CN107160122A - 一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺 - Google Patents

一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺，包括备料、铸造、冲压、抛光、涂层、焊接、涂胶步骤，备料步骤基座和连接件采用H70黄铜，翅片采用6063铝合金片，基座和连接件采用铸造方式制成，冲压步骤采用冲压模具处理铝合金片得到，对基座坯的接合面抛光，对翅片表面涂两层涂层，再钎焊和氩弧焊组合焊接，焊接后涂胶，即得到所需散热器。本发明的工艺、产品和配方形成一个有机的整体，尤其是两层涂层的设计和散热片的形状结构设计，具有突出的防盐雾和防冻性能。

Description

一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺
技术领域
本发明涉及热能设备领域，尤其涉及一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺。
背景技术
散热器，尤其是翅片式散热器，广泛应用于电子、电脑、供暖器、汽车配件上，现有的翅片设计种类繁多、但不够精细，使用久了会增加整体的热阻，影响传热效率；发热元件和散热器的配合面不够紧密，也会使导热受阻，使得发热元件积聚热量，造成局部高温，既影响使用寿命，又存在安全隐患。
而散热器的制备方法中也存在一些缺陷，纯铸造的方式虽然简单易行，但散热效能欠佳，或者分别加工后拼接，使用寿命和工艺稳定性会有问题，另外还有滚压翅片工艺，铜/铝/镁锻造接合工艺等，不一而足。对于散热器而言，在不同场合需要有不同的性能要求，如海上作业的机械需要有防盐雾的性能，不然很容易使散热器产生电化学腐蚀而损坏；而散热器有时也在低温环境下工作，需要有长期耐受而不影响性能的能力。
发明内容
发明目的：本发明设计一种工艺简单、结构精细、防盐雾、抗低温的散热器制备工艺、利用这种工艺生产的散热器以及涂覆于散热器翅片上散热胶，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容：一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺，包括如下步骤：
（1）、备料：准备散热器的基本材料，基座和连接件原材料采用H70黄铜，翅片原材料采用厚度1.2-2mm的6063铝合金片，将原材料清洗干净；
（2）、铸造：将H70黄铜放入对应铸造模具中，铸造成需要形状，在825-850℃下进行加工，然后充分低温热处理释放内应力，低温热处理温度265-270℃，得到基座坯和连接件坯，基座坯具有接合面用以接合发热工件，基座坯还具有接合槽用以接合翅片；
（3）、冲压：将步骤（1）中所述的6063铝合金片用翅片冲压模具进行冲压成型，形成翅片坯；
（4）、抛光：用切削工具去除基座坯和连接件坯的底面的毛边后，对基座坯的接合面依次用200#、500#、1000#、1500#、3000#、6000#的砂纸磨制，再用抛光膏进行机械抛光，得到基座和连接件；
（5）、涂层：对翅片坯表面进行双层喷涂形成第一涂层和第二涂层，第一涂层采用富镁涂料对翅片坯表面进行喷涂，第二层采用特氟龙涂料对第一涂层表面进行喷涂，喷涂后粗糙度Ra大于6.4μm，得到翅片，所述富镁涂料包含以下重量份的组分：
镁粉 30-50份
亲水性涂料 45-75份
硬脂酸镁 5-15份
助剂 0-5份；
（6）、焊接：将基座、连接件放入真空钎焊炉中进行钎焊，钎焊温度630～645℃，真空度（2-3）X10-3 Pa，焊接时将连接件焊接在基座的相应位置；取出基座和连接件的一体件，然后采用氩弧焊的方式将翅片焊接在基座的接合槽，焊缝宽度5-12mm，再焊接连接件与翅片需要接合的部分，焊缝宽度3-8mm；
（7）、涂胶：在每相邻两片翅片之间的空间均匀涂覆散热胶，即得到成品散热器。
作为优选，所述抛光膏为粒径小于500nm的纳米氧化铝和纳米氢氧化铝的混合物。抛光膏为纳米材料抛光更细腻，提高抛光的均匀程度和效率。
作为优选，步骤（5）中，所述富镁涂料组成成分中的亲水性涂料为水性环氧树脂涂料。水性环氧涂料粘结性、亲水性、反应性皆良好，适合做金属涂层的载体涂料。
一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺中的散热器，包括基座、连接件、翅片，所述基座一端具有接合面、前后两侧安装一组连接件，所述翅片通过位于基座的翅片槽焊接并布满基座的上下两侧，基座每侧的一组翅片为翅片组；
所述翅片整体呈波浪形、具有若干起伏段，所述起伏段的宽度在2~10mm，所述翅片布置有散热孔，所述翅片表面由内而外涂覆有第一涂层和第二涂层，所述第一涂层为富镁涂料，所述第二涂层为特氟龙涂料。
作为优选，所述接合面的表面粗糙度Ra小于0.4μm。接合面需要与发热工件接合故而光滑程度需要很高，以达到初段的传热效率，很关键。
作为优选，所述连接件在基座的前后两侧各具有两片，同侧的两片连接件对称连接上侧和下侧的翅片组。连接件的结构设计不仅使翅片连接更稳定，更令整个系统的传热导向更顺利，效率更高。
一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺中的一种散热胶，包含以下重量份的组分：
氢氧化铝 20-30份
球形氧化铝 20-30份
石墨烯 5-15份
甲基乙基硅油 3-15份
氨基硅油 0.5-5份
气相二氧化硅 0.3-3份
硅烷偶联剂 1-2.5份。
作为优选，所述球形氧化铝组分的粒径小于25μm，所述石墨烯组分的粒径小于500nm。小粒径球形氧化铝利于均匀涂覆散热，小颗粒纳米石墨烯传热效率极高。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺，操作简便、防冻防盐雾、性能优越。基座和连接件采用铸造、翅片采用冲压的方式既相互区别又有联系，两者选用的材料抗冻性能佳；翅片的形状设计使其具有极大的表面积，大大增强散热面积和有效散热面积；第一涂层和第二涂层，富镁涂料和特氟龙涂料的防腐蚀作用配合良好，前者防盐雾腐蚀，后者防酸碱盐腐蚀且抗冻；散热胶在现有的技术上改良，具有常规温度和较低温度下均具有优良的散热性能。本发明的工艺、产品和配方形成一个有机的整体，尤其是两层涂层的设计和散热片的形状结构设计，具有突出的防盐雾和防冻性能。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程示意图，图2是本发明实施例的散热器结构示意图。
图中：1-基座，10-接合面，11-翅片槽，2-连接件，3-翅片，30-翅片组，31-起伏段，4-散热孔。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
如图1，一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺，包括如下步骤：
（1）、备料：准备散热器的基本材料，基座和连接件原材料采用H70黄铜，翅片原材料采用厚度1.2-2mm的6063铝合金片，将原材料清洗干净；
（2）、铸造：将H70黄铜放入对应铸造模具中，铸造成需要形状，在825-850℃下进行加工，然后充分低温热处理释放内应力，低温热处理温度265-270℃，得到基座坯和连接件坯，基座坯具有接合面用以接合发热工件，基座坯还具有接合槽用以接合翅片；
（3）、冲压：将步骤（1）中所述的6063铝合金片用翅片冲压模具进行冲压成型，形成翅片坯；
（4）、抛光：用切削工具去除基座坯和连接件坯的底面的毛边后，对基座坯的接合面依次用200#、500#、1000#、1500#、3000#、6000#的砂纸磨制，再用抛光膏进行机械抛光，得到基座和连接件，所述抛光膏为粒径小于500nm的纳米氧化铝和纳米氢氧化铝的混合物；
（5）、涂层：对翅片坯表面进行双层喷涂形成第一涂层和第二涂层，第一涂层采用富镁涂料对翅片坯表面进行喷涂，第二层采用特氟龙涂料对第一涂层表面进行喷涂，喷涂后粗糙度Ra大于6.4μm，得到翅片，所述富镁涂料包含以下重量份的组分：
镁粉 30-50份
亲水性涂料 45-75份
硬脂酸镁 5-15份
助剂 0-5份；
（6）、焊接：将基座、连接件放入真空钎焊炉中进行钎焊，钎焊温度630～645℃，真空度（2-3）X10-3 Pa，焊接时将连接件焊接在基座的相应位置；取出基座和连接件的一体件，然后采用氩弧焊的方式将翅片焊接在基座的接合槽，焊缝宽度5-12mm，再焊接连接件与翅片需要接合的部分，焊缝宽度3-8mm；
（7）、涂胶：在每相邻两片翅片之间的空间均匀涂覆散热胶，即得到成品散热器。
如图2，一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺中的散热器，包括基座1、连接件2、翅片3，所述基座1一端具有接合面10、前后两侧安装一组连接件2，所述翅片3通过位于基座1的翅片槽11焊接并布满基座1的上下两侧，基座1每侧的一组翅片3为翅片组30，每一组翅片组30的翅片数量在8~12；所述连接件2在基座1的前后两侧各具有两片，连接件2呈“U”形，同侧的两片连接件2对称连接上侧和下侧的翅片组30；
所述翅片3整体呈波浪形、具有若干起伏段31，所述起伏段31的宽度在2~10mm，所述翅片3以矩阵形式布置有散热孔4，所述翅片3表面由内而外涂覆有第一涂层和第二涂层，所述第一涂层为富镁涂料，所述第二涂层为特氟龙涂料；
所述接合面10的表面粗糙度Ra小于0.2μm，且接合的发热工件也按照所述焊接工艺步骤（4）抛光至表面粗糙度Ra小于0.2μm。
一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺中的一种散热胶，包含以下重量份的组分：
氢氧化铝 20-30份
球形氧化铝 20-30份
石墨烯 5-15份
甲基乙基硅油 3-15份
氨基硅油 0.5-5份
气相二氧化硅 0.3-3份
硅烷偶联剂 1-2.5份；
所述球形氧化铝组分的粒径小于25μm，所述石墨烯组分的粒径小于500nm。
以上实施例仅用以说明本发明的优选技术方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，所做出的若干改进或等同替换，均视为本发明的保护范围，仍应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、备料：准备散热器的基本材料，基座和连接件原材料采用H70黄铜，翅片原材料采用厚度1.2-2mm的6063铝合金片，将原材料清洗干净；
（2）、铸造：将H70黄铜放入对应铸造模具中，铸造成需要形状，在825-850℃下进行加工，然后充分低温热处理释放内应力，低温热处理温度265-270℃，得到基座坯和连接件坯，基座坯具有接合面用以接合发热工件，基座坯还具有接合槽用以接合翅片；
（3）、冲压：将步骤（1）中所述的6063铝合金片用翅片冲压模具进行冲压成型，形成翅片坯；
（4）、抛光：用切削工具去除基座坯和连接件坯的底面的毛边后，对基座坯的接合面依次用200#、500#、1000#、1500#、3000#、6000#的砂纸磨制，再用抛光膏进行机械抛光，得到基座和连接件；
（5）、涂层：对翅片坯表面进行双层喷涂形成第一涂层和第二涂层，第一涂层采用富镁涂料对翅片坯表面进行喷涂，第二层采用特氟龙涂料对第一涂层表面进行喷涂，喷涂后粗糙度Ra大于6.4μm，得到翅片，所述富镁涂料包含以下重量份的组分：
镁粉 30-50份
亲水性涂料 45-75份
硬脂酸镁 5-15份
助剂 0-5份；
（6）、焊接：将基座、连接件放入真空钎焊炉中进行钎焊，钎焊温度630～645℃，真空度（2-3）X10-3 Pa，焊接时将连接件焊接在基座的相应位置；取出基座和连接件的一体件，然后采用氩弧焊的方式将翅片焊接在基座的接合槽，焊缝宽度5-12mm，再焊接连接件与翅片需要接合的部分，焊缝宽度3-8mm；
（7）、涂胶：在每相邻两片翅片之间的空间均匀涂覆散热胶，即得到成品散热器。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺，其特征在于，所述抛光膏为粒径小于500nm的纳米氧化铝和纳米氢氧化铝的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺，其特征在于，步骤（5）中，所述富镁涂料组成成分中的亲水性涂料为水性环氧树脂涂料。
4.一种根据权利要求1~3任一项所述的一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺中的散热器，其特征在于，包括基座、连接件、翅片，所述基座一端具有接合面、前后两侧安装一组连接件，所述翅片通过翅片槽焊接并布满基座的上下两侧，基座每侧的一组翅片为翅片组；
所述翅片整体呈波浪形、具有若干起伏段，所述起伏段的宽度在2~10mm，所述翅片以矩阵形式布满散热孔，所述翅片表面由内而外涂覆有第一涂层和第二涂层，所述第一涂层为富镁涂料，所述第二涂层为特氟龙涂料。
5.根据权利要求4所述的一种散热器，其特征在于，所述接合面的表面粗糙度Ra小于0.4μm。
6.根据权利要求4所述的一种散热器，其特征在于，所述连接件在基座的前后两侧各具有两片，同侧的两片连接件对称连接上侧和下侧的翅片组。
7. 一种根据权利要求1~3任一项所述的一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺中的一种散热胶，其特征在于，包含以下重量份的组分：
氢氧化铝 20-30份
球形氧化铝 20-30份
石墨烯 5-15份
甲基乙基硅油 3-15份
氨基硅油 0.5-5份
气相二氧化硅 0.3-3份
硅烷偶联剂 1-2.5份。
8.根据权利要求7所述的一种散热胶，其特征在于，所述球形氧化铝组分的粒径小于25μm，所述石墨烯组分的粒径小于500nm。
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