国内多孔微通道扁管型材平行流铝扁管厂家帮推荐几个

瑞斯乐微通道多孔扁管技术先进性说明
上海瑞斯乐复合金属材料有限公司
微通道多孔扁管技术先进性说明&&
一、公司简介
&&&&上海瑞斯乐复合金属材料有限公司是一家专门从事铝合金型材及应用产品研发、设计、制造的高新技术企业。注重持续的技术创新,公司研制的新型铝合金材料及产品,所采用的新工艺、新技术和开发的新型生产设备都拥有自主知识产权。其中“内孔免切削变形铝合金电机壳”产品先后获得上海市科学技术进步奖三等奖、国家级火炬计划项目、上海市高新技术成果转化认定、上海市重点新产品、国家级重点新产品等多项荣誉证书。公司、产品、品牌等被认定为“上海市小巨人”、“上海名牌”、“上海市节能产品”、“上海市著名商标”。
&&&&&在科技开发方面,公司建立了研发中心,形成了“三室一科”的体制,设立了复合铝合金材料、模具制造开发、高性能铝合金产品三个专业工艺设计室和新产品开发科,每年确保以销售收入3%以上的金额作为研发投入。是目前在国内铝加工行业研发实力最强的技术团队。
二、微通道多孔扁管生产的国际国内现状
铝合金微通道扁管产品是一种薄壁多孔扁形管状材料,该产品主要应用于各种采用新型环保制冷剂的空调系统中,作为承载新型环保制冷剂的管道零部件,用它制作的平行流微通道热交换器,同传统的铜管穿管式和铝管蛇盘管式热交换器相比,它在同等制冷效率下,其能效可以平均提高30%以上,体积可以减少30%以上,材料重量可以减少约50%,制冷剂使用量可以减少30%以上,能够为空调行业建设节能和环境友好型社会做出杰出贡献,是适合于新型环保空调系统的最重要零部件材料之一&。
微通道扁管产品是铝加工产品的顶级产品,因此它生产技术一直掌握在少数国家的少数公司手里,而且对中国采取严格的技术封锁。目前粗略估计全球目前仅有10家公司,26条生产线生产该产品。如下表:
挤压机数量
扁管生产能力&吨/年
1/2圆管,1/2扁管
2、中国苏州
1/2圆管,1/2扁管
3、美国洛克莱奇
1/2圆管,1/2扁管
1/2圆管,1/2扁管
1/2圆管,1/2扁管
2、中国苏州
1、中国天津
1、中国上海
26条生产线
数据来源:瑞斯乐整理
中国境内目前有4家公司生产该产品,分别为挪威海德鲁、日本三菱、日本古河和瑞斯乐,前三家全部为外商独资企业的加工工厂,模具、装备与技术都来自境外母公司,且模具在运输使用过程中不允许打开,使用报废后全部敲碎,对中国实行技术封锁。而瑞斯乐的技术、装备、模具等都是自主创新研发,拥有自主知识产权,见附件一。&
三、瑞斯乐微通道多孔扁管生产的技术先进性
3.1&生产所需技术及生产流程
(1)微通道扁管产品的生产涉及众多高难技术,瑞斯乐通过这些年的摸索尝试,不断研发,攻克了一项项技术门槛,最终形成自己的独特的工艺技术以及Know-how,这些技术主要体现在:
&&&&①、挤压机模筒恒温加热、等速挤压技术,铸棒的梯度加热技术;
&&&&②、多微孔超薄壁热挤压模具设计和加工技术;
&&&&③、模具内壁耐磨、耐热和超润滑表面处理技术;
&&&&④、单台多支共挤模具多点温度精密控制技术;
&&&&⑤、在线喷锌及控制技术;
&&&&⑥、在线检测、缺陷标记和控制反馈技术;
&&&&⑦、单台多支产品收排卷装置和同步控制技术;
⑧、产品开卷、精整、矫直和无屑切割技术等。
3.2&原料方面
(1)铝棒原料配方的研制
&&&&微通道扁管产品的壁厚只有0.3mm,最薄的地方只有0.15mm,扣除下公差0.08mm,所以极限的壁厚仅0.07mm,对如此精密、纤细的铝合金产品,如果铸棒材料纯净度和含氢量达不到要求的话,只要有一个很细微的气孔或者夹杂物,都会使平行流扁管的薄壁产生泄漏,因此对原料(铝棒)的质量要求是极高的。国内一般用铝棒的氢含量一般为0.2mL/100g,而本产品需要的铝棒的氢含量要求控制在0.09~0.13mL/100g。
&&&&&不仅如此,因为微通道扁管应用于家用空调时需要更长的使用保障寿命,这就要求它在耐腐蚀和防泄漏方面达到更高的水平。因此我们研制出来具备优良防锈功能的防锈铝(3R03),运用这种配方生产出的微通道扁管产品耐腐蚀性能更强,所能承受的爆破压力可以达到300MP以上,可以更有效防止泄露。
这种配方的原料添加了锰和稀土等微量金属,其中锰含量为0.9-1.1%,因此这种配方的铝棒质地较硬,加工难度较大,需要对挤压工艺进行改进,目前除了瑞斯乐能运用该配方的原料生产外,其他厂家都还不具备使用该种原料的条件,他们的原料是高纯净铝棒,而高纯净铝棒的耐腐蚀性能与3R03铝棒相比,有较大的不足。
(2)辅料原料配方的研制
微通道扁管产品表面需要喷锌或涂覆一层钎料,可以提高产品的抗腐蚀性能,因此我们研制出了自粘结高效复合钎料配方(含氟混合钎剂、硅粉钎料、锌粉防腐剂、丙烯酸树脂胶黏剂等)。
3.3团队技术能力方面
&&&微通道扁管产品生产工艺是涉及多学科、多领域工业技术的综合体现,不仅需要有多年该领域的生产设计经验,更需要具备拥有多学科顶尖技术人才团队和对各学科技术融会贯通的能力。
(1)模具设计和加工技术能力
&&&主要表现为极低的挤压突破力和极高的尺寸精度及特殊的成型能力的热挤压模具的设计、制造技术,和耐磨、耐热、超润滑技术的充分应用等。
(2)挤压工艺控制技术能力
&&&主要表现为多微孔超薄壁均衡挤压、热能消除及保持所有环节不产生产品变形的因素的技术
(3)设备综合使用调试能力
&&&主要表现为按照产品生产的要求对各种设备的选择、改造、调试和组合的能力
(4)紧急事件处理能力
&&&主要表现为对生产过程中出现的各类问题能力及时发现根源并找出解决办法
3.4&技术工艺方面
&&&&微通道扁管产品由于技术含量高、生产难度极大,技术工艺上主要体现在以下六个方面:
(1)超大挤压比的一次成型热挤压工艺
&&&&微通道扁管产品(见下图)是目前断面最小的铝合金管材之一,它的断面积为0.16&c&左右,众所周知,传统的细管生产工艺过程都是先热挤压出大尺寸的管坯,再通过多道冷拔的方式一道一道拔细,但是平行流扁管有5~14&个以上的小扁孔,这就使冷拔的方式完全行不通,必须用热挤压的方式一次挤压成形,这就带来了挤压比的技术难题。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&瑞斯乐微通道扁管产品图纸
&&&&&挤压比是指材料热挤压前的断面积同挤压后的断面积之间的比例,一般情况下在15~50倍,比如挤压前的铸棒是0.5m,挤压后变成25m,则挤压比就是50倍。如果挤压比大于50倍的,一般情况下就会多孔挤压,因而热挤压的型材一般都是条状交货,但平行流铝扁管的挤压比要达到500倍以上,是铝挤压极限工艺的10倍多,这样大的挤压比,如果铸棒的长度为1m,则挤出后的制品应为500m,因此就无法用条状方式来生产了,必须把它盘卷起来。
由于生产上存在这样大的超常规挤压比,所以对工艺控制、加热温差、模具的进料口、料道、焊合腔、定径带的设计等等,都是有非常高的技术要求的,因此如果不具有多年专门试制如此高挤压比产品的经验积累是不可能成功的。
在自主创新的过程中,瑞斯乐将摸索到的宝贵经验以及在模具上面的独特见解形成为一项项专利,如铝型材热挤压分流组合模具结构、可膨胀式快速装卸挤压头、一模多支共挤压模具等。
(2)超高尺寸精度的控制工艺
&&&&对照GB/T&3《铝及铝合金热挤压管》和本文上图所示,可以看到微通道扁管产品尺寸精度对比常规的热挤压产品来说是相当高的,这对于普通的铝合金型材厂来说无疑是不可想象的,而瑞斯乐由于具备多年的生产经验,对诸如±0.03mm&之类的尺寸公差完全有能力做得到。
(3)产品高气密性生产控制检测工艺
由于在汽车制造行业,产品的缺陷水平是以ppm(即百万分之几)来衡量的,一套微通道热交换器大约有50支平行流扁管,只要其中有一个缺陷(如气孔、夹杂等),则整个空调器就有可能报废,所以对微通道扁管产品的质量要求非常高,一件铸棒所生产的微通道扁管产品有近500米的长度,按55m/min&的挤压速度计算,大约需要9分钟,这期间必须保证生产线工艺技术绝对稳定可靠,如模具强度、铸棒温度、设备压力、收盘卷速度等等,一般的铝合金型材厂根本达不到这样的质量水平。
在这个过程中我们自主创新形成的专利有:多孔微通道扁管气密接头装置、用于慢走线切割机的夹具、无屑切割装置等。
(4)表面处理工艺
如前所述,由于微通道扁管产品的壁厚很薄,在内有制冷剂介质,外有大气腐蚀的工况条件下,很容易因点腐蚀作用而产生泄漏。对此,必须在其外表面喷上薄薄的一层锌(通常锌层喷涂量为:10.5g/)或涂覆一层钎料,其作用原理是改变其电极电位,让表面的锌起到“牺牲阳极”的作用,从而保护微通道扁管内壁不发生腐蚀。由于微通道扁管尺寸要求非常精密,而且对与喷锌层的结合界面要求也非常高,因此我们找到了一家日本喷锌机公司,解决了喷锌问题,同时我们与北京有色金属研究院共同研制了钎料,解决了钎料问题。
在这个过程中,我们研制形成的专利有:多孔微通道扁管的双面涂布设备及表面处理装置、铝合金多孔微通道扁管的表面处理方法及装置等。
(5)在线探伤和检测工艺
正是由于微通道扁管产品的技术难度大、难点多,在生产过程中往往就难免会出现一些质量缺陷,对此如何在生产线上发现瑕疵,并及时检出(标记)有缺陷的产品,这就对微通道扁管产品的生产过程能否正常运行,起到极为关键的作用。
&&&&在这个过程中我们形成的专利有:多孔铝扁管精整装置等。
3.5&国内外厂家设备及原料方面对比&&&
台湾和中国
美特金(英)
KVKEN(日)
KVKEN(日)
出6支(8支)
1800吨出4支
3600吨出8支
2200吨出6支
铝棒原料牌号
31104,3R03
&&&&数据来源:瑞斯乐整理
国外生产厂家设备多为英国或日本进口,价格不菲,且维修、保养、改造的成本极高,原料方面多从加拿大、土耳其、美国等国家进口,价格高昂且需要较高的关税。
我们的设备前期也多是进口为主,进口后扶植了一批设备厂商对生产线设备进行国产化改造,目前已全面实现了设备国产化的改造,能够达甚至超过到国外厂商的设备水平,一条生产线的成本不足国外厂商的5分之一。而且,我们的设备和生产线可以随时升级换代,并且以较低的成本快速复制扩张,以更加适应国内的市场竞争。
在原料方面,我们培养了5-10家铝棒厂家,帮助他们改造工艺,提升铝棒品质,与其签订保密协议,让他们按照我们的配方为我们提供铝棒,因为国外厂商的设备很难改造,所以他们无法使用这些铝棒生产出合格的微通道扁管产品。
3.6&瑞斯乐在生产方面与竞争对手的对比分析
均有境外母公司的背景
当工艺、技术、模具、设备发生问题时均能获得母公司海外来人进行支持
均能由母公司派员进行改进、改造等
完全靠自己
均能由母公司派员来进行调整改进
完全靠自己
开发新产品
由母公司开发后移植中国
由自己开发
由母公司设计制造,模具的设计制造者非使用者
由自己设计制造,模具的设计制造者即使用者
新规格交样
约2个月及以上
规格少,常用的简单规格,50种以内
规格多达200多种,规格难度高
数据来源:瑞斯乐整理
3.7瑞斯乐在产品性能方面与竞争对手的对比
&(1)下游客户空调国际(上海)有限公司2009年10月将我们的产品与国际同行的产品性能进行的对比试验,试验结果显示我们的扁管在同等条件下冷媒阻力(流阻)、进风阻力(风阻)均小于同行的产品,即意味着我们的产品在换热效率更高,性能更好。
(2)2011年我们将从客户那里获取到的同行的产品与我们的产品进行表面涂层影像分析,结果显示瑞斯乐的产品表面喷锌层光洁、细致、颗粒分布均匀,同行的微通道扁管产品表面乌黑、颗粒分布不均、多处存在未喷到锌的地方。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&上图:&瑞斯乐微通道扁管产品表面影像图&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&下图:&同行微通道扁管产品表面影像图&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
3.8&客户方面的对比
目前汽车空调行业正在进行剧烈的洗牌,下游汽车厂商每年降价5%-15%,并将成本压力转移给上游供应商,微通道扁管作为汽车空调的关键原材料,无疑会受到这样的降价压力。而国外的微通道扁管厂家因为原材料成本高、设备生产线的投入大、人工等的成本高,不会有较大的议价空间,而我们在这方面具备更多优势,我们将定价低于他们10%-15%,这样一来,全球主要汽车空调厂商都弃他们而去,纷纷找上门来与我们合作。
四、社会效益
&&&&通过本项目的实施,瑞斯乐形成了整套的产品标准,目前作为主编单位正在主编该类产品的两个国家标准。
TC243/SC1()
空调器热交换器用铝合金多孔扁管型材第一部分:微通道扁管
上海瑞斯乐复合金属材料有限公司、金龙精密铜管集团股份有限公司、山东聊城万合工业制造有限公司、苏州菱富铝业有限公司、吉安金贝尔有色合金加工有限公司等
空调器热交换器用铝合金多孔扁管型材第二部分:普通型扁管
上海瑞斯乐复合金属材料有限公司、金龙精密铜管集团股份有限公司、南平铝业有限公司、吉安金贝尔有色合金加工有限公司等
数据来源:《3》
&&&&&微通道扁管产品作为家用、商用、汽车空调的的核心材料,对于加速专用铝合金材料的研究、开发和规模生产具有积极的促进作用,该项目的实施能进一步推动我国铝合金深加工行业技术进步,提高我国铝加工技术水平,缩短与发达国家差距,替代进口的同时,对我国提高微通道空调换热器制造核心技术的国产化率,加快有色加工行业结构调整与提升,缩小与发达国家的技术差距,变资源优势为经济优势,具有积极的意义。&&&
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