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      型材散熱器型材的擠壓技術(shù)

      發(fā)布時(shí)間:2018.06.22 新聞來(lái)源:鎮(zhèn)江亞飛電子散熱器有限公司 瀏覽次數(shù):

        鋁合金因質(zhì)輕美觀、良好的導(dǎo)熱性和易加工成復(fù)雜的形狀,被廣泛地用于散熱器材上。鋁合金型材散熱器型材主要有三種類型:扁寬形,梳子形或魚(yú)刺形;圓形或橢圓圓形外面散熱片呈放射狀;樹(shù)枝形。如圖1所示。它們的共同特點(diǎn)是:散熱片之間距離短,相鄰兩散熱片之間形成一個(gè)槽形,其深寬比很大;壁厚差大,一般散熱片薄,而其根部的底板厚度大。因此給散熱型材的模具設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)帶來(lái)很大的難度。
        型材散熱器有一部分尺寸較小、形狀對(duì)稱的產(chǎn)品比較容易生產(chǎn),大部分散熱器型材扁寬形,外形尺寸較大,有的不對(duì)稱,散熱片之間的槽形深寬比很大,其生產(chǎn)難度較大。需要從鑄錠、模具、擠壓工藝幾方面配合,才能順利生產(chǎn)出散熱器型材。擠壓型材散熱器用的合金必須具有良好的可擠壓性和導(dǎo)熱性,一般用的有1A30、1035和6063等合金。目前普遍使用較多的是6063合金,因?yàn)樗擞辛己玫目蓴D壓性、導(dǎo)熱性外,還有較好的力學(xué)性能。
        鋁合金散熱器型材的生產(chǎn)要從鑄錠的質(zhì)量、模具的材質(zhì)和設(shè)計(jì)、減少擠壓力以及擠壓工藝等方面著手。
        1、鑄錠的質(zhì)量要求
        鑄錠的合金成分要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量,保證合金萬(wàn)分的純潔度。對(duì)于6063合金要控制Fe、Mg、Si的含量。Fe的含量應(yīng)小于0.2%,Mg、Si的含量一般都控制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的下限,Mg含量0.45%——0.55%,Si含量0.25%——0.35%。鑄錠要經(jīng)過(guò)充分的均勻化處理,使鑄錠的組織、性能均勻一致。
        鑄錠的表面要光滑,不允許有偏析瘤或粘有沙泥。鑄錠的端面要平整,不能切成臺(tái)階狀或切斜度太大(切斜度應(yīng)在3㎜以內(nèi))。因?yàn)榕_(tái)階狀或切斜度太大,用平面模擠壓散熱型材時(shí),如果沒(méi)有設(shè)計(jì)導(dǎo)流樫,鑄錠直接碰到模具,由于鑄錠端面不平,出現(xiàn)有的地方先接觸模具,產(chǎn)生應(yīng)力集中,易把模具的齒形擠斷,或造成出料的先后不一,容易產(chǎn)生堵;驍D壓成型不好的現(xiàn)象。
        2、對(duì)模具的要求
        因?yàn)樯崞餍筒牡哪>叨际窃S多細(xì)長(zhǎng)的齒,要承受很大的擠壓力,每個(gè)齒都要有很高的強(qiáng)度和韌性,如果彼此之間的性能有很大的差異,就容易使強(qiáng)度或韌性差的那些齒產(chǎn)生斷裂。因此模具鋼材的質(zhì)量必須可靠,最好使用質(zhì)量可靠的廠家生產(chǎn)的H13鋼材,或選用優(yōu)質(zhì)的進(jìn)口鋼材。模具的熱處理十分重要,要用真空加熱淬火,最好采用高壓純氮淬火,可以保證淬火后模具的各部分性能均勻。淬火后要采取三次回火,使模具的硬度保證在HRC48——52的前提下,具有足夠的韌性。這是防止模具斷齒的重要條件。
        散熱器型材要能順利擠壓成功,關(guān)鍵是模具的設(shè)計(jì)要合理,制造要精確。一般盡量避免鑄錠直接擠壓到模具工作帶上。對(duì)于扁寬的梳形散熱器型材,設(shè)計(jì)一個(gè)中間較小、兩邊較大的導(dǎo)流模,使金屬往兩邊流,減少模具工作帶上的擠壓力,而且使其壓力分布均勻。由于散熱器型材斷面的壁厚差大,設(shè)計(jì)模具工作帶時(shí)要相應(yīng)保持它們的差別,即壁厚大的地方工作帶要特別加大,可以大到20mm——30mm,而齒尖的位置要突破常規(guī),把工作帶減到最小?傊WC金屬在各處流動(dòng)的均勻性。對(duì)于扁寬形散熱器,為保證模具有一定的剛度,模具的厚度要適當(dāng)增加。厚度增加量約30%——60%。模具的制作也要十分精細(xì),空刀要做到上下、左右、中間保持對(duì)稱,齒與齒之間的加工誤差要小于0.05mm,加工誤差大容易產(chǎn)生偏齒,即散熱片的厚薄不均勻,甚至?xí)a(chǎn)生斷齒的現(xiàn)象。
        對(duì)于設(shè)計(jì)比較成熟的斷面,用嵌鑲合金鋼模具也是一個(gè)較好的方法,因?yàn)楹辖痄撃>哂休^好的剛性和耐磨性,不易產(chǎn)生變形,有利于散熱器型材的成形。
        3、減少擠壓力
        為了防止模具斷齒應(yīng)盡量減少擠壓力,而擠壓力與鑄錠的長(zhǎng)、合金變形抗力的大小、鑄錠的狀態(tài)、變形程度的大小等因素有關(guān)。因此擠壓散熱鋁型材的鑄棒不宜太長(zhǎng),約為正常鑄棒長(zhǎng)度的(0.6——0.85倍)。特別是在試模和擠壓第一根鑄棒時(shí),為確保能順利生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品,最好用更短的鑄棒,即正常鑄棒長(zhǎng)度(0.4——0.6)倍的鑄棒來(lái)試模。
        對(duì)于形狀復(fù)雜的散熱大喊型材斷面,除了縮短鑄棒的長(zhǎng)度外,還可考慮用純鋁短鑄做第一次試擠壓,試擠成功后再用正常鑄錠進(jìn)行擠壓生產(chǎn)。
        鑄錠均勻化退火不僅可以使組織和性能均勻,而且可以提高擠壓性能和降低擠壓力,所以要求鑄錠必須均勻化退火。至于變形程度的影響,由于散熱器型材的斷面積一般都比較大,擠壓系數(shù)一般在40以內(nèi),因此其影響較小。
        4、擠壓工藝
        散熱器型材生產(chǎn)的關(guān)鍵是擠壓模具的第一次試模,有條件的話,可以先在電腦上做模擬試驗(yàn),看模具設(shè)計(jì)的工作帶是否合理,然后在擠壓機(jī)上試模。第一次試模十分重要,操作手要讓主柱塞前進(jìn)上壓時(shí)在低于8MPa的低壓力下慢速前進(jìn),最好有人用電筒光線照看模具出口處,等擠壓模具的每一個(gè)散熱片都均勻擠壓模孔后,才能逐漸加壓加速進(jìn)行擠壓。試模成功后繼續(xù)擠壓時(shí),應(yīng)注意控制好擠壓速度,做到平穩(wěn)操作。生產(chǎn)散熱器型材時(shí)應(yīng)注意模具的加熱溫度,要使模具溫度與鑄錠溫度相近。若溫差太大,由于上壓時(shí)擠壓速度慢,會(huì)使金屬溫度下降,易產(chǎn)生堵模或流速不均勻的現(xiàn)象。
        型材散熱器擠壓工藝參數(shù)見(jiàn)表1。
        表1  散熱器型材擠壓工藝參數(shù)
        --------------------------------------------------------------------------------------------------
        合  金   鑄錠溫度/℃   擠壓筒溫度/℃   模具溫度/℃   擠壓系數(shù)   擠壓速度min-1
        1035,1A30  400——470   400——440    400——460    20——60   15——50
        6063     500——520   400——450    480——500    5——40    10——30
        --------------------------------------------------------------------------------------------------
        5、結(jié)束語(yǔ)型材散熱器的擠壓技術(shù)除與上面因素有關(guān)外,還與擠壓機(jī)的能力和水平、后部設(shè)備的自動(dòng)化程度、工人的操作技巧等有關(guān),不同的散熱型材斷面應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)采取相應(yīng)的措施,不能一概而論。

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