CN106141602A - 一种金属散热片的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种金属散热片的制造工艺，先切削，再铝挤压，接着精确切割，金属粉末高速喷射，铝合金原锭熔解成液态后，充填入模型内，经过冷却与后续处理，制成单体散热片，将冲压成形的鳍片插入模具内线切割而成的间隙中，再将铝液快速充填进去，压铸成形的吸热底与插入的鳍片结合，对板材进行冲切，将鳍片固定在定制的模具中，将凸出部分弯折并互相锁合，成为排列整齐的平行鳍片，焊接锻造,再压固、螺丝锁合，接着插尺插指，最后通过热缩嵌套、机械压合成形。

Description

一种金属散热片的制造工艺

技术领域

本发明涉及一种散热片的制造工艺，特别涉及一种金属散热片的制造工艺。

背景技术

桥目前最常用的散热片材料是铜和铝合金，而铝合金容易加工，成本低，所以也是应用最多的材料,相比之下，铜的瞬间吸热能力比铝合金好，但散热的速度就较铝合金要慢,考虑了铜和铝这两种材质各自的缺点，目前市场部分高端散热器采用了铜铝结合制造，这些散热片通常都采用铜金属底座，而散热鳍片则还是采用铝合金，除了铜底，也有散热片使用铜柱等方法，也是相同的原理。凭借较高的导热系数，铜制底面可以快速吸收CPU释放的热量；铝制鳍片可以借助复杂的工艺手段制成最有利于散热的形状，并提供较大的储热空间并快速释放，这在各方面找到了的一个均衡点。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种金属散热片的制造工艺，本发明结构简单、稳固，散热效果良好的散热片的制造方法。技术方案：本发明公开一种金属散热片的制造工艺，包括如下步骤：

第一步：切削，板材成形、散热片开槽、底面修整、特殊雕刻等；

第二步：铝挤压，铝合金原锭加热至约520~540℃，利用机械加压，令铝液流经模具钢制成的挤型模具，在模具出口处对铝液进行冷却，使之迅速凝固，成为具有连续平行结构的散热片初胚；

第三步：精密切削，利用精确控制的特殊刨床切割出指定厚度的薄片，再向上弯折为直立状态，成为散热鳍片；

第四步：金属粉末喷射成形，金属粉末高速喷射，直接做成散热片初胚，再利用高温烧结，制成具有相当强度与密度的成品；

第五步：铝压铸，将铝合金原锭熔解成液态后，充填入模型内，利用压铸机一次性压铸成型，再经过冷却与后续处理，制成单体散热片；

第六步：铝压铸改进型，先将冲压成形的鳍片插入模具内线切割而成的间隙中，再将铝液快速充填进去，令压铸成形的吸热底与插入的鳍片结合；

第七步：冲压与剪切，利用安装在冲锤底端的模具对板材进行冲切，可用于各种厚度片状金属材料的加工；

第八步：折叶，在成形时，鳍片的边缘保留有一小段特别设计的凸出部分，将鳍片固定在定制的模具中，将凸出部分弯折并互相锁合，成为排列整齐的平行鳍片；

第九步：焊接，焊接方式为回流焊，又称再流焊；第十步：锻造，将铝材加热加压至降伏点，利用高压使其充填入锻造模具而成形；

第十步：锻造，将铝材加热加压至降伏点，利用高压使其充填入锻造模具而成形；

第十一步：压固、螺丝锁合，将经过表面预处理的鳍片或鳍片与吸热底定位，利用较大的压力令它们紧密的结合在一起，再以螺丝贯穿它们，于另一测用螺母锁紧，令其维持此种紧密结合的状态；

第十二步：插尺、插指，将底板切削出平行的细小凹槽，并在槽间冲压出密集的小坑，再利用60吨以上的压力将已经成形的鳍片插入凹槽之中，插入深度可达2mm左右，把鳍片固定在底板之中，将插尺中的鳍片形状由片状改为柱状；

第十三步：热缩嵌套，在铝挤压成形的散热片底部保留出一部分空间，将之加热到一定温度，令其保留空间因热膨胀而扩大，趁机嵌入尺寸、形状合适的铜棒或铜板；令铝质鳍片迅速冷却，体积缩小后套紧嵌入的铜件；

第十四步：机械压合，将一块尺寸略大于鳍片铝孔的铜块，依靠机械的压力，将其塞入铝孔内，依靠金属的应力压合在一起。

进一步，金属粉末喷射成形时的工艺条件相对密度95%-98%，这样可以增加产品的稳定性。

进一步，铝压铸的脱模留量最好不要大于0.8mm,这样加工出来的面基本看不到气孔的，因为有硬质层的保护。

本发明结构简单、稳固，散热效果良好，投资少、技术门槛低、开发周期短，易于投产，模具费用、生产成本低，产量大，适用范围广。

附图说明

图 1 是散热片的制造工艺工艺框图。

具体实施方式

以下结合附图并通过具体实施例对本发明做进一步阐述，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1：

如图1所示一种金属散热片的制造工艺，包括如下步骤：

第一步：切削，板材成形、散热片开槽、底面修整、特殊雕刻等；

第二步：铝挤压，铝合金原锭加热至约520~540℃，利用机械加压，令铝液流经模具钢制成的挤型模具，在模具出口处对铝液进行冷却，使之迅速凝固，成为具有连续平行结构的散热片初胚；

第三步：精密切削，利用精确控制的特殊刨床切割出指定厚度的薄片，再向上弯折为直立状态，成为散热鳍片，吸热底与鳍片一体成形，连接面积大，不存在介面阻抗，鳍片较厚，能够更有效利用散热表面积，此外，切割而成的鳍片排列密集，能在单位体积内获得更大的散热面积；

第四步：金属粉末喷射成形，金属粉末高速喷射，直接做成散热片初胚，再利用高温烧结，制成具有相当强度与密度的成品，金属粉末烧结一体成型，热传导率高；可加工具有复杂形状的散热片，设计者受限制较少；

第五步：铝压铸，将铝合金原锭熔解成液态后，充填入模型内，利用压铸机一次性压铸成型，再经过冷却与后续处理，制成单体散热片，一体成形，无介面阻抗；可制造细薄、密集或结构复杂的鳍片，易于一些特殊设计的实现；

第六步：铝压铸改进型，先将冲压成形的鳍片插入模具内线切割而成的间隙中，再将铝液快速充填进去，令压铸成形的吸热底与插入的鳍片结合，介面阻抗较其它接合型工艺低；鳍片可采用具有更高热传导率的材料，且预先加工的鳍片可具有更大的瘦长比；

第七步：冲压与剪切，利用安装在冲锤底端的模具对板材进行冲切，可用于各种厚度片状金属材料的加工，可根据需要加工出各种特殊形状，适用范围较广，可大批量自动化生产；

第八步：折叶，在成形时，鳍片的边缘保留有一小段特别设计的凸出部分，将鳍片固定在定制的模具中，将凸出部分弯折并互相锁合，成为排列整齐的平行鳍片，机械锁合结构简单，工序少；可补偿鳍片与吸热底后续连接产生的介面阻抗；

第九步：焊接，焊接方式为回流焊，又称再流焊，吸热底与鳍片的组合多种多样，相关生产设备已经非常成熟，易于大规模生产；

第十步：锻造，将铝材加热加压至降伏点，利用高压使其充填入锻造模具而成形；

第十一步：压固、螺丝锁合，将经过表面预处理的鳍片或鳍片与吸热底定位，利用较大的压力令它们紧密的结合在一起，再以螺丝贯穿它们，于另一测用螺母锁紧，令其维持此种紧密结合的状态；

第十二步：插尺、插指，将底板切削出平行的细小凹槽，并在槽间冲压出密集的小坑，再利用60吨以上的压力将已经成形的鳍片插入凹槽之中，插入深度可达2mm左右，把鳍片固定在底板之中，将插尺中的鳍片形状由片状改为柱状；

第十三步：热缩嵌套，在铝挤压成形的散热片底部保留出一部分空间，将之加热到一定温度，令其保留空间因热膨胀而扩大，趁机嵌入尺寸、形状合适的铜棒或铜板；令铝质鳍片迅速冷却，体积缩小后套紧嵌入的铜件；

第十四步：机械压合，将一块尺寸略大于鳍片铝孔的铜块，依靠机械的压力，将其塞入铝孔内，依靠金属的应力压合在一起。

进一步，金属粉末喷射成形时的工艺条件相对密度95%-98%，这样可以增加产品的稳定性。

进一步，铝压铸的脱模留量最好不要大于0.8mm,这样加工出来的面基本看不到气孔的，因为有硬质层的保护。

本发明结构简单、稳固，散热效果良好，投资少、技术门槛低、开发周期短，易于投产，模具费用、生产成本低，产量大，适用范围广。

Claims (3)

1.一种金属散热片的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：切削，板材成形、散热片开槽、底面修整、特殊雕刻等；

第二步：铝挤压，铝合金原锭加热至约520~540℃，利用机械加压，令铝液流经模具钢制成的挤型模具，在模具出口处对铝液进行冷却，使之迅速凝固，成为具有连续平行结构的散热片初胚；

第三步：精密切削，利用精确控制的特殊刨床切割出指定厚度的薄片，再向上弯折为直立状态，成为散热鳍片；

第四步：金属粉末喷射成形，金属粉末高速喷射，直接做成散热片初胚，再利用高温烧结，制成具有相当强度与密度的成品；

第五步：铝压铸，将铝合金原锭熔解成液态后，充填入模型内，利用压铸机一次性压铸成型，再经过冷却与后续处理，制成单体散热片；

第六步：铝压铸改进型，先将冲压成形的鳍片插入模具内线切割而成的间隙中，再将铝液快速充填进去，令压铸成形的吸热底与插入的鳍片结合；

第七步：冲压与剪切，利用安装在冲锤底端的模具对板材进行冲切，可用于各种厚度片状金属材料的加工；

第八步：折叶，在成形时，鳍片的边缘保留有一小段特别设计的凸出部分，将鳍片固定在定制的模具中，将凸出部分弯折并互相锁合，成为排列整齐的平行鳍片；

第九步：焊接，焊接方式为回流焊，又称再流焊；

第十步：锻造，将铝材加热加压至降伏点，利用高压使其充填入锻造模具而成形；

第十一步：压固、螺丝锁合，将经过表面预处理的鳍片或鳍片与吸热底定位，利用较大的压力令它们紧密的结合在一起，再以螺丝贯穿它们，于另一测用螺母锁紧，令其维持此种紧密结合的状态；

第十二步：插尺、插指，将底板切削出平行的细小凹槽，并在槽间冲压出密集的小坑，再利用60吨以上的压力将已经成形的鳍片插入凹槽之中，插入深度可达2mm左右，把鳍片固定在底板之中，将插尺中的鳍片形状由片状改为柱状；

第十三步：热缩嵌套，在铝挤压成形的散热片底部保留出一部分空间，将之加热到一定温度，令其保留空间因热膨胀而扩大，趁机嵌入尺寸、形状合适的铜棒或铜板；令铝质鳍片迅速冷却，体积缩小后套紧嵌入的铜件；

第十四步：机械压合，将一块尺寸略大于鳍片铝孔的铜块，依靠机械的压力，将其塞入铝孔内，依靠金属的应力压合在一起。

2.根据权利要求书1所述一种金属散热片的制造工艺，其特征在于，所述金属粉末喷射成形时的工艺条件相对密度95%-98%。

3.根据权利要求书1所述一种金属散热片的制造工艺，其特征在于，所述铝压铸的脱模留量最好不要大于0.8mm,这样加工出来的面基本看不到气孔的，因为有硬质层的保护。