抗弯性紫铜管路冷加工强化技术的开发
合作区域: 国内
拟投入总金额: 141.0万元
所属地域: 定塘镇
技术领域: 工程与材料科学部
技术交易金额: 万元
截止日期: 2026-10-01
信息描述
研发背景:
主要内容:

紫铜(纯铜)因其优异的导电性、导热性、耐腐蚀性及良好的塑性加工性能,广泛应用于制冷、电力、化工等领域的管路系统中。然而,紫铜管在服役过程中常承受弯曲、振动等复杂力学载荷,其较低的强度和抗疲劳性能易导致变形或开裂,尤其在高压、高循环工况下更为突出。因此,提升紫铜管路的抗弯性能成为工程应用中的关键技术需求。传统紫铜管在反复弯曲或大曲率变形时易发生局部颈缩、褶皱甚至断裂,影响密封性和使用寿命。紫铜的层错能较高,冷变形过程中位错易交滑移,导致加工硬化效果有限,需通过优化工艺进一步强化。通过调整变形量、加工路径等参数,可定向调控强度与塑性的平衡。避免合金化可能带来的回收难题,符合绿色制造趋势。
技术难点:(1)紫铜初始硬度低,冷变形时易快速硬化,但过度变形会导致塑性骤降,引发裂纹。需精确控制每道次变形量,避免超过临界值导致晶粒畸变和微裂纹。(2)冷加工可提升强度(抗拉强度可达300~400MPa),但会牺牲延伸率(从40%降至10%以下),影响管路弯曲时的抗开裂性。冷加工易导致晶粒定向排列,使横向性能弱化,弯曲时易在外侧产生裂纹。(3)需通过多道次小变形量加工结合中间退火,但退火工艺不当易引发晶粒异常长大。高密度位错强化需避免局部应力集中,需配合均匀化处理(如超声振动辅助加工)。(4)紫铜弹性模量低,冷弯后回弹显著,需通过过弯补偿或模具修正(补偿角通常需增加5°~15°)。加工中易出现划伤、橘皮现象,需使用高光洁度模具及润滑剂。

前期研究开发基础:

现有的生产和研发的设备:
攻关目标:

主要指标: 环境控制: 室温(20-25℃);硬度提升:冷加工后HV可达80-110;再结晶退火:450-550℃×5-1h;弯曲半径与管径(D)的比值R/D≥3;冷却速度≤50℃/h,氧化层厚度≤5μm。

成果形式:

产品设计方案