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空调器翅片铝箔的技术及其应用

空调器是人类同大自然的博弈中物质文明的一个重要成果。人类无论上天还是入海,无论是要求恒温,还是高温或低温,空调器的角色是不可替代的。

世界上第一台空气调节系统由美国人威利斯·凯利于1902年设计,1928年第一代家用空调器诞生。上世纪六七十年代空调器首先在美国、日本等发达国家得到了发展和普及。

中国上世纪八十年代初开始工业规模生产空调器,九十年代以后开始了家用空调器的普及过程,空调器产业迅猛发展。空调器产量的迅速增加,对制造空调器散热翅片的铝箔产生了巨大市场需求,促进了空调器铝箔产品技术的不断发展。

空调器室内、室外机
空调箔是制造空调器热交换器翅片的专用材料,空调器散热片用铝箔简称空调箔,空调箔技术的发展伴随着空调器的需求而发展。空调器早期使用的铝箔就是铝箔的原始表面,称为素箔、光箔;为了改善空调箔的表面性能,在铝箔表面涂以某种涂料,成为涂层铝箔;涂以亲水性涂料的就称为亲水铝箔。

为了提高空调箔材料的性能,世界各国的相关铝加工企业都在进行技术研究。据了解,国外某铝业公司先后推出了.A30、.A50、A100、FM02、FK03、MF03等空调箔合金品种,以满足O状态、H22、H24、H26状态翅片冲床的不同成形要求。中国的空调箔合金系列也大致走过了1060、1050、1100、1200、3102、8011等几个合金牌号的研发过程。

1.空调箔的发展趋势

空调器作为一种现代商品,其品种、规格、型号和性能不断更新,翅片加工设备和方法不断改善,由此带动空调热交换器向小型化、薄壁化、高性能化和结构最优化方向发展。另一方面,空调器翅片成形设备的速度不断提高,已由200次/min提高到350次/min甚至是450次/min,每次进料由50mm/2孔提高到100mm/4孔,这自然对空调箔的力学性能、平直度和厚度均匀性提出了更高的要求。如最新研制成功的ECO翅片成形法,其特点是成形速度快,生产效率高,模具磨损小,对铝箔材料的性能要求极为严格,既要求高强度,又要达到高的伸长率和深冲性能指标。目前国内引进ECO成形法设备不断增多,代表了空调箔翅片成形法的发展趋势。

2.新空调箔的特性

当前,中国的空调箔生产方法有两种:一种是铸轧坯料法,另一种是热轧坯料法。这两种方法各有优势,通过调整合适的工艺参数,扬长避短,都可以生产出符合客户要求的空调箔产品。本研究发现,开发铸轧坯料均匀化退火工艺,可以大大提高空调箔的力学性能指标,用铸轧坯料可生产出通用性和综合性能良好的空调器用铝箔,能充分满足ECO法的高强度、高伸长率的成形性能要求。当然,除了研究专门的合金品种和热处理工艺外,确保坯料冶金质量,如坯料原始组织均匀性、合金熔体的洁净度也是关键所在。 开发的新空调箔合金含有一定量的Fe和Mn元素。添加Mn元素的目的是生成均匀弥散的MnAI6析出物来提高铝箔的极限深冲减薄率,防止翅片成形时产生边缘裂纹。Fe元素可降低Mn的偏析程度,并能细化再结晶晶粒,形成的FeAl3强化相有利于铝箔力学性能的提高。

传统的观点认为,铸轧坯料不宜用作空调箔产品,主要原因是铸轧坯料生产空调箔时,塑性不足,硬化速度快,导致空涮箔深冲性能不良。但近几年的技术研究和生产实践表明,选定适当的合金成分,优化生产工艺,用铸轧坯料同样能生产出满足客户要求的空调箔产品,而且I在变薄拉伸成形方法上还具有相当明显的优势。目前,我国用铸轧工艺生产的空调箔产品的市场份额不断增加,呈现强劲的发展态势。

空调器散热翅片
3. 空调箔的成型性能

新研究的空调箔除了满足最新ECO翅片成形法的要求外,还克服了以前铸轧坯料生产空调箔的缺点,在生产全退火(O)状态空调箔产品上取得突破,达到 了高深冲率、高延展性和高杯突值的效果,填补了铸轧坯料不能生产软(O)状态空调箔的空白。新空调箔能够满足O、H22、H24、H26各状态的性能要求,具有良好的通用性和兼容性。 目前,国内空调箔翅片成形设备多种多样,相应要求空调箔性能与之相适应,这给供应商和客户之间的生产经营带来诸多不便。因此提供一种能同时满足多种机型、综合性能良好的空调箔产品势在必行。客户试验表明,新空调箔能同时兼容H22和H26状态箔的性能要求,具有良好的综合性能。

4. 空调器翅片的成型方式

翅片的成型方式按凸缘的成型方法来区分,目前有简易、高凸缘、深冲、变薄拉深、深冲变薄拉深(DOF)和ECO法等。翅片冲床不一样,其成型方式不同,所用的空调箔材质也应不同。

家用空调的发展趋势是向小型化、高效化、节能化、绿色健康化。要求翅片变薄、翅片间距变小、成型速度加快,这些都要求翅片铝箔的材质由软变硬,强度提高,延伸率增加。

空调箔翅片成型方式

随着现代市场经济的发展,空调器市场的激烈竞争和利润空间的狭小化日趋明显,降低空调器的翅片铝箔的成本,提高成形效率是空调器厂商关注的重点。因此,研发薄型化和高性能化的空调铝箔新产品是空调箔技术进步的主要趋势。

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