而得到了广泛使用。需求拉动了产业。近些年以铝为主要原材料的散热器生产企业所制造的暖气片品种，花色不断在翻新。对铝型材的要求也越来越高，断面也越来越复杂。青铜峡铝业集团公司为了满足市场需求，克服了许多困难，近几
2、年探索开发生产了三个系列一百二十多个品种规格的暖气片用铝合金型材。本文将生产实践中的一点体会做一介绍。1铝暖气片系列铝暖气片可分为三个系列，三个系列分别是：全铝制，铜铝复合、钢铝复合。(1)全铝制：成品组件的暖气片全部使用铝合金型材，它包括：散热器主件，上下横水管，联接丝头、护盖等。所有过水腔全部做防腐处理。(2)铜铝复合：是将铜管穿到铝型材散热主件的孔内，用液压力使铜管扩张让两种金属复合到一起o(3)钢铝复合：是将钢管穿入铝型材散热主件孑L内，由于配合间隙小或有一点过盈量，而使两种金属紧密结合在一起。三个系列暖气片产品的重要区别是：通过热媒介质通道所使用的材料不一样，而散热主体、上下护盖全是
3、铝型材的，外表面用静电喷塑搞成各种颜色。2铝制暖气片型材断面设计应注意的问题21用宽展模挤压生产青铜峡铝业集团公司用在生产铝合金型材上的油压机最大公称吨为1600吨，所使用的挤压筒内径为q，170毫米。实际生产中相当一部分型材断面超出了此设备正常挤压模具范围。为此，较大断面铝型材是宽展模挤压生产出来的。几年过来宽展模生产的铝合金型材成功率还比较高。通过实践我们认为：一个型材断面的成功生产，首先要依据设备能力和工艺条件，还要从计算的挤压难度指数、挤压系数、型材断面的宽厚比、对称性等综合参数来确定。图1型材的宽厚比、对称性都比较好，容易生产。而图2所示型材的对称性较差，不容易生产。116 暖气片用
4、铝合金型材断面设计和生产之体会图1 图222提高模具使用寿命在不影响使用功能的情况下，修改型材断面，方便模具制造，提高模具使用寿命。设计型材断面时除按上条所述外，还需要考虑模具加工制造的方便和模具的使用寿命。铝型材的使用者有时不一定考虑的很细，所以对用户设计的断面图还是要认真审核的。几年中我们通过仔细了解铝型材的具体用途，与用户协商而改变了一些型材的断面，用户使用满意，我们也避免了一些损失。221案例1图3两圆孔连接筋间距用户来图设计为5mm，去掉壁厚2mm，中间孔为3mm40mm，模具舌头的强度很难保证。经协商后改为6mm40mm，见图4。此料成形很好，既满足了用户使用要求，模具使用寿命也增
5、加了。图3 图4222案例2图5断面是一种暖气片横水管的护盖，开口处仅为3mm，大头小细脖子。用800吨油压机生产挤压筒比压653N矗，生产时模具温度到500。C是正常生产条件。小细脖子的强度是不够的，为了不影响用户的使用功能，改为图6的断面，解决了小细脖子强度不够的问题。图5 图62008年中国铝型材挤压模具开发与应用研讨会论文集 1 17223案例3图7断面也是一种横水管的护盖。此种型材断面是用平模加工的，本身悬臂就比较大，3mm16ram处更是脆弱之处，经协商改为图8所示断面，既满足了用户的使用，也避免模具过早失效。卜I叫图7r一卜-叫图823模具设计时就要考虑型材出模孔时的方向挤压暖气
6、片用铝合金型材外轮廓壁厚都比较薄，一般为07mm09mm，也有厂家搞到05mmO6mmo挤出模孑L的温度都在500。C左右，这时的型材强度和硬度很低，只有经过强制风冷才能提高强度和硬度。所以出料台、步进料台、辊道等要使用软质耐高温材料，搬运中要轻拿轻放。除以上基本要求外，在模具设计时还要确定型材出模孔的方向。如图9、图10所示两种型材，假如旋转180出模孔，图9型材的圆弧面会凹陷，图10料的A面会出现划伤和凹坑。而图11所示型材如果不旋转90出模孔，几何形状就达不到设计要求。图9图11互图10图12118 暖气片用铝合金型材断面设计和生产之体会3 内孔质量和装配部位公差控制31全铝暖气片内孔质
7、量全铝制暖气片对内孔表面质量要求十分严格。决不容许有起皮、成层、划伤、气泡等缺陷。如果有以上缺陷，即使做了内防腐处理，在使用中也会发生因局部防腐达不到要求而产生过早腐蚀穿孔。为保证内孔表面质量，首先对原材料6063合金铸棒的要求高，铸棒不得有夹渣，其Fe含量15o，确保均热处理后其组织晶粒为一级。其次对模具的硬度、光洁度要有具体要求。模具在实际使用中每次上机生产不得超过3吨，每次下机都需氮化处理o32铜铝复合暖气片的配合铜铝复合暖气片的铜管是采用液压力涨到铝合金散热主件上的。对铝材内孔公差的控制很重要。铝材内孔小了，铜管穿的过程中容易变形(因铜管壁厚很薄，又是软状态)。铝材内孔过大，会使涨后的
8、铜管管壁更薄，且易在两金属问产生空隙，影响导热效果。因此，配合孔的公差小会降低暖气片生产厂的效率，公差大会影响暖气片的使用寿命和导热率。实践证明：铜管直径在t1925mm西18mm时，铝材配合孔直径公差在十02mm一+03mm较合适，圆度控制在01mm一02mm。33钢铝复合暖气片的配合钢铝复合暖气片是采用过度配合的形式。将钢管装入铝制散热件的孔内。由于铝制散热件是热挤压成型，冷拉伸矫直。孔径公差和直线度误差很难保证在要求范围内，加之铝材壁厚较薄，又不容许用大力将钢管往铝件上装配。为此钢铝复合暖气片的铝型材散热主件的配合孔均做成图12的形式。目的是当钢管插入比较紧时两个小耳朵发生微量弹性变形，
9、达到两种金属较紧密的结合。实践证明：孔的公差控制在一02mm一+01mm较合适。34双色暖气片配合双色暖气片铝型材组件：这种暖气片在全铝制、铜铝复合、钢铝复合上都有应用。其实质是将一个铝型材散热件分解成两件，在散热器生产厂经各道工序加工之后，两件喷塑成两种颜色，出厂前组合到一起。这样在同一组暖气片上便有了两种或多种颜色。此种铝型材组合如图13、图14。铝型材生产中为保证主件与附件配合的可靠性，首先要控制主件配合部位的公差。附件配合部位是正公差，要有足够的热处理硬度，靠弹性变形固定在主件上。2008年中国铝型材挤压模具开发与应用研讨会论文集 119图13主件几附件图14主件4结束语经实践探索，民用铝合金暖气片所用的铝合金型材，采用热挤压法生产还是能够达到使用要求的。随着市场需求的扩大，花色、品种的不断创新，必将对我们型材挤压生产带来新的挑战和机遇。
