CN102554561A - 一种电力半导体管壳的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种电力半导体管壳的制作方法涉及的是电力半导体管壳阴极的制造工艺。制作方法：(1)将铜棒锯切成铜块；(2)将铜块高温处理；(3)将高温处理的铜块经摆碾工艺，形成带延展法兰的铜体；(4)将成型的工件经CNC车床加工去除氧化皮和提高尺寸精度；(5)将加工后的工件冲压出最终的几何尺寸。

Description

一种电力半导体管壳的制作方法
技术领域
本发明涉及一种电力半导体管壳的制作方法。该工艺生产的电力半导体管壳具有生产效率高，气密性高，结构强度高的优点。
背景技术
电力电子技术是现代高效节能技术，是信息产业和传统产业之间的重要接口，是弱电控制和被控制强电之间的桥梁，是在非常广泛的领域内支持多项高技术发展的基础技术。其中大功率电力半导体器件是发电、配电、输电、用电、储能的核心变流部件，可对电流、电压、功率、频率进行精确高效的控制和变换，用于电能分配、电能转换、电能控制，起到节能环保的作用，广泛应用于钢铁冶金、电力(发电、配电、输电)、机械制作、轨道交通、环保、石油、化工、汽车制作、船舶制作、矿山、军工等领域。
电力电子技术发展的基础在于高质量的大功率电力半导体器件的出现，后者的发展又必将对大功率电力半导体管壳提出更高的要求。目前电力半导体管壳阴极均采用铜体和法兰铜皮经高温焊接而成，存在封接应力较大的问题，在长时间负荷工作的情况下，管壳器件的气密性会下降，从而导致半导体器件的提前失效。同时，法兰和铜体在焊接时也难以保证同心度的一致，无法满足高端客户的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力半导体管壳的制作方法，摒弃传统的铜体和法兰高温焊接的方法，采用一体化成型技术，不通过焊接而一次性制作出管壳件。该方法可极大地提高电力半导体管壳的使用寿命，从而满足高质量大功率电力半导体器件的需要。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
(1)将铜棒通过锯切机锯切成等高的铜块；
(2)将等高的铜块在还原性气氛中退火；
(3)将退火后的铜块用摆碾机，摆碾成铜体和法兰一体的毛胚；(4)通过CNC车床，经简单的切削，进一步精加工为合格尺寸的铜法兰体；
(5)合格尺寸的铜法兰体退火处理；
(6)将退火后的铜法兰体冲压成最终的产品。
采用上述方案后，由于管壳阴极直接变为最终产品的形状，整个管壳阴极均采用同一种材料，保证了产品的结构强度，同时也增加了管壳阴极的致密性，提高了管壳的机械强度，由于是同一种材料，消除了焊料对封接强度的影响，从而极大地提高了产品的气密性，同时，产品后期是通过CNC加工所得，因此，也保证了产品的同心度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是传统工艺的结构示意图；
图3本发明的工艺流程图；
具体实施方式
本发明一种电力半导体管壳的制作方法，其特征是：其工艺包括：下料-退火-摆碾-机加-退火-冲压。a、所述的下料是将相关规格的铜棒通过切割机，变成定长度的小块铜块。b、所述的退火是指将铜块通过高温处理，以降低铜块的硬度，达到降低摆碾成型力的目的；如体积较小的铜件，则无需此工序过程。c、所述的摆碾，即通过改变传统的摆碾机，设计改造成摆碾角度为产品所需要角度1～10°。球头上的凸模饶着中轴母线做圆轨迹纯摆动。被加工坯料放置在滑块上的下凹模内，通过液压传动推动凹模座内工件上升进给。摆头凸模与工件的上表面产生一个小面积局部接触加压区，并不断循环积累扩展，使工件不断产生塑性整体变形，获得所需形状和规定尺寸的锻件，最后通过下模顶出杆使工件顺利脱模。通过更换凹模模芯及顶出杆，可获得各种形状的管壳铜件。摆碾变形均匀，铜流线好，生产效率高，从而实现了半导体管壳产品的铜体和法兰的一体化成型。d、所述的CNC车床加工，既是在去除摆碾表面硬化层的同时，进一步提高工件的尺寸精度。e、所述的退火既是将CNC车床加工的铜件经退火处理，降低硬度，以利于冲压。f所述的冲压既是将精加工后的法兰至于冲模上，冲压出相应的筋条。

Claims (6)

1.一种电力半导体管壳的制作方法，其特征在于：
a、将相关规格的铜棒通过切割机，变成定长度的小块铜块。
b、所述的退火是指将铜块通过高温处理，以降低铜块的硬度，达到降低摆碾成型力的目的；如体积较小的铜件，则无需此工序过程。
c、所述的摆碾，即通过改变传统的摆碾机，设计改造成摆碾角度为产品所需要角度1～10°。球头上的凸模饶着中轴母线做圆轨迹纯摆动。被加工坯料放置在滑块上的下凹模内，通过液压传动推动凹模座内工件上升进给。摆头凸模与工件的上表面产生一个小面积局部接触加压区，并不断循环积累扩展，使工件不断产生塑性整体变形，获得所需形状和规定尺寸的锻件，最后通过下模顶出杆使挤压件顺利脱模。通过更换凹模模芯及顶出杆，可获得各种形状的管壳铜件。摆碾变形均匀，铜流线好，生产效率高，从而实现半导体管壳产品的铜体和法兰的一体化成型。
d、所述的CNC加工，既是在去除摆碾表面硬化层的同时，进一步提高工件的尺寸精度。
e、所述的退火既是将CNC加工的铜件经退火处理，降低硬度，以利于冲压。f所述的冲压既是将精加工后的法兰至于冲模上，冲压出相应的筋条。
2.如权利要求1所述一种电力半导体管壳的制作方法，其特征在于：铜块毛胚摆碾前需经过高温处理。
3.如权利要求1所述一种电力半导体管壳的制作方法，其特征在于：通过摆碾来延展铜件径向尺寸。摆碾球头的摆碾角度为产品所需要角度1～10°。
4.如权利要求1所述一种电力半导体管壳的制作方法，其特征在于：摆碾球头上的凸模饶着中轴母线做圆轨迹纯摆动。被加工坯料放置在滑块上的下凹模内，通过液压传动推动凹模座内工件上升进给。摆头凸模与工件的上表 面产生一个小面积局部接触加压区，并不断循环积累扩展，使工件不断产生塑性 整体变形，获得所需形状和规定尺寸的锻件，最后通过下模顶出杆使挤压件顺利脱模。通过更换凹模模芯及顶出杆，可获得各种形状的管壳铜件。
5.如权利要求1所述一种电力半导体管壳的制作方法，其特征在于：经摆碾后的工件，需用车床去除表面的氧化皮。
6.如权利要求1所述一种电力半导体管壳的制作方法，其特征在于：经车床加工后的一体化管壳，经冲床冲压出所需的筋条。
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