CN103361528A - 镁合金led灯泡散热器压铸件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镁合金LED灯泡散热器压铸件，该压铸件成分按重量%为：Al1.7～2.5、Zn≤0.2、Mn≥0.2、Cu≤0.008、Fe≤0.004、Ni≤0.001、Si≤0.05其他杂质之和0.01，Mg余量。同时提供一种镁合金LED灯泡散热器压铸件的制造方法。本发明的效果是通过使用该种成分的镁合金来制造LED灯泡散热器，使得LED照明灯泡具有良好的散热性能，重量明显减轻，工艺简单、尺寸精度高，通过散热性试验结果表明，相同试验条件下，该镁合金与AZ31镁合金相比较结温下降了1～2℃，相当于LED寿命延长了4～16%，光通量衰减减缓1%～2%。降低了LED照明装置的制造成本和用户的使用成本。

Description

镁合金LED灯泡散热器压铸件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种镁合金LED灯泡散热器压铸件及其制造方法。

背景技术

LED灯快速发展，已开始广泛应用于照明领域特别是室内照片领域，LED的驱动过程中，只有不到30%的能量转化成了光能，大部分的能量转化成热能，若LED的散热问题没有得到很好的解决，会导致P-N结的温度急速的上升，这样会加速LED的光衰，甚至导致毁灭型的热击穿，故LED需要良好的散热系统。

镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性，高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。

镁合金的散热相对铝合金来说有绝对的优势：对于相同体积与形状的镁合金与铝合金材料的散热器，某热源生产的热量（温度）铝合金更容易由散热片根部传递到顶部的速度，顶部更容易达到高温。即铝合金材料的散热器根部与顶部的温度差，比镁合金材料的散热器小。因此，相同温度，镁合金的散热时间还不用铝合金的一半。所以，镁合金是应用于LED及其他灯饰，及其他要求高质量，高强度，高韧性配件的理想材料。

从生产效率上讲，一模多件工艺，压铸镁散热器拉伸镁散热器加工工艺简单，从压铸模中压铸出来以后通常只需要做一些简单的后加工，然后做表面处理即可。镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。镁合金件稳定性较高，压铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。所以采用镁合金压铸方法可以制造出复杂形状、较高精度与光洁度的LED散热器。

常用的AZ91铸造镁合金导热系数是51W/K·m，经过检测而该镁合金的导热系数数为94W/K·m，比常规AZ91铸造镁合金导热系数高，表现出良好导热性能。

发明内容

为解决上述技术中存在问题，本发明的目的是提供一种镁合金LED灯泡散热器压铸件及其制造方法，以利于提供镁合金LED灯泡散热器压铸件散热性能好，质量轻，制作复杂形状尺寸精度高，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种镁合金LED灯泡散热器压铸件，其中：该压铸件成分按重量%为：Al1.7～2.5、Zn≤0.2、Mn≥0.2、Cu≤0.008、Fe≤0.004、Ni≤0.001、Si≤0.05其他杂质之和0.01，Mg余量。

同时提供一种镁合金LED灯泡散热器压铸件的制造方法，该方法包括有以下步骤：

1）熔炼：按上述压铸件成分配料，熔炼采用六氟化硫与氮气的混合气体进行保护，六氟化硫与氮气的体积比为：1:50～80，将配料融化为镁合金液体备用；

2）对所用压铸的模具表面喷一层脱模剂，将模具预热，将模具预热至150～300℃，备用；

3）压铸：①压铸机合模；②步骤1）熔炼的镁合金液体浇注，浇注温度680～750℃；③完成浇注后，进行压射，压射比压40～65Mpa，压射速度2～5m/s，压射行程18～20cm；④压射行程完成后，保压2～5秒；⑤所形成的压铸件毛胚留模4～15秒后开模，将压铸件毛胚顶出，取出压铸件毛胚；⑥清理模具，以循环使用；

4）精加工：对压铸件毛胚进行精加工，制成压铸件，对压铸件再进行钝化，外表面形成一层保护层，形成压铸件成品。

本发明的效果是通过使用该种成分的镁合金来制造LED灯泡散热器,使得LED照明灯泡具有良好的散热性能，重量明显减轻，工艺简单、尺寸精度高，通过散热性试验结果表明，相同试验条件下（实验环境、电功率、电流等），该镁合金与AZ31镁合金相比较结温下降了1～2℃，相当于LED寿命延长了4～16%，光通量衰减减缓1%～2%。降低了LED照明装置的制造成本和用户的使用成本。

附图说明

图1为本发明实施例一、二、三的镁合金LED灯泡散热器压铸件结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明的镁合金LED灯泡散热器压铸件及其制造方法加以说明。

本发明的镁合金LED灯泡散热器压铸件及其制造方法的设计思想是基于：LED产品的工作温度基本要控制在65℃以下（国际标准为80℃，当工作温度达到85℃时，光通量将下降一半，波长边长，即红移，超过90℃）。PN结的温度主要有环境温度、工作电流和散热装置的性能决定的。通常因为照明系统要在温度变化较大的情况下工作。因此在LED照明系统中会采取很多散热措施来进行强制冷却，长时间受热可以明显降低LED照明系统的使用寿命，高的环境温度会导致PN结温度，这会导致PN结的损耗速率加快，从而使LED得寿命下降并在整个寿命期间光衰速度加快。因此优化LED散热系统是LED照明技术的关键。

在室温下，结温与发光强度是呈反比线性的关系，结温每升高1℃，LED的发光强度会相应地减少1%左右。同样以结温度为准，若一直保持在50℃以下使用，则LED有近20000h的寿命，每上升25℃，寿命减少1/2，也就是说结温对寿命的影响呈指数性的，伤害极大。

本发明的镁合金LED灯泡散热器压铸件，该压铸件成分按重量%为：Al1.7～2.5、Zn≤0.2、Mn≥0.2、Cu≤0.008、Fe≤0.004、Ni≤0.001、Si≤0.05其他杂质之和0.01，Mg余量。

本发明的镁合金LED灯泡散热器压铸件的制造方法包括有以下步骤：

1）熔炼：按上述压铸件成分配料，熔炼采用六氟化硫与氮气的混合气体进行保护，六氟化硫与氮气的体积比为：1:50～80，将配料融化为镁合金液体备用；

2）对所用压铸的模具表面喷一层脱模剂，将模具预热，将模具预热至150～300℃，备用；

3）压铸：①压铸机合模；②步骤1）熔炼的镁合金液体浇注，浇注温度680～750℃；③完成浇注后，进行压射，压射比压40～65Mpa，压射速度2～5m/s，压射行程18～20cm；④压射行程完成后，保压2～5秒；⑤所形成的压铸件毛胚留模4～15秒后开模，将压铸件毛胚顶出，取出压铸件毛胚；⑥清理模具，以循环使用；

4）精加工：对压铸件毛胚进行精加工，制成压铸件，对压铸件再进行钝化，外表面形成一层保护层，形成压铸件成品。

实施例一的镁合金LED灯泡散热器压铸件的制造方法：

1.溶制原料：根据成分配比要求，溶制镁合金原料成分为：（含量%）Al：1.7Zn：0.2Mn：0.3Cu：0.005Fe：0.003Ni：0.0005Si：0.05其他杂质之和0.01，Mg余量。

2.制成镁锭：将步骤1溶制得到的镁合金原料制成镁合金镁锭。

3.熔炼：镁合金熔炼采用六氟化硫与氮气的混合气体进行保护，六氟化硫与氮气的体积比为：1:50～80，将镁合金融化为液体备用，熔炼温度为：700℃。

4.模具表面喷一层脱模剂。

5.模具预热：将模具预热至200℃，备用。

6.压铸：①压铸机合模；②镁液浇注，浇注温度690℃；③完成浇注后，进行压射，压射比压50Mpa，压射速度4m/s，压射行程18cm；④压射行程完成后，保压3秒；⑤留模5秒后开模，将毛胚产品顶出，取出产品；⑥清理模具，以循环使用。

7.精加工：去浇口对毛胚进行精加工。产品如图1所示。

8.在精加工后的外表面进行钝化处理，形成一层厚度为0.1mm的保护层。

9．进行散热性试验

试验条件：5W LED灯，驱动电流20mA；通电时间87-140min；取样间隔5s；出光方向水平；散热环境室内自然对流。

该镁合金相对于传统AZ31镁合金结点温度下降了1.20℃，10000小时光衰下降了1.16%，使用寿命延长了9.3%，显示出良好的散热性能。

实施例二的镁合金LED灯泡散热器压铸件的制造方法：

1.溶制原料：根据成分配比要求，溶制镁合金原料成分为：（含量%）Al：2.0Zn：0.2Mn：0.3Cu：0.005Fe：0.003Ni：0.0005Si：0.05其他杂质之和0.01，Mg余量。

2.制成镁锭：将步骤1溶制得到的镁合金原料制成镁合金镁锭。

3.熔炼：镁合金熔炼采用六氟化硫与氮气的混合气体进行保护，六氟化硫与氮气的体积比为：1:50～80，将镁合金在融化为液体备用，熔炼温度为：700℃。

4.模具表面喷一层脱模剂。

5.模具预热：将模具预热至200℃，备用。

6.压铸：①压铸机合模；②镁液浇注，浇注温度680℃；③完成浇注后，进行压射，压射比压55Mpa，压射速度4.5m/s，压射行程19cm；④压射行程完成后，保压3秒；⑤留模5秒后开模，将毛坯产品顶出，取出产品；⑥清理模具，以循环使用。

7.精加工：去浇口对毛胚进行精加工。产品如图1所示。

8.在精加工后的外表面进行钝化处理，形成一层厚度为0.1mm的保护层。

9．进行散热性试验

试验条件：5W LED灯，驱动电流20mA；通电时间87-140min；取样间隔5s；出光方向水平；散热环境室内自然对流。

该镁合金相对于传统AZ31镁合金结点温度下降了1.65℃，10000小时光衰下降了1.63%，使用寿命延长了12.3%，显示出良好的散热性能。

实施例三的镁合金LED灯泡散热器压铸件的制造方法：

1.溶制原料：根据成分配比要求，溶制镁合金原料成分为：（含量%）Al：2.4Zn：0.2Mn：0.3Cu：0.005Fe：0.003Ni：0.0005Si：0.05其他杂质之和0.01，Mg余量。

2.制成镁锭：将步骤1溶制得到的镁合金原料制成镁合金镁锭。

3.熔炼：镁合金熔炼采用六氟化硫与氮气的混合气体进行保护，六氟化硫与氮气的体积比为：1:50～80，将镁合金在融化为液体备用，熔炼温度为：720℃。

4.模具表面喷一层脱模剂。

5.模具预热：将模具预热至200℃，备用。

6.压铸：①压铸机合模；②镁液浇注，浇注温度700℃；③完成浇注后，进行压射，压射比压60Mpa，压射速度5m/s，压射行程20cm；④压射行程完成后，保压3秒；⑤留模5秒后开模，将产品顶出，取出产品；⑥清理模具，以循环使用。

7.精加工：去浇口对毛胚进行精加工。产品如图1所示。

8.在精加工后的外表面进行钝化处理，形成一层厚度为0.1mm的保护层。

9．进行散热性试验

试验条件：5W LED灯，驱动电流20mA；通电时间87-140min；取样间隔5s；出光方向水平；散热环境室内自然对流。

该镁合金相对于传统AZ31镁合金结点温度下降了1.91℃，10000小时光衰下降了1.96%，使用寿命延长了15.3%，显示出良好的散热性能。

Claims (2)

1.一种镁合金LED灯泡散热器压铸件，其特征是：该压铸件成分按重量%为：Al1.7～2.5、Zn≤0.2、Mn≥0.2、Cu≤0.008、Fe≤0.004、Ni≤0.001、Si≤0.05其他杂质之和0.01，Mg余量。

2.一种镁合金LED灯泡散热器压铸件的制造方法，该方法包括有以下步骤：

1）熔炼：按上述压铸件成分配料，熔炼采用六氟化硫与氮气的混合气体进行保护，六氟化硫与氮气的体积比为：1:50～80，将配料融化为镁合金液体备用；

2）对所用压铸的模具表面喷一层脱模剂，将模具预热，将模具预热至150～300℃，备用；

3）压铸：①压铸机合模；②步骤1）熔炼的镁合金液体浇注，浇注温度680～750℃；③完成浇注后，进行压射，压射比压40～65Mpa，压射速度2～5m/s，压射行程18～20cm；④压射行程完成后，保压2～5秒；⑤所形成的压铸件毛胚留模4～15秒后开模，将压铸件毛胚顶出，取出压铸件毛胚；⑥清理模具，以循环使用；

4）精加工：对压铸件毛胚进行精加工，制成压铸件，对压铸件再进行钝化，外表面形成一层保护层，形成压铸件成品。

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