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淺談鋁散熱器的熱擠壓技術

2021-09-03 10:40:25

散熱器型材的生產要從鑄錠的質量、模具的材質和設計、減少擠壓力以及鋁型材擠壓工藝等方面著手。鋁合金因質輕美觀、工業鋁材鋁型材良好的導熱性和易加工成復雜的形狀,被廣泛地用于生產鋁型材散熱器材上。鋁合金散熱器材主要有三種類型:扁寬形,梳子形或魚刺形;圓形或橢圓圓形外面散熱片呈放射狀;樹枝形。如圖1所示。它們的共同特點是:散熱片之間距離短,相鄰兩散熱片之間形成一個槽形,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計、制造和生產帶來很大的難度。


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1、鑄錠的質量要求。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,不能切成臺階狀或切斜度太大(切斜度應在3㎜以內)。因為臺階狀或切斜度太大,用平面模擠壓散熱型材時,如果沒有設計導流樫,鑄錠直接碰到模具,由于鑄錠端面不平,出現有的地方先接觸模具,產生應力集中,易把模具的齒形擠斷,或造成出料的先后不一,容易產生堵?;驍D壓成型不好的現象。

2、對模具的要求。因為散熱器型材的模具都是許多細長的齒,要承受很大的擠壓力,每個齒都要有很高的強度和韌性,如果彼此之間的性能有很大的差異,就容易使強度或韌性差的那些齒產生斷裂。因此模具鋼材的質量必須可靠,使用質量可靠的廠家生產的H13鋼材,或選用質優的進口鋼材。模具的熱處理十分重要,要用真空加熱淬火,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。


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散熱器型材要能順利擠壓成功,關鍵是模具的設計要合理,鋁型材制造要精。一般盡量避免鑄錠直接擠壓到模具工作帶上。對于扁寬的梳形散熱器型材,鋁型材設計一個中間較小、兩邊較大的導流模,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,設計模具工作帶時要相應保持它們的差別,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,把工作帶減到小??傊WC金屬在各處流動的均勻性。對于扁寬形散熱器,為保證模具有一定的剛度,模具的厚度要適當增加。厚度增加量約30%——60%。模具的制作也要十分精細,空刀要做到上下、左右、中間保持對稱,齒與齒之間的加工誤差要小于0.05mm,加工誤差大容易產生偏齒,即散熱片的厚薄不均勻,甚至會產生斷齒的現象。

對于設計比較成熟的斷面,用嵌鑲合金鋼模具也是一個較好的方法,因為合金鋼模具有較好的剛性和耐磨性,不易產生變形,有利于散熱器型材的成形。

3、減少擠壓力。對于形狀復雜的散熱大喊型材斷面,除了縮短鑄棒的長度外,還可考慮用純鋁短鑄做一次試擠壓,試擠成功后再用正常鑄錠進行擠壓生產。

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,擠壓系數一般在40以內,因此其影響較小。

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