CN102586659A - 一种大功率led照明灯用高效散热器材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大功率LED照明灯用高效散热器材料。属于散热技术领域。本发明在冶炼融化的纯铝液中，参照AA6063的组份，添加有效元素，改变其配比，其中铜的比重增加到10.0，硅Si、镁Mg元素都按6063的最高限，分别达到0.7和0.9，钴Co元素增加到0.6，镍Ni元素增加到0.35，以及其它不等量的元素，极大地提高热传导性能，同时克服普通AA6063铝合金材料的缺陷，实现较好的性价比，解决大功率LED照明散热问题。本发明具有工艺先进、操作方便、性能稳定、散热快速、节省材料和成本等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于大功率LED照明散热装置的高效散热材料，用于提升LED照明的散热效率，特别适用于LED固体光源的散热器件。属于散热技术领域。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED固体光源具有高效率、长寿命、低耗电、无污染、耐振动、响应速度快、小型化、光束集中等优势，是目前公认的“绿色照明光源”，在未来3-5年可望全面替代荧光节能灯。然而，白光LED不能作为普通光源简单使用，需要驱动电源、光学和热传导配合。通常大功率LED芯片仅有约20％的电能转换成光，80％的电能被转化成热能，散热成为当前大功率LED照明推广应用必须突破的关键瓶颈。散热欠佳会造成光衰加快，发光效率和寿命明显降低。
常规的LED散热装置是通过铝合金散热器来散热，由铝合金材料实现集散热的目的，因而发热量愈高需要铝合金愈多，使得散热器重量和体积随之增大，加大成本，浪费资源，且散热效果不理想，降低了LED的使用寿命。因此需要通过改善散热材料的性能，在不增大甚至要减小散热器的重量和体积的前提下，达到吸热快、热阻小、去热快，以满足LED对环境温度的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于大功率LED照明散热装置的新型高效铝合金材料，增强其散热效果，同时减小体积和重量，降低LED光衰，提高使用寿命。
本发明通过以下技术方案实现：
(1)将纯铝锭高温冶炼融化；
(2)在冶炼融化的铝液中，参照AA6063成份配料，按以下组份调整其配比：铜(Cu)：10.0，硅(Si)：0.7，钴(Co)：0.6，镍(Ni)：0.35，镁(Mg)：0.9，锰(Mn)：0.10-0.15，铬(Cr)：0.10-0.15，锌(Zn)：0.10-0.15，钛(Ti)：0.10-0.15，铁(Fe)：0.35，其他金属物质占0.15，铝(Al)86.35-86.55，加温至1860-1880度，使其充分熔合。
(3)将上述铝合金混合液体进行冷处理初步成型；
(4)将初步成型的上述新型铝合金加温，用型材挤出机根据需要挤出不同规格的型材，再根据需要切割成散热器半成品，或直接用压铸机根据需要压铸成适当形状的散热器半成品，因其稳定性好，可以比常规材料做得更薄，更节省材料；
(5)将散热器半成品底面打磨平整光滑、去棱角、氧化，完成新型铝合金散热器成品。其特征在于通过新的组份配比，实现散热好、易加工、抗氧化、省材料等特点。配比见下表：
| 元素 | AA6063(％) | 本技术材料(％) |
| 铜(Cu) | 0.1 | 10.0 |
| 硅(S0 | 0.2-0.6 | 0.7 |
| 钴(Co) | 0.6 | |
| 镍(Ni) | 0.35 | |
| 镁(Mg) | 0.45-0.9 | 0.9 |
| 锰(Mn) | 0.1 | 0.10-0.15 |
| 铬(Cr) | 0.1 | 0.10-0.15 |
| 锌(Zn) | 0.1 | 0.10-0.15 |
| 钛(Ti) | 0.1 | 0.10-0.15 |
| 铁(Fe) | 0.35 | 0.35 |
| 其他金属物质 | 0.15 | 0.15 |
| 铝(Al) | 97.50--98.35 | 86.35-86.55 |
本发明材料有别于常规防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝和特殊铝等，可以名为散热铝，其热传导系数达265W/mK。本发明具有工艺简单，使用方便，加工性好，稳定性强，节能环保，降低成本等优点。
具体实施方式
操作步骤如下：
1、配料
准备炉料(纯铝)→装炉→熔化(750℃左右)→加镁、锌→搅拌→加热至1500℃左右→加硅→搅拌→扒渣→加钴、镍、锰→搅拌→加热至1880℃→加铜、铬、钛等元素→熔化、搅拌→取样分析→调整成份→搅拌→扒渣→倒炉→精炼→扒渣覆盖→静置控温冷却→测氧→出炉→清炉。
上述过程中注意温度控制，只有达到1880℃，才能保证铜在铝中的溶解率达到10％以上。出料时注意防止吸氧造成氧化，降低材料性能。
2、制坯
将生产出来的合金坯料用型材挤出机，根据需要挤出不同规格的型材，再根据需要切割成散热器半成品，或直接用压铸机根据需要压铸成适当形状的散热器半成品。
3、打磨
将散热器半成品底面打磨平整光滑、去棱角、氧化，完成成品。
实验
取有效面积为160平方厘米上述合金板和普通AA6063铝合金板各一块，分别用于制成5w12v410mA的LED光源的散热器，散热器与LED光源接触面积为5cmx3cm，且加导热介质。通电10分钟、环境温度40℃。用本发明材料制成的散热器与用常规铝合金制成的散热器相比，铝材的使用量减少了30％，而导热性能却提高了30％(见下表)。
Claims (1)
1.一种大功率LED照明灯用高效散热器材料，其特定的组份配比技术方案如下：
(1)将纯铝锭高温冶炼融化；
(3)将上述铝合金混合液体进行冷处理初步成型；
(4)将初步成型的上述新型铝合金加温，用型材挤出机根据需要挤出不同规格的型材，再根据需要切割成散热器半成品，或直接用压铸机根据需要压铸成适当形状的散热器半成品，因其稳定性好，可以比常规材料做得更薄，节省材料；
(5)将散热器半成品底面打磨平整光滑、去棱角、氧化，完成新型铝合金散热器成品。其特征在于通过新的组份配比，实现散热好、易加工、抗氧化、省材料等特点。配比见下表：
其特征在于步骤(1)与步骤(3)之间设有步骤(2)，即在冶炼融化的铝液中，参照AA6063成份配料，按以下组份调整其配比：铜(Cu)：10.0，硅(Si)：0.7，钴(Co)：0.6，镍(Ni)：0.35，镁(Mg)：0.9，锰(Mn)：0.10-0.15，铬(Cr)：0.10-0.15，锌(Zn)：0.10-0.15，钛(Ti)：0.10-0.15，铁(Fe)：0.35，其他金属物质占0.15，铝(Al)86.35。
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| PB01 | Publication | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Yancheng eco Lighting Technology Co., Ltd. Wang Anfei Document name: Notification of Publication of the Application for Invention |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120718 |