管材向着轻量化、高强度、高韧性和低消耗发展,出现了新材料、不同截面形状和规格尺寸管材。紫铜具有良好的导热性﹑导电性,优秀的延展性和耐蚀性,因此,空调制冷行业普遍使用铜管。管材弯曲加工成形是一个非线性多因素耦合的复杂过程,加工时容易出现内侧起皱、外侧弯裂、截面椭圆化和回弹缺陷。除弯曲工艺外,铜管自身的状态(如硬度大小、壁厚均匀性和各向异性等)也是引发弯曲缺陷出现的原因。为实现小弯头管的稳定弯曲成形,从铜管的盘拉、退火、绕弯三方面进行了研究。首先,对铜管盘拉工艺进行优化,并分析了铜管组织演变规律;其次,分析了盘拉铜管退火组织及性能的变化规律;最后,对小弯头管绕弯成形进行数值模拟,分析了工艺参数对管材成形的应力、应变、壁厚和截面形状的影响规律。铜管盘拉成形研究表明:采用ZBL法制定的盘拉工艺,其道次的延伸系数分配更均匀且符合塑性加工规律;盘拉组织沿拉伸方向呈纤维状,并随盘拉的继续纤维变细;盘拉时稳定存在有高斯织构、铜型织构和过渡S织构,而{135}型织构、立方织构和再结晶织构盘拉时不稳定,逐渐向稳定型织构转换;盘拉过程中铜管硬度变化情况和不稳定型织构变化情况一致,硬度与织构分布存在密切联系。铜管的退火研究发现:铜管在460℃/30min退火时就已经发生再结晶;相同退火时间条件下,退火温度的升高将导致铜管的抗拉强度和塑性降低;同一退火温度,延长退火时间对材料抗拉强度影响不大,延伸率随时间延长有所上升;退火温度对铜管性能的影响更为显著;退火后管材存在孪晶织构、过渡Q和R型织构和不稳定的立方织构的织构。绕弯模拟及分析工作表明:小弯头管弯曲时应选择芯棒直径为5.90mm,芯棒伸出量为-2.5mm较为合适;弯曲芯棒伸出量是影响管材的壁厚的主要影响因素,芯棒伸出量值越大时,管材外侧减薄越大,内侧管壁出现弯曲褶皱的情况越严重,而芯棒大小对管材成形质量的影响较小;材料种类和管材壁厚大小对弯曲成形质量几乎没有影响。最终,通过上述实验研究,生产了优良品质的小弯头管。