CN102151817A - 铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法，其特征在于：在压铸铝碳化硅基板时，在每个螺纹孔对应位置，从一侧嵌入一个钢制型芯，或从两侧分别嵌入一个钢制型芯；压铸完成并冷却后拔去钢制型芯，在基板上形成底孔；二次压铸时，在底孔中压铸纯铝或铝合金。本发明在铝碳化硅基板的每个螺纹孔对应位置压铸纯铝或铝合金基材，从而避免后续攻丝时发生爆裂、崩纹等缺陷，提高产品的合格率，降低制造成本。

Description

铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法

技术领域

本发明涉及一种铝碳化硅基板的压铸方法，尤其是涉及一种铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法。

背景技术

铝碳化硅材料具有质量小、刚度高、热膨胀系数小、热导率高、几何精度稳定性好等多种优点，成为各类多芯片组件和大电流功率模块（如IGBT模块）理想的基板材料，但是，由于铝碳化硅基板材料的刚度高、脆性大，在铝碳化硅基材上攻丝易产生爆裂、崩纹等缺陷，造成螺纹孔失效，降低产品的合格率，增加制造成本。

发明内容

本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法，避免攻丝时发生爆裂、崩纹等缺陷，提高产品的合格率，降低制造成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法，在压铸铝碳化硅基板时，在每个螺纹孔对应位置，从一侧嵌入一个钢制型芯或从两侧分别嵌入一个钢制型芯；压铸完成并冷却后拔去钢制型芯，在基板上形成底孔；二次压铸时，在底孔中压铸纯铝或铝合金。

进一步的：

所述钢制型芯为圆锥形。

所述钢制型芯为多边形锥形。

所述钢制型芯为六角锥形。

在压铸所述铝碳化硅基板时采用如下压铸成型工艺：

步骤1、在旋转式坩埚加热炉中放入铝锭，加热至550~600℃保温，保温的同时抽真空至0.1~10Pa，完成抽真空后继续加热至680~780℃，保温直至铝锭完全融化；

步骤2、在真空的条件下，将粒度为1000目~2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中，使用搅拌装置搅拌，使碳化硅粉末在铝液中分散均匀；

步骤3、搅拌的同时，使用超声发生装置产生24.0~30.0kHz的超声波，利用超声波的作用除去气体与杂质，并使得碳化硅粉末更加细化、分散均匀；

步骤4、然后将铝碳化硅熔液从坩埚加热炉中定量注入普通或真空压铸机内，进行基板的精密压铸；

步骤5、基板冷却后，脱模成型。

本发明的技术效果在于：

本发明公开的一种铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法，在每个螺纹孔对应位置压铸纯铝或铝合金基材，从而避免后续攻丝时发生爆裂、崩纹等缺陷，提高产品的合格率，降低制造成本。

附图说明

图1为一次压铸后的示意图。

图2为二次压铸后的示意图。

图3为圆锥形钢制型芯结构示意图。

图4为六角锥形钢制型芯结构示意图。

图5为本发明实施例中采用的坩埚加热炉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

在压铸铝碳化硅基板时，如图1，在每个螺纹孔对应位置嵌入两个钢制型芯1，两个钢制型芯1从基板2的两侧插入（也就是说，两个钢制型芯1从模具的型腔两侧插入）；压铸完成并冷却后拔去钢制型芯1，在基板2上形成底孔3（在一侧插入一个钢制型芯1，可同样在压铸后形成底孔）；二次压铸时，在底孔3中压铸纯铝或铝合金，从而在底孔3中形成纯铝或铝合金材质的螺纹孔加工基材，压铸完成后，得到螺纹孔加工基材为纯铝或铝合金的铝碳化硅基板，铝碳化硅基板如图2所示，在纯铝或铝合金材质的螺纹孔加工基材上后续加工螺纹孔时，不会出现爆裂、崩纹等缺陷。钢制型芯1可以为圆锥形（如图3），也可以为多边形锥形，本实施例中为六角锥形（如图4），使用多边形锥形的钢制型芯1，可使螺纹孔加工基材与铝碳化硅基板结合得更加牢固，可以有效的防止加工时基材的旋转、松动、脱落等问题。

本发明在进行铝碳化硅基板的一次压铸时，采用先制备铝碳化硅熔液，然后进行压铸的工艺，具体实施方式如下：

如图5所示，为本发明的实施例中采用的旋转式坩埚加热炉的结构示意图，其中，5—坩埚，6—超声复合搅拌装置，7—铝水熔液，8—控制线路通道，9—超声波发生器，10—碳化硅粉添加装置，11—出液口，12—炉体。超声复合搅拌装置6在制备铝碳化硅熔液的过程中，一边搅拌，一边由超声波发生器9发出超声波，用于清除铝碳化硅熔液中的气体及杂质。

实施例1、

将铝锭置于坩埚加热炉中，加热至570℃保温，抽真空至5Pa，完成抽真空后继续加热至720℃，保温直至铝锭完全融化；将粒度为1800目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中，打开超声复合搅拌装置，坩埚以10r/min的速率转动，3~5个超声复合搅拌装置同时发出频率为27kHz的超声波，持续搅拌清除气体及杂质7~8分钟，待杂质上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在铝液中分散均匀后，将熔液定量注入精密压铸机中；两个圆锥形钢制型芯1从两侧插入专用压铸模中，合模后进行压力铸造；基板冷却后，从两侧拔去钢制型芯1，在基板2上形成底孔3；在同一台压铸机上进行二次压铸，在底孔3中压铸纯铝或铝合金，从而在底孔3中形成纯铝或铝合金材质的螺纹孔加工基材，压铸完成后，脱模成型。

实施例2、

将铝锭置于坩埚加热炉中，加热至600℃保温，抽真空至0.1Pa，完成抽真空后继续加热至780℃，保温直至铝锭完全融化；将粒度为1000目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中，打开超声复合搅拌装置，坩埚以10r/min的速率转动，3~5个超声复合搅拌装置同时发出频率为24kHz的超声波，持续搅拌清除气体及杂质7~8分钟，待杂质上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在铝液中分散均匀后，将熔液定量注入精密压铸机中；两个六角锥形钢制型芯1从两侧插入专用压铸模中，合模后进行压力铸造；基板冷却后，从两侧拔去钢制型芯1，在基板2上形成底孔3；在同一台压铸机上进行二次压铸，在底孔3中压铸纯铝或铝合金，从而在底孔3中形成纯铝或铝合金材质的螺纹孔加工基材，压铸完成后，脱模成型。

实施例3、

将铝锭置于坩埚加热炉中，加热至550℃保温，抽真空至10Pa，完成抽真空后继续加热至680℃，保温直至铝锭完全融化；将粒度为2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中，打开超声复合搅拌装置，坩埚以10r/min的速率转动，3~5个超声复合搅拌装置同时发出频率为30kHz的超声波，持续搅拌清除气体及杂质7~8分钟，待杂质上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在铝液中分散均匀后，将熔液定量注入精密压铸机中；两个圆锥形钢制型芯1从两侧插入专用压铸模中，合模后进行压力铸造；基板冷却后，从两侧拔去钢制型芯1，在基板2上形成底孔3；从模具中取出基板2，在另一台压铸机上进行二次压铸，在底孔3中压铸纯铝或铝合金，从而在底孔3中形成纯铝或铝合金材质的螺纹孔加工基材，压铸完成后，脱模成型。

Claims (5)

1.一种铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法，其特征在于：在压铸铝碳化硅基板时，在每个螺纹孔对应位置，从一侧嵌入一个钢制型芯或从两侧分别嵌入一个钢制型芯；压铸完成并冷却后拔去钢制型芯，在基板上形成底孔；二次压铸时，在底孔中压铸纯铝或铝合金。

2.按照权利要求1所述的铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法，其特征在于：所述钢制型芯为圆锥形。

3.按照权利要求1所述的铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法，其特征在于：所述钢制型芯为多边形锥形。

4.按照权利要求3所述的铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法，其特征在于：所述钢制型芯为六角锥形。

5.按照权利要求1至4任一项所述的铝碳化硅基板的铝质螺纹孔加工基材的压铸方法，其特征在于：在压铸所述铝碳化硅基板时采用如下压铸成型工艺：

步骤1、在旋转式坩埚加热炉中放入铝锭，加热至550~600℃保温，保温的同时抽真空至0.1~10Pa，完成抽真空后继续加热至680~780℃，保温直至铝锭完全融化；

步骤2、在真空条件下，将粒度为1000目~2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中，使用搅拌装置搅拌，使碳化硅粉末在铝液中分散均匀；

步骤3、搅拌的同时，使用超声发生装置产生24.0~30.0kHz的超声波，利用超声波的作用除去气体与杂质，并使得碳化硅粉末更加细化、分散均匀；

步骤4、然后将铝碳化硅熔液从坩埚加热炉中定量注入普通或真空压铸机内，进行基板的精密压铸；

步骤5、基板冷却后，脱模成型。

Images