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散热器型材的挤压技术

时间:2019-11-07 15:11:42  点击:
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  上一期我们就铝型材散热器与其它散热器的相比有哪些优势做了详细的介绍和说明。本期我们简单的对散热器型材的挤压技术进行描述,作为专业的铝型材散热器、电子散热器生产制造厂家镇江市新区电子散热器有限公司,我们将尽心整理并发布各种型材散热器相关知识,竭诚为您服务。

  铝合金因质轻、美观、良好的导热性和易加工成复杂的形状, 被广泛地用于生产散热器材。铝合金散热器型材主要有三种类型:扁宽形, 梳子形或鱼刺形;圆形或椭圆形外面散热片呈放射状;树枝形。它们的共同特点是:散热片之间距离短, 相邻两散热片之间形成一个槽形, 其深宽比很大;壁厚差大, 一般散热片薄,而其根部的底板厚度大。因此, 给散热器型材的模具设计、制造和生产带来很大的难度。
  散热器型材有的尺寸较小、形状对称, 这类产品比较容易生产。而大部分散热器型材都是扁宽形, 外形尺寸较大, 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。需要从铸锭 、模具、挤压工艺几方面配合, 才能顺利生产出合格的散热器型材。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, 一般用 1A30 、1035 和 6063 等铝合金。
  目前普遍使用的是 6063 合金, 因为它除了有良好的可挤压性 、导热性外 , 还有较好的力学性能。
 
型材散热器挤压技术
 
  1、对铸锭的质量要求
  合金在熔炼过程中要严格控制杂质含量, 保证熔体的纯洁度。对于 6063 合金要控制Fe 、Mg 、Si 的含量。Fe 的含量应 w(Fe)<0 .2   , Mg 、Si 的含量一般都控制在国家标准的下限, w (Mg)=0 .45~0.55, w(Si)=0 .25~0 .35。铸锭要经过充分的均匀化处理, 使铸锭的组织和性能均匀一致。
  铸锭的表面要光滑, 不允许有偏析瘤或粘沙泥。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 mm 以内)。因为用平面模挤压散热器型材时, 如果没有设计导流模, 铸锭直接碰到模具, 铸锭端面不平, 会导致有的地方先接触模具, 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, 容易产生堵模或挤压成形不好的现象。
  2、对模具的要求
  因为散热器型材的模具都是许多细长的齿, 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, 就容易使强度或韧性差的那些齿断裂。因此模具钢材的质量必须可靠, 最好使用质量可靠的厂家生产的H13 钢材,或选用优质的进口钢材。模具的热处理十分重要, 要用真空加热淬火, 最好采用高压纯氮淬火, 保证淬火后模具的各部分性能均匀。淬火后要采取三次回火, 使模具的硬度保证在HRC48~HRC52 的前提下,具有足够的韧性。这是防止模具断齿的重要条件。散热器型材要能顺利挤压, 模具的设计要合理,
  制造要精确。一般尽量避免铸锭直接挤压到模具工作带上。对于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, 减少模具工作带上的挤压力, 并使其压力分布均匀。由于散热器型材断面的壁厚相差大, 设计模具工作带时要相应保持它们的差别, 即壁厚大的地方工作带要特别加大, 可以大到 20mm~30 mm , 而齿尖的位置要突破常规, 把工作带减到最小, 目的是要保证金属在各处流动的均匀性。对于扁宽形散热器型材, 为保证模具有一定的刚度, 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精细, 空刀要做到上下 、左右 、中间保持对称, 齿与齿之间的加工误差要小于0 .05mm , 加工误差大则容易产生偏齿, 即散热片的厚薄不均匀, 甚至会产生断齿的现象。
  对于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, 因为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, 应尽量减少挤压力, 而挤压力与铸锭的长度 、合金变形抗力的大小 、铸锭的状态、变形程度的大小等因素有关 。因此, 挤压散热器铝型材的铸棒不宜太长, 约为正常铸棒长度的(0 .6~0 .85)倍 。特别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。
对于形状复杂的散热器型材断面, 除了缩短铸棒的长度外, 还可考虑用纯铝短铸棒作第一次试挤压, 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低挤压力, 所以要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般都比较大, 挤压系数一般在40以内, 因此其影响较小。
  4、挤压工艺
  挤压模具的第一次试模, 有条件的话, 可以先在电脑上做模拟试验, 看模具设计的工作带是否合理, 然后在挤压机上试模。第一次试模十分重要, 操作手要让主柱塞前进上压时在低于 8 MPa 的压力下慢速前进, 最好有人用电筒光线照看模具出口处, 等挤压模具的每一个散热片都均匀挤出模孔后, 才能逐渐加压加速进行挤压。试模成功后继续挤压时, 应注意控制好挤压速度, 做到平稳操作。生产散热器型材时应注意模具的加热温度, 要使模具温度与铸锭温度相近。若温差太大, 由于上压时挤压速度慢, 会使金属温度下降, 易产生堵模或流速不均匀的现象。
  综上所述,散热器型材的挤压技术除与上面因素有关外,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, 不同的散热器型材断面应根据其特点采取相应的措施, 不能一概而论。
 
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