CN102728642B - 一种伞形模制备高精大悬臂散热器类型材的方法 - Google Patents

Abstract

一种伞形模制备高精大悬臂散热器类型材的方法，涉及铝合金制品的挤压成形工艺技术领域，将铝合金铸坯进行均匀化退火处理、坯料加热以及成形模具预热、挤制成形，经切除头部和尾部后进行固溶处理和人工时效处理；在挤制成形时采用的成形模具具有中心隆起、四周低垂、整体呈伞状的平面分流组合模。本发明采用伞形平面分流组合模来制备高精大悬臂散热器类零件的方法，可以使金属向难成形的区域流动，金属的充填性好、流速均匀、生产效率高。

Description

一种伞形模制备高精大悬臂散热器类型材的方法

技术领域

本发明涉及铝合金制品的挤压成形工艺，特别是采用伞形模制备高精大悬臂散热器件工艺技术领域。

背景技术

散热器类型材是机械、电子等行业中不可或缺的零件，其主要作用是散热，降低工作零件的温度，提高使用寿命。现阶段一般采用挤压的方法进行生产和制备。挤压生产具有一系列的优点，如生产效率高、材料内部组织致密、节省材料、传热效果好等。

但是对于高精度大悬臂件的挤压仍然存在一定的难度，主要问题是在成形过程中金属的分配不合理，主要问题是高筋薄壁处的金属难以填充、流速不均等且难于控制、模具的使用寿命短等。因此目前未见采用伞形模进行挤压生产的报道。

发明内容

本发明目的是提出一种可形成高质量大悬臂散热器类型材的生产方法。

本发明包括如下步骤：将铝合金铸坯进行均匀化退火处理、坯料加热以及成形模具预热、挤制成形，经切除头部和尾部后进行固溶处理和人工时效处理；在挤制成形时采用的成形模具具有中心隆起、四周低垂、整体呈伞状的平面分流组合模。

本发明采用伞形平面分流组合模来制备高精大悬臂散热器类零件的方法，可以使金属向难成形的区域流动，金属的充填性好、流速均匀、生产效率高。

本发明所述均匀化退火处理的退火温度为560℃，经保温6h后，以350～500℃/h的冷却速度冷却至250℃，然后停留0.5h，再用水冷却到50℃。通过均匀化处理后，6063合金组织发生如下变化：1、晶内偏析消失；2、Mg₂Si 相溶入α(Al) 中，不平衡共晶消失；3、针状β(Al₉Fe₂Si₂ )相向球状α(Al₁₂Fe₃Si₂ )相转变, 并细化含铁相粒子。

本发明所述坯料加热以及模具预热是：将坯料加热至450℃，将用于成形的坯料挤压筒加热至420℃ ，将成形模具预热至460℃。本发明对坯料进行加热可以减小挤压力，提高挤压性能，挤压筒的温度一般低于坯料的温度，主要是使坯料表面的氧化物在挤压过程中不跟随坯料一起进入，提高制件的质量，对模具进行预热可以很好的提高模具的使用寿命。

本发明所述平面分流组合模主要包括上模、中模和组合式下模，中模的上、下端分别设置与上模、下模定位配合的环形凸台；上模设有对称分布的分流孔，于上模中心设置向下凸出的柱形型芯；中模的中心设置焊合腔；组合式下模主要由工作带镶片和空刀组成：在工作带镶片的中心开设一中心孔，以中心孔为对称中心，在中心孔外周均布中间部分隆起、四周相应低垂的整体呈伞状的与中心孔连通的若干通槽，在工作带镶片上设置有促流角；空刀的上端设置有与工作带镶片配合的凹坑。

加热后的铝合金经上模进入中模的焊合腔，由于上模设置有分流孔，高温的铝合金流经上模后便得到了第一次均匀分配，进入焊合腔后，在强大的静水压力下金属被焊合，然后被挤向伞形工作带镶片，由于伞形工作带镶片的特殊设计，可使金属的流速更加均匀、流速趋于平稳，使伞形工作带镶片的各角落都能均匀地二次分配铝合金料直至高精大悬臂散热器的末端，故形成的产品精度高。

在所述工作带镶片的促流角与通槽之间采用圆角过渡。

另外为了进一步控制金属的流速，在柱形型芯的外周设有一阻尼环，以阻碍此处金属的流动，使整个金属的流动趋于均匀。

附图说明

图1为铝合金电脑CPU散热器的俯视示意图。

图2是本发明的上模的俯视示意图。

图3是图2的A-A向剖视图。

图4是本发明的中模的俯视示意图。

图5是图4的B-B向剖视图。

图6是本发明下模的伞形工作带镶片的俯视示意图。

图7是图6的C-C向剖视图。

图8是图6的D处的局部剖视图。

图9是本发明下模的空刀的俯视示意图。

图10是图9的E-E向半剖视图。

图11是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过加工铝合金电脑CPU散热器为实例对本发明进一步说明高精大悬臂散热器类零件的制造工艺方法。

如图1所示，为本发明目标加工产品——铝合金电脑CPU散热器，产品结构特点：中间部分为圆环件，四周均匀分布着许多细长筋。

如图11所示，具有中心隆起、四周低垂、整体呈伞状的平面分流组合模主要包括上模1、中模2和由工作带镶片3和空刀4组成的组合式下模组成。组合时可采用销钉和（或）螺栓形成可拆卸式连接。

如图2、3所示，上模1设有对称分布的六个竖向分流孔11，在上模1的中心设置向下凸出的柱形型芯12，在柱形型芯12上设置一道阻尼环13。

如图4、5所示，中模2的上、下端分别设置与上模1、组合式下模的空刀4定位配合的环形凸台21和22，在中模1的中心设置焊合腔23。

如图6、7、8所示，在工作带镶片3的中心开设中心孔31，该中心孔的孔径大小根据零件尺寸而定。以中心孔31为对称中心，在中心孔31外周均布中间部分隆起32、四周相应低垂33的整体呈伞状的、与中心孔31连通的通槽34，在伞形工作带镶片4上设置有促流角35，促流角35与通槽34部分采用圆角36过渡。

如图9、10所示，空刀4上端设置与工作带镶片3配合的凹坑41。

各部件的尺寸关系如下：上模1下端的孔径d ₁与中模2上端的凸台外径d ₂相等，中模2下端的凸台外径d ₃和空刀4上端的孔径d ₄相等，工作带镶片3的外径d ₅与空刀4的凹坑41孔径d ₆相等。

如图11所示，工作带镶片3过渡配合在空刀4的凹坑41中，上面采用中模2压住。

6063铝合金属于Al-Mg-Si系合金，除铝以外，其它成分如下：

Si：0.20～0.6%、Fe：0.35%、Cu：0.10%、Mn：0.10%、Mg：0.45～0.9%、Cr：0.10%、Zn：0.10%、Ti：0.10%。

本发明以6063铝合金为例，生产铝合金电脑CPU散热器，其步骤有：铝合金铸坯均匀化退火处理、坯料加热以及模具预热、挤制成形、固溶处理、人工时效处理，具体如下：

1、对铝合金铸坯进行均匀化退火处理：工艺参数如下：退火温度为560℃，保温6h后以强大的气流冷却到250℃，冷却速度为350～500℃/h，之后停留0.5h，再用水冷却到50℃。

2、坯料加热以及模具预热：将坯料加热到450℃，挤压筒加热到420℃，模具加热到460℃，用于后续挤压。

3、挤制成形：将上模1、中模2、下模3和伞形工作带镶片4组合形成平面分流组合模，向上模1的进料口以一定的挤压压力通入加热的坯料，使铝合金料在伞形工作带镶片4中定型，冷却后，取出成形的半成品。

4、切除头部和尾部。

5、固溶处理：

工艺参数如下：温度≥500℃，优选510℃，制品厚度≤10㎜时采用风冷，厚度﹥10㎜时采用水雾冷却（水淬容易引起型材变形）。

6、人工时效处理：

合理的时效工艺参数如下：T5态，200℃/ (2～3) h，T6态，180℃/6h。

Claims (4)

1.一种伞形模制备高精大悬臂散热器类型材的方法，包括如下步骤：将铝合金铸坯进行均匀化退火处理、坯料加热以及成形模具预热、挤制成形，经切除头部和尾部后进行固溶处理和人工时效处理；其特征在于在挤制成形时采用的成形模具具有中心隆起、四周低垂、整体呈伞状的平面分流组合模；所述平面分流组合模主要包括上模、中模和组合式下模，中模的上、下端分别设置与上模、下模定位配合的环形凸台；上模设有对称分布的分流孔，于上模中心设置向下凸出的柱形型芯；中模的中心设置焊合腔；组合式下模主要由工作带镶片和空刀组成：在工作带镶片的中心开设一中心孔，以中心孔为对称中心，在中心孔外周均布中间部分隆起、四周相应低垂的整体呈伞状的与中心孔连通的若干通槽，在工作带镶片上设置有促流角，空刀的上端设置有与工作带镶片配合的凹坑；所述均匀化退火处理的退火温度为560℃，经保温6h后，以350～500℃/h的冷却速度冷却至250℃，然后停留0.5h，再用水冷却到50℃。

2.根据权利要求1所述伞形大悬臂散热器类型材的生产方法，其特征在于所述坯料加热以及模具预热是：将坯料加热至450℃，将用于成形的坯料挤压筒加热至420℃，将成形模具预热至460℃。

3.根据权利要求1所述伞形模制备高精大悬臂散热器类型材的方法，其特征在于在所述工作带镶片的促流角与通槽之间采用圆角过渡。

4.根据权利要求1所述伞形模制备高精大悬臂散热器类型材的方法，其特征在于在所述上模的柱形型芯上设置阻尼环。

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