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1、河南机电高等专科学校毕业设计1第一章 概论深秋十月，各个大学的招聘会相继召开，我离开了大学的校门，觉得自己像只第一 次展翅的鸟，在碧海蓝天中盘旋，寻找自己的出路。当我第一次看到金龙的招聘启事的 时候，心中微微一震，其实从很早的时候金龙就是我梦寐以求的选择，终于在我充分的 准备下功夫不负有心人，经过紧张的初试，复试和面试，踏上了实现梦想的第一步，开 使了在金龙实习的生活。当我第一次跨进金龙的大门时,心里不得不佩服李总的才干和领导能力,记得在前几年 我路过这里的时候,苍凉的景象还历历在目,而如今科技大楼的建筑宏伟,厂区的环境优雅,厂 房机器的隆隆运行,师傅们忙碌身影,运货卡车频繁的进出,充斥着我的
2、大脑.那个时候我 就感觉这里将是我实现梦想的舞台.在公司实习的 4 个月来，我实习了铜管加工的每个工序，学到了许多新的知识。在本 毕业论文中，我将详细的介绍公司的情况及产品并深入总结铜管从铜板到成品的每个工 序的原理和加工过程以及注意的问题。1.1 公司简介、历史及产品介绍1.1.1 公司简介金龙集团总部位于中国河南省新乡市，占地 106 万平方米，在上海、山东、无锡、珠海等地建有十个子公司，在美国、日本、欧洲、香港设有直销公司。拥有中国科学院精密铜管工程研究中心、国家级博士后科研工作站和河南省新能源材料工程研究中心和一个省级企业技术中心。总资产 30 亿元人民币，员工近 5000 人，其中各
3、类专业技术人员 1600 多人。现已拥有铜管年生产能力 22 万吨，其中，内螺纹铜管 15 万吨。2004 年集团公司完成总销量 10.14 万吨，销售收入 36 亿元,出口创汇近 1 亿美元，规模扩张势头迅猛。2005 年计划销售收入 50 亿元，出口创汇 1.5 亿美元。集团公司拥有中日合资上海龙阳精密复合铜管有限公司、珠海龙丰精密铜管有限公司、江苏龙太精密铜管有限公司、中日合资新乡金乡精密管件有限公司、无锡金龙川村精管有限公司、中科院精密铜管工程研究中心、中科院新乡科学仪器研制中心、山东龙口市新龙铜管厂和中科金龙金属材料开发有限公司等 30 多个子公司。金龙集团是中国最具实力的精密铜管材
4、科研开发与技术创新基地和世界最大的精密铜管生产企业。自 1994 年开始制造空调与制冷用精密铜管以来，一直致力于向客户奉献技术精湛、性能优良、成本低廉的 ACR 铜管、高效传热铜管、铜水管及各类精密铜管件，河南机电高等专科学校毕业设计2并在动力型高性能锂离子电池及其关键材料（锰酸锂、隔膜等）的开发与产业化应用方面取得突出业绩。在公司董事长李长杰的领导下，以“尊重、学习、创新、超越”和“理解、支持、忠诚、团结”为理念，不仅注重以先进工艺、精良的装备、高素质员工、和谐的企业文化、现代化的管理、国际化的营销理念制造着铜管和以优质的服务和信誉赢得国内外市场，而且时刻注视着管内“流体”的高效传输，以薄壁
5、、细径化、内外表面齿形翅片多样化、高精度、高性能、高清洁度、高效传热的研发和创新引导并推动空调与制冷行业、建筑供水、气管道业的技术进步，以绿色环保和高效能推动新能源工业的迅猛发展，向人们的生活和广泛的工业领域提供我们的名牌精品“鲸龙”铜管， “鲸龙”电池和“格瑞恩”新能源材料。1.2 金龙公司的主要产品金龙公司的主要产品1.2.2.1 内螺纹铜盘管用于空调机、组装式空调机组、护士中央空调、展示柜等内螺纹铜盘管是金龙集团的主导产品之一，该产品具有组织均匀致密、尺寸精度高、齿型规范完整、内腔残留物低等特点，内表面积比同规格光面铜管增大 65100%，传热系数高于同规格光管 1.82.0倍，广泛用于
6、空调与制冷行业，适应空调机向高效节能、环保、健康发展趋势。目前公司内螺纹铜盘管的年产能力为 15 万吨/年，产品外径 415.88mm。图 1-2-11.2.2.2 高精度光面铜盘管用于空调机、组装式空调机组、冰箱、冷柜等设备高精度光面铜盘管是金龙集团的主导产品之一，该产品具有内外表面高清洁、超光亮、组织均匀致密、尺寸精度高、换热效率高、易焊接、耐腐蚀、使用成型性好等优点，主要技术指标符合日本 JIS H3300 和美国 ASTMB280 标准要求，广泛用于空调制冷及热交换器行业。产品外径河南机电高等专科学校毕业设计33.828.57 mm，年产能力 22 万吨/年。图 1-2-21.2.2.
7、3 蚊香型盘管 主要用于空调机组的连接配管等蚊香型盘管不仅有光管的优点，同时便于包装、运输，主要用于空调机组的连接配管等。产品外径 4.019.05 mm，年产能力 1 万吨/年。图 1-2-31.2.2.4 直条管及铜水管用于空调制冷行业及建筑用水气管道 直条管及铜水管主要用于空调制冷行业及建筑用水气管道。产品外径 6.0108 mm ，年产能力 4 万吨/年。图 1-2-41.2.2.5 翅片高效管 冷冻空调机组、吸收式冷冻机组等集中式中央空调机组外翅片铜管是金龙集团在引 进、消化的基础上，经过自主创新，开发的一类中央空调用高效传热管，主要用于冷冻 空调机组和吸收式冷冻机组，该产品有高效蒸
8、发管、高效冷凝管、波纹管、麻面管、花河南机电高等专科学校毕业设计4瓣管、螺旋管等多种形式。常用产品外径 15.88 和 19.05 mm，年产能力 2 万吨/年。图 1-2-51.2.2.6 铜合金管广泛用于电力、造船、盐化工、中央空调、水处理等所需冷凝管铜合金管具有良好的抗腐蚀能力和较高的强度，广泛地应用于发电用管式热交换器、船舶冷凝器、供水加热器、蒸馏器、油冷却器及水处理装置用热交换器等工业。产品外径 6108 mm，年产能力 5000 吨/年。图 1-2-6 1.2.2.7 管组件 空调机与建筑用水气管道铜管组件是专为空调机生产的一种空调机连接管件。主要产 品年产能力 20 万/年。图
9、1-2-71.2.2.8 铜毛细管河南机电高等专科学校毕业设计5用于冰箱、空调、热交换器、仪表、过滤器、储液器、Y 型接头配管部件等铜毛细管是由引进日本全套生产设备及成熟的生产工艺生产的一种高精度铜管，主要用于冰箱、空调、热交换器、仪表用的毛细管、过滤器、Y 型接头、配管部件和其它相关产品。产品外径 1.04.0 mm，年产能力 2000 吨/年。图 1-2-8河南机电高等专科学校毕业设计6第二章 内螺纹铜盘管的加工工艺2.1 内螺纹铜盘管内螺纹铜盘管图 2-12.2 翅片高效管翅片高效管河南机电高等专科学校毕业设计7第三章 熔铸工序 3.13.1 熔铸工序的原理及相关知识熔铸工序的原理及相关
10、知识3.1.1熔铸工序的原理金龙的铜管的熔铸属连续铸造，是将溶融的铜连续的浇入一种叫做结晶器的特制水冷的模具中，形成的铸件不断的从结晶器中拉出。铜液从溶化锅炉倒入保温炉，流入转浇杯，连续均匀地注入内结晶器与外结晶器的 间隙（管子壁厚）中，铜液在水冷却的内外结晶器的接触面间逐渐凝固或有一定的强度的硬壳，而内部的铜液尚处半凝固的状态，借助电子将成型的铜管以相应的速度从结晶器与外结晶器内拉出，拉到管子标准长度为止。3.1.2 熔铸工序的相关知识3.1.2.1 连续铸造的特点连续铸造与一般铸造方法相比，冷却迅速，晶粒细化，易于机械化自动化，生产效率很高，减轻了工人的劳动强度，免去了浇口和冒口，因而减低
11、了金属材料的消耗，还可以连铸连轧，减少了工序。3.1.2.2 纯铜的特点纯铜具有面心立方晶格，无同素异形转变，有良好的塑性。电极电位是正值（ CU+时+0.344）具有良好的耐腐蚀性3.1.2.3 连续铸造的性能凝固和收缩：铸件中表面一层层向内凝固，流动性好，易于补缩，体积收缩率大（4.5%）易于形成缩孔。氧化倾向：氧化倾向大，易产生“氢脆”采取了除气和脱氧措施。3.1.2.4 P P 对铜的影响P 溶于 固溶体，但溶解度很低， 、当 P 量超过固溶度极限时组织中析出CU3P，CU3P 与 相似为硬而脆的灰白色质点，它常与 ， 相形成二元或三元共晶体。能够提高金属的强度，降低抗拉强度和延伸。河
12、南机电高等专科学校毕业设计83.23.2 熔铸工序所掌握的技术要点熔铸工序所掌握的技术要点3.2.1 铜的性能和应用铜是人类最早使用的金属材料，至今也是应用最为广泛的金属材料之一。铜具有良好的导电、导热性、耐蚀性和可焊性；并具有高的塑性，可冷、热压力加工成管、棒、线、板、带等各种形状的半成品。工业上广泛应用于制作导电、导热、耐蚀的器材，铜也是制作各种铜合金的原材料。室外温下铜的大气中的氧化速度很慢，表面生成一层黑色的氧化性保护膜。温度高于130后，铜的氧化速度才开始增加。高温下铜的表面生成一层致密的红色氧化亚铜（Cu2O）膜。铜在许多介质中的化学稳定性很高。铜的晶体结构为面心立方晶格。它没有同
13、素异晶转变。3.2.2 杂质及微量元素对铜压力加工性能的影响铜中杂质的存在，不仅对使用性能有很大影响，而且对铜的工艺性能也有极为不利的作用。为了改善铜的性能，往往在铜中添加某些微量元素。纯铜中的杂质大致可以分为三类：固溶于铜的杂质及微量元素，如铁、铝、镍、锡、锌、银、镉、砷、锑、磷等；很少固溶于铜，并与铜形成易熔共晶的杂质，如铅和铋等；几乎不固溶于铜，并与铜形成熔点较高的脆性化合物的杂质，如硫和氧等。杂质元素对铜压力加工性能的影响，主要取决于铜与杂质元素的相互作用。当杂质元素固溶于铜时，一般影响不大，只是略为降低铜的塑性，而其强度、硬度和变形抗力则有所提高；若杂质元素与铜形成低熔点共晶时，则会
14、产生“热脆”；若杂质元素与铜形成脆性化合物分布于晶界时，则产生“冷脆”。铅（P b）基本上不溶解于铜（图 1） ，微量的铅与铜形成低熔点共晶组织（Cu+Pb） ，共晶温度为 326，这些共晶体最后结晶，集中在晶界上，呈网状、薄层状或点状分布（图2） 。当铜加热到 800950时，上述共晶体早已处于液态，使晶间的结合力大大削弱，锻造时容易沿着晶界开裂（热脆） 。所以铅含量一般限制在 0.005%0.05%。铋（Bi）的熔点为 271，Bi 与 Pb 一样，实际上不溶于 Cu 中，在 270与 Cu 生成低熔点共晶（Cu+Bi） （图 3） 。铋一般呈薄膜状分布在铜的晶界上（图 4） ，锻造时，薄
15、膜溶化而造成“热脆”。铋本身也是脆性相，使铜在冷态下也会变脆，所以，铋不但造成“热脆”也造成“冷脆”。比铅危害严重。铜中铋的极限含量应不大于 0.002%。氧和硫是与铜形成脆性化合物的元素。它们在固态铜中的溶解度极小，氧和铜化合成河南机电高等专科学校毕业设计9氧化亚铜（Cu2O） ，硫与铜形成硫化亚铜（Cu2S） ，两者分别以 Cu+Cu2O 和 Cu+Cu2S 的共晶体形式分布在铜的晶界上。这类共晶体的熔点较高，分别为 1065和 1067，在热加工温度下不会发生熔化，故当其含量较少时，不影响铜的热加工性能。但 Cu2O 和Cu2S 硬而脆，使冷变形产生困难，致使铜发生“冷脆”。不同含氧铜的
16、铸造高倍组织见图5 所示。图 1 Cu-Pb 相图 图 2 含 0.3%铅的铸铜高倍组织200图 3 Cu-Bi 相图 图 4 含 0.2%铋的铸铜高倍组织200此外，含氧铜在氢或还原气氛（CO，CH4）中加热时，会出现“氢病”。 “氢病”的本质是由于加热时，氢或还原性气氛易于渗入铜中与氧化铜中的氧化合而形成蒸气或二氧化碳气（Cu2O+H2=2Cu+H2O 或 Cu2O+CO=2Cu+CO2） ，产生很大的气体内压力，使铜发生显微裂纹，在随后变形时成为裂纹源。河南机电高等专科学校毕业设计10（a）含氧0.05%，共晶 Cu+Cu2O 沿晶界分布，150；（b）含氧 0.15%，晶粒间呈现共晶 Cu+Cu2O，150；（c）含氧 0.39%，Cu+Cu2O 共晶加黑色 Cu2O 小颗粒分布在亮的 Cu 基底上，150；（d）含氧 0.5%，初晶 Cu2O 加共晶 Cu+Cu2O，1503.3 熔铸设备的主要
