CN102699085A - 双反挤压制备led散热托架 - Google Patents

Abstract

本发明属于压力加工技术领域，是一种通过双向反挤压技术制备LED散热托架的方法，名称为双向反挤压制备LED散热托架。本发明提出用简单的双向反挤压工艺来制备散热器件，通过连续的两次反挤压完成生产过程，既符合连续化的工业化生产，又节约了成本，从而推动LED的市场化进程，并以圆柱形截面的简单多孔LED散热托架和方形截面四面有孔的简单多孔LED散热托架为实例进行了说明。

Description

双反挤压制备LED散热托架

技术领域

本发明属于压力加工技术领域，是一种通过双向反挤压技术制备LED散热托架的方法。

背景技术

近年来，随着LED技术的快速发展，LED大功率照明灯以它的能耗低，亮度高，寿命长，可靠性好等一系列优点，越来越受到社会的青睐，甚至将来有可能取代传统的白炽灯和荧光灯。但是现在遇到了许多技术难题，其中散热能力差成为LED面临的主要技术瓶颈技术之一，这严重影响了它的发光效果和寿命，所以一个好的散热器对LED性能的最佳发挥至关重要，目前有些人正从LED的本身结构来解决散热性问题，如正装变成倒装结构；也有人研究散热器，怎样用散热装置以最高的效率把LED的热量传送出去等。

基于此，本发明从节约成本和降低能耗出发，提出一种用双向反挤压工艺来制备LED多孔散热托架的简单方法。

发明内容

本发明针对目前LED散热器多采用铸造、切削等方法来生产，存在工艺发杂，成本较高等问题，严重阻碍了LED的大规模化应用，于是提出用简单的双向反挤压工艺来制备散热器件，通过连续的两次反挤压完成生产过程，既符合连续化的工业化生产，又节约了成本，从而推动LED的市场化进程。主要包括以下内容：

第一步：材料的选择，毛坯的制备，模具的加工制造，最好针对热源几何尺寸(LED)，设计合理的散热结构，进行有限元分析，再设计模具结构。

第二步：双向反挤压成型。首先调制设备，然后将加工好的坯料，放在凹模型腔中，通过相应的挤压设备和成型模具进行实验，依据凸模上的多个小冲头，迫使坯料发生塑性流动，形成相应的空洞，值得注意的是，本两个方向的成孔不是同时进行的，具体原理，见图1。由于挤压过程中，温度会升高，要进行适时的控制，可以降低挤压速度，也可以用液体进行模具的冷却等。

第三步：检验交货。完成产品的生产后，进行抽样检查，若符合要求可直接进行交货处理；否则，分析原因，调整工艺，重新生产，直至到达客户要求。

本发明的工作原理：本发明在工作过程中，是通过机床(一般为卧式机床)动力系统把力施加到凹模或凹模模套上，通过的凹模的往返运动，来实现坯料的双反挤压成型，如图1，首先打好润滑油，将坯料放入凹模型腔，并用挡板将坯料的两端位移限制(挡板是嵌在凹模中的，可以抽出)，挡板上开有与冲头相配合的孔，这样挡板不仅固定了坯料，而且增加了冲头的刚度，降低冲头弯曲变形的可能性。挤压时，冲头固定不动，整个凹模在挤压机的推动下，来回运动两次，实现两个方向的孔成型，另外将坯料分成两个方向成孔，也减少了冲头的长度，同样增加了的冲头的刚度，减少变形，提高模具的寿命。

具体实施方式

本发明具体实施过程中涉及材料的选择、毛坯的制备、挤压设备的选择、成型模具的制造、挤压成型、产品的检验等，主要内容包括：

一：加工坯料的制备，设备的选型及模具的制造。根据最终成型零件的几何尺寸，设计合适的加工坯料。由于坯料几何尺寸与最终成型零件尺寸相差不大，可留少量的加工余量。同时，根据最后的产品几何结构，完成挤压力的计算及设备的选型，并加工相应的反挤压模具一套或者多套。

二：设备调试。要想获得优质，稳定的产品，挤压之前必须确定各向工艺参数，如挤压速度，挤压温度，润滑剂的选择等。由于挤压过程，容易引入杂质，挤压之前一定得保持模具的整洁度。

三：挤压成型。各种工艺参数确定之后，就开始产品的生产，首先将凹模，凸模打好选定的润滑油，然后将坯料放入凹模型腔，调整好，上下模之间间隙，启动挤压机，进行连续的挤压成型，由于该工艺较为简单，适合在传统的挤压设备上进行，挤压时只需保持各种参数稳定不变即可。

四：抽样检验。在完成产品的生产之后，要进行抽样检验，以保证所以零件的整体质量。可以对零件的导热性能，力学性能，形状精度进行检验，以确定是否满足要求。

五：交货。一旦检验合格，即可交货，但也可以跟据实际情况进行后继处理，如表面抛光等。

实施例1圆柱形截面的简单多孔LED散热托架

本次实例将以两个简单形状的散热托架，来说明实际的实施过程，但是也可根据热源的几何形状设计复杂的散热托架。

制备直径为Φ50mm，小孔直径为Φ4mm的多孔托架，长度可根据实际情况确，材料为铝合金。

首先制备截面形状为圆形的铝合金棒材。考虑到表面质量以及后继加工精度的要求，可选择直径为52mm的棒材，长度可根据实际情况确定。其次计算挤压力，根据挤压力及生产条件选择合适的挤压设备并加工制造相应的成型模具。再次进行工艺参数的调整，在挤压过程中，使材料温度始终保持在合金的再结晶温度以下，一旦过高，可用降低挤压速度和对模具进行冷却等方法进行调控，以保证产品质量。

在挤压成形，润滑可选用二硫化钼或高性能纳米润滑剂。最终通过组织性能测试确定满足设计要求后，如对表面质量有要求则可通过机械加工方式对所加工棒材进行表面处理，否则圆形截面铝合金棒材材多孔散热元件可直接交货。

实施例2方形截面四面有孔的简单多孔LED散热托架

制备截面尺寸为50X50mm的方形截面多孔铝合金托架，为增加材料的利用率，采用上下，及左右两个方向进行冲孔。

首先制备截面形状为方形的铝合金型材。考虑到表面质量以及后继加工精度的要求，可选择截面尺寸为52X52mm的型材，长度可根据实际情况确定。其次计算挤压力，根据挤压力及生产条件选择合适的挤压设备并加工制造相应的成型模具。再次进行工艺参数的调整，在挤压过程中，使材料温度始终保持在合金的再结晶温度以下，一旦过高，可用降低挤压速度和对模具进行冷却等方法进行调控，以保证产品质量，当完成一个方向的冲孔时，取出坯料，进行相应表面加工，旋转坯料，放入料筒，再进行另外一个方向的冲孔。

在挤压成形，润滑可选用二硫化钼或高性能纳米润滑剂。最终通过组织性能测试确定满足设计要求后，如对表面质量有要求则可通过机械加工方式对所加工棒材进行表面处理，否则方形截面铝合金多孔散热元件可直接交货。

Claims (1)

1.本发明针对目前LED散热器多采用铸造、切削等方法来生产，存在工艺发杂，成本较高等问题，严重阻碍了LED的大规模化应用，于是提出用简单的双向反挤压工艺来制备散热器件，通过连续的两次反挤压完成生产过程，既符合连续化的工业化生产，又节约了成本，从而推动LED的市场化进程。

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