铝合金因质轻都雅、良好的导热性和易加工成繁芜的形状,被广泛地用于散热器材上。铝合金散热器材紧张有三种类型:扁宽形,梳子形或鱼刺形;圆形或椭圆形表面散热片呈放射状、树枝形。它们的共同特点是:散热片之间间隔短,相邻两散热片之间形成一个槽形,其深宽比很大;壁厚差大,一样平常散热片薄,而其根部的底板厚度大。因此给散热型材的模具设计、制造和生产带来很大的难度。
散热器型材有一部分尺寸较小、形状对称的产品比较随意马虎生产,大部分散热器型材扁宽形,形状尺寸较大,有的不对称,散热片之间的槽形深宽比很大,其生产难度较大。须要从铸锭、模具、挤压工艺几方面合营,才能顺利生产出散热器型材。挤压散热器型材用的合金必须具有良好的可挤压性和导热性,一样平常用的有1A30、1035和6063等合金。目前普遍利用较多的是6063合金,由于它除了有良好的可挤压性、导热性外,还有较好的力学性能。
铝合金散热器型材的生产要从铸锭的质量、模具的材质和设计、减少挤压力以及挤压工艺等方面动手。
1、铸锭的质量哀求
铸锭的合金身分要严格掌握杂质含量,担保合金熔体的纯洁度。对付6063合金要掌握Fe、Mg、Si的含量。Fe的含量应小于0.2%,Mg、Si的含量一样平常都掌握在国家标准的下限,Mg含量0.45%~0.55%,Si含量0.25%~0.35%。铸锭要经由充分的均匀化处理,使铸锭的组织、性能均匀同等。
铸锭的表面要光滑,不许可有偏析瘤或粘有沙泥。铸锭的端面要平整,不能切成台阶状或切斜度太大(切斜度应在3㎜以内)。由于台阶状或切斜度太大,用平面模挤压散热型材时,如果没有设计导流樫,铸锭直接碰到模具,由于铸锭端面不平,涌现有的地方先打仗模具,产生应力集中,易把模具的齿形挤断,或造成出料的先后不一,随意马虎产生堵模或挤压成型不好的征象。
2、对模具的哀求
由于散热器型材的模具都是许多苗条的齿,要承受很大的挤压力,每个齿都要有很高的强度和韧性,如果彼此之间的性能有很大的差异,就随意马虎使强度或韧性差的那些齿产生断裂。因此模具钢材的质量必须可靠,最好利用质量可靠的厂家生产的H13钢材,或选用优质的入口钢材。模具的热处理十分主要,要用真空加热淬火,最好采取高压纯氮淬火,可以担保淬火后模具的各部分性能均匀。淬火后要采纳三次回火,使模具的硬度担保在HRC48~52的条件下,具有足够的韧性。这是防止模具断齿的主要条件。
散热器型材要能顺利挤压成功,关键是模具的设计要合理,制造要精确。一样平常只管即便避免铸锭直接挤压到模具事情带上。对付扁宽的梳形散热器型材,设计一个中间较小、两边较大的导流模,使金属往两边流,减少模具事情带上的挤压力,而且使其压力分布均匀。由于散热器型材断面的壁厚差大,设计模具事情带时要相应保持它们的差别,即壁厚大的地方事情带要特殊加大,可以大到20mm~30mm,而齿尖的位置冲要破常规,把事情带减到最小。总之要担保金属在各处流动的均匀性。对付扁宽形散热器,为担保模具有一定的刚度,模具的厚度要适当增加。厚度增加量约30%~60%。模具的制作也要十分风雅,空刀要做到高下、旁边、中间保持对称,齿与齿之间的加工偏差要小于0.05mm,加工偏差大随意马虎产生偏齿,即散热片的厚薄不屈均,乃至会产生断齿的征象。
对付设计比较成熟的断面,用嵌镶合金钢模具也是一个较好的方法,由于合金钢模具有较好的刚性和耐磨性,不易产生变形,有利于散热器型材的成形。
3、减少挤压力
为了防止模具断齿应只管即便减少挤压力,而挤压力与铸锭的长、合金变形抗力的大小、铸锭的状态、变形程度的大小等成分有关。因此挤压散热铝型材的铸棒不宜太长,约为正常铸棒长度的(0.6~0.85倍)。特殊是在试模和挤压第一根铸棒时,为确保能顺利生产出合格的产品,最好用更短的铸棒,即正常铸棒长度(0.4~0.6)倍的铸棒来试模。
对付形状繁芜的散热器型材断面,除了缩短铸棒的长度外,还可考虑用纯铝短铸做第一次试挤压,试挤成功后再用正常铸锭进行挤压生产。
铸锭均匀化退火不仅可以使组织和性能均匀,而且可以提高挤压性能和降落挤压力,以是哀求铸锭必须均匀化退火。至于变形程度的影响,由于散热器型材的断面积一样平常都比较大,挤压系数一样平常在40以内,因此其影响较小。
4、挤压工艺
散热器型材生产的关键是挤压模具的第一次试模,有条件的话,可以先在电脑上做仿照试验,看模具设计的事情带是否合理,然后在挤压机上试模。第一次试模十分主要,操作手要让主柱塞提高上压时在低于8MPa的低压力下慢速提高,最好有人用电筒光芒照看模具出口处,等挤压模具的每一个散热片都均匀挤压出模孔后,才能逐渐加压加速进行挤压。试模成功后连续挤压时,应把稳掌握好挤压速率,做到平稳操作。生产散热器型材时应把稳模具的加热温度,要使模具温度与铸锭温度附近。若温差太大,由于上压时挤压速率慢,会使金属温度低落,易产生堵模或流速不屈均的征象。
散热器型材挤压工艺参数见表1。
表1 散热器型材挤压工艺参数
5、结束语
散热器型材的挤压技能除与上面成分有关外,还与挤压机的能力和水平、后部设备的自动化程度、工人的操作技巧等有关,不同的散热型材断面应根据其特点采纳相应的方法,不能一概而论。
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