曾翠婷

(中色科技股份有限公司 蘇州分公司，江蘇 蘇州 215026)

微通道鋁扁管是一種薄壁、多孔、扁管狀的1xxx系或3xxx系鋁型材，其截面如圖1所示，可作為微通道換熱器的零部件，目前在汽車空調(diào)系統(tǒng)上有強制使用要求，在空調(diào)、冰箱等領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。

微通道鋁扁管對鑄錠的加熱溫差、模具的設(shè)計制作以及生產(chǎn)過程中溫降等工藝要求非常高，生產(chǎn)難度大，技術(shù)含量高。目前，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)由于受設(shè)備、擠壓模具和生產(chǎn)技術(shù)的限制，產(chǎn)品質(zhì)量還不能與國外高端產(chǎn)品相比。本文對微通道鋁扁管的市場現(xiàn)狀及前景做了分析及預(yù)測，并對其生產(chǎn)工藝及關(guān)鍵技術(shù)進行了淺析。

1 市場前景分析

由于微通道鋁扁管壁薄、孔多，技術(shù)門檻高，十年前僅有日本、挪威、韓國等國家的幾個企業(yè)掌握關(guān)鍵生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)技術(shù)被國外企業(yè)壟斷，國內(nèi)的企業(yè)無法生產(chǎn)[1]。國內(nèi)汽車用空調(diào)換熱器生產(chǎn)廠家所需的微通道鋁扁管，只能通過進口，或者從國外廠家在中國投資的獨資子公司購買。

近十來年，部分國內(nèi)企業(yè)開始涉足該產(chǎn)品，目前國內(nèi)有能力生產(chǎn)微通道鋁扁管的內(nèi)資企業(yè)有浙江康盛、江蘇亞太、上海瑞斯樂、河南金龍、聊城萬合等。此外，國內(nèi)還有不少企業(yè)引進康風(Conform)連續(xù)擠壓機來制造微通道鋁扁管[2]，但擠壓原料盤圓鋁線桿表面的氧化物會導致成品內(nèi)部存在氧化夾雜物，所以產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，抗腐蝕性能不達標，達不到新車和中高檔汽車的標準，只能用來做低端汽車的維修替換件。目前全球微通道鋁扁管的產(chǎn)能約為8萬t，其中分布在國內(nèi)的產(chǎn)能約5.7萬t。

1.1 汽車領(lǐng)域

多孔微通道鋁扁管是生產(chǎn)微通道熱交換器的主要零件。據(jù)統(tǒng)計，汽車空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)用的微通道熱交換器使用多孔微通道鋁扁管為0.81.6kg/臺～1.6kg/臺，平均約1.05kg/臺[1]，按此計算，2019年我國新車上多孔微通道鋁扁管的使用量約為2.7萬t。除新車外，汽車維修領(lǐng)域也是重要需求市場，我國汽車的保有量2019年已經(jīng)達到2.6億輛，如果3%的汽車空調(diào)需要維修，則維修用鋁扁管用量約為0.8萬t。

通過對數(shù)線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，2003-2019年中國汽車產(chǎn)量與城鎮(zhèn)居民人均可支配收入呈對數(shù)相關(guān)(圖2)，R=0.978。若中國城鎮(zhèn)居民人均可支配收入保持6%以上的年增速，則2025年中國汽車將達到3490萬輛的產(chǎn)量，保有量可以增至3.6億輛，相應(yīng)的汽車空調(diào)用多孔微通道鋁扁管需求量可達到3.6萬t，維修汽車用鋁扁管約0.8萬t，總量達到4.4萬t。

1.2 民用空調(diào)領(lǐng)域

微通道換熱器在民用空調(diào)系統(tǒng)上的應(yīng)用晚于汽車多年。美國首先將微通道換熱器用在家用空調(diào)上，目前美國家用空調(diào)市場的微通道換熱器占有率約40%，日本、韓國約30%，但是在中國只有約5%[3]，可見國內(nèi)民用空調(diào)領(lǐng)域微通道換熱器的市場潛力較大。

近十年來，國內(nèi)主要空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)在努力探索和積極進行全鋁微通道換熱器空調(diào)的研發(fā)試制。目前，我國民用空調(diào)用微通道換熱器生產(chǎn)企業(yè)有7家(表1)。

表1 國內(nèi)主要民用空調(diào)微通道換熱器生產(chǎn)企業(yè)

通過一元線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，2003-2019年中國空調(diào)產(chǎn)量與城鎮(zhèn)居民人均可支配收入呈線性相關(guān)(圖3)，R=0.979。若我國城鎮(zhèn)居民人均可支配收入保持6%以上的年增速，則2025年國內(nèi)空調(diào)產(chǎn)量將達到2.8億臺，保守估算，按8%的空調(diào)使用微通道換熱器，則我國空調(diào)領(lǐng)域用多孔微通道鋁扁管需求量約為6.7萬t。

1.3 其他領(lǐng)域

微通道換熱器在我國空調(diào)領(lǐng)域占有率不算高，但其成功經(jīng)驗卻推動了微通道換熱器在其他領(lǐng)域的應(yīng)用迅速擴大。如在冰箱、冷柜、熱泵熱水器、干衣機、洗碗機等領(lǐng)域都可以采用微通道換熱器，微通道換熱器在這些領(lǐng)域應(yīng)用的市場一旦拓展開來，其市場潛力將會進一步擴大。

2 鋁扁管生產(chǎn)工藝

目前微通道鋁扁管有短鑄錠熱擠壓和盤鋁線桿連續(xù)擠壓兩種生產(chǎn)方式，圖4示意了兩種方式的工藝流程。熱擠壓法是目前國際上比較先進的工藝。熱擠壓工藝有多種出料方式，普遍的有一出一，一出二，一出四，一出六，隨著擠壓模具技術(shù)的進步，甚至可以做到一出八，但是一出六的出料方式成熟、可靠。

國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)，如山東萬和、無錫亞太、上海振興等多為一出四、一出二，而國外生產(chǎn)企業(yè)如挪威海德魯、合資企業(yè)如天津古河等多為一出六。目前實現(xiàn)一出八的擠出方式較少，海德魯在擠壓生產(chǎn)線的配置上預(yù)留了一出八的功能，但實際生產(chǎn)中還沒有應(yīng)用。熱擠壓法對熔鑄工藝、擠壓設(shè)備、模具制造以及擠壓工藝等要求都極高[4]，設(shè)備精密度也要求高，而且擠壓前鑄錠表面的氧化層先要車掉，因此成品率較低，只有約82%。

康風連續(xù)擠壓法由于投資少、技術(shù)門檻低，我國數(shù)十家企業(yè)都采用康風連續(xù)擠壓機來進行鋁扁管的生產(chǎn)。該工藝原料為連鑄連軋的盤圓鋁線桿，經(jīng)過連續(xù)擠壓機擠壓后再進行表面噴鋅。連續(xù)擠壓法擠壓前不用加熱，直接由盤鋁線桿連續(xù)擠壓成需要的微通道鋁扁管，生產(chǎn)效率高，成材率也較高，可達到90%，但產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，氣泡和劃傷等質(zhì)量缺陷比熱擠壓法要多。

3 鋁扁管生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)

微通道鋁扁管的生產(chǎn)技術(shù)涉及材料學、機械工程、自動化等多學科、多領(lǐng)域，整個生產(chǎn)過程不僅對這些領(lǐng)域的研發(fā)設(shè)計和實際生產(chǎn)經(jīng)驗要求高，還需要有多學科頂尖技術(shù)人才團隊融會貫通、綜合應(yīng)用及高度配合，才能生產(chǎn)出尺寸精度和氣密性要求都極高的微通道鋁扁管。因此，微通道鋁扁管生產(chǎn)不僅考驗設(shè)備水平，還考驗整個技術(shù)團隊的配合水平，技術(shù)含量高，生產(chǎn)難度非常高。

國內(nèi)微通道鋁扁管生產(chǎn)企業(yè)為獲得合格產(chǎn)品以及良好的市場競爭能力，除配置相應(yīng)裝機水平的生產(chǎn)線設(shè)備，還需掌握以下關(guān)鍵技術(shù)。

(1)等溫、等速擠壓。擠壓工藝的關(guān)鍵技術(shù)包括，擠壓筒等溫加熱及勻速擠壓技術(shù)，鑄錠梯度加熱技術(shù)，一出多單模多點精密溫控技術(shù)，多支產(chǎn)品同步收卷控制技術(shù)等。

(2)在線表面噴鋅工藝。包括，在線噴鋅及控制技術(shù)，在線檢測、缺陷標記及控制反饋技術(shù)，鋁盤管的開卷、矯直和無屑鋸切技術(shù)等。

(3)模具制造工藝必須具備對尺寸精度要求高、耐磨、耐熱擠壓模具的開發(fā)和制造技術(shù)。

4 結(jié)語

(1)隨著我國工業(yè)快速發(fā)展以及微通道換熱器在汽車空調(diào)、民用空調(diào)、冰箱等領(lǐng)域應(yīng)用的擴大，微通道鋁扁管的市場前景將非常廣闊，預(yù)計到2025年，國內(nèi)各領(lǐng)域?qū)Χ嗫孜⑼ǖ冷X扁管的需求量將達到12萬t。

(2)微通道鋁扁管生產(chǎn)有鑄錠熱擠壓和盤鋁線桿連續(xù)擠壓兩種方式。熱擠壓產(chǎn)品質(zhì)量高，對熔煉鑄造技術(shù)、模具技術(shù)、擠壓設(shè)備和擠壓技術(shù)等要求非常高，設(shè)備投資高；連續(xù)擠壓生產(chǎn)技術(shù)簡單，流程短，且設(shè)備投資成本低，但產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。

(3)微通道鋁扁管生產(chǎn)必須掌握三大關(guān)鍵技術(shù)，擠壓過程擠壓筒等溫加熱及等速擠壓技術(shù)，在線噴鋅及檢測技術(shù)以及高精度擠壓模具開發(fā)和制造技術(shù)。