CN109531083A - 一种半导体散热器及其加工方法 - Google Patents

一种半导体散热器及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明具体涉及一种半导体散热器及其加工方法，其包括如下步骤：S1、原材料处理，S2、热处理，S3、预成型，S4、二次热处理，S5、摆辗成型本发明所提供的散热器的加工方法加工温度较低，无需大量切削，节省材料，且加工出来的散热器的散热柱子的散热面积较大。

Description

一种半导体散热器及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种加工方法，具体涉及一种半导体散热器及其加工方法。
背景技术
散热器是热水(或蒸汽)采暖系统中重要的、基本的组成部件。热水在散热器内降温(或蒸汽在散热器内凝结)向室内供热，达到采暖的目的。散热器的金属耗量和造价在采暖系统中占有相当大的比例，因此，散热器的正确选用涉及系统的经济指标和运行效果.
现有技术中散热器的加工方法存在加工温度过高，且废材料，散热器的生产效率低下，所加工出来的散热器柱子的散热面积太小等缺陷。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明提供了一种半导体散热器及其加工方法，本发明所提供的散热器的加工方法加工温度较低，无需大量切削，节省材料，且加工出来的散热器的散热柱子的散热面积较大。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种半导体散热器加工方法，包括如下步骤：
S1、原材料处理
选取T2纯铜作为原材料，将所述T2纯铜用锯床切割，得到圆柱毛坯；
S2、热处理
将所述圆柱毛坯用井式真空退火炉进行退火处理；
基于上述技术方案，采用井式真空退火炉进行退火处理，可以降低硬度，改善切削加工性，残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向，细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷，均匀材料组织和成分，改善材料性能或为以后热处理做组织准备。
S3、预成型
将步骤S2中经过退火处理的圆柱毛坯放在第一下模上用T200摆动辗压机进行一次预成型，且上模按照圆形轨迹转动，下模上移；
基于上述技术方案，采用预成型处理使得纯铜流动更加容易充满型腔，同时为二次成形提供固定点。
S4、二次热处理
将步骤S3中经过预成型的圆柱毛坯用井式真空退火炉进行第二次退火处理；
基于上述技术方案，进过摆动辗压是连续的局部成形加工，所以强度很高。降低硬度，改善切削加工性.
S5、摆辗成型
将步骤S4中经过二次退火处理的圆柱毛坯放在第二下模上，用T630摆动辗压机辗压成型上模按圆形轨迹转动，下模上移，得到半导体散热器，所述上模的轴线与竖直方向之间的角度为0～5°。
基于上述技术方案，上模的摆头角度根据上模角度确定，上模角度在设计时就有意考量摆角，因为散热器成形大部分型腔在下模中，所以金属流向应尽量往纵向流动，使其更加容易充满型腔，保证金属内部的金属流线纤维不被破坏，提高散热器的内柱的机械强度.
进一步的：去飞边，将步骤S5中所述的半导体散热器用车床进行一次车削，得到最终的半导体散热器。
基于上述技术方案，采用一次车削，减少材料的浪费和工作时间。
进一步的，步骤S1中，所选T2纯铜为直径为49mm的T2纯铜棒。
4.根据权利要求2所述半导体散热器加工方法，其特征在于，步骤S1中，所述圆柱毛坯的厚度为40～60mm。
进一步的，步骤S2中，所述井式真空退火炉的温度为500～700℃。
进一步的，步骤S3中，所述圆柱毛坯在T200摆动辗压机上的工进量为8.4～20mm/s。
进一步的，步骤S5具体过程为，将所述二次退火处理的圆柱毛坯装在T630摆动辗压机的下模上，上模在所述圆柱毛坯上按圆形轨迹碾压，所述上模的轴线与竖直方向之间的角度为0～5°，保压时间为1～3s，在所述圆柱毛坯上施加的压力为总压力的40～60％。。
基于上述技术方案，圆形轨迹是摆辗机上模的一种运动方式；是上模与圆柱毛坯接触部分，在水平面的投影路径。
进一步的，在所述第一下模和所述第二下模上由中心向边缘依次设置第一圆柱通槽、若干第一通槽、若干第二通槽和突出的弧形槽，各所述第一通槽绕所述下模的周向设置，各所述第二通槽绕所述下模的周向设置，所述第一通槽和所述第二通槽均包括中间的第二圆柱通槽和左右两边与所述第二圆柱通槽连通的条形通槽。
进一步的，所述第一下模上的各所述槽体长度小于所述第二下模上的各所述槽体。
本发明还提供了一种半导体散热器。
本发明的有益效果在于：
1.摆辗成形可以加工强度高表面粗糙度好的工件，而普通热锻无法满足。
2.因为冷摆辗在加工过程中有对工件进行球化退火，为后续热处理准备好了相宜条件。在辗压成形时没有破坏工件组织，工件表面硬化强度高，表面粗糙度最高可以达到Ra0.4。
3.冷摆辗可以加工表面截面变化大的工件，加工工效将大大提高，减少加工成本，同时将很大程度减少原材料消耗，降低工件原材料成本。
4.摆辗成形可以加工形状复杂，上下面都有形状的工件，摆辗成形可以准确定位，能够保证形位工差，加工效率高。
5.摆辗成形接触面积小(线接触)的力量大，可以加工较大工件
附图说明
本发明的具体结构由以下实施例及其附图给出的。
图1是本发明所提供的第一下模和第二下模的俯视图。
图1中各标号所代表的部件列表如下：
1、第一圆柱通槽，2、第一通槽，3、第二通槽，4、环形槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
选取直径为49mm的T2纯铜作为原材料，将所述T2纯铜用锯床切割成厚度为40mm圆柱毛坯；将圆柱毛坯在500℃的井式真空退火炉中进行退火处理；接着用T200摆动辗压机进行一次预成型，且T200摆动辗压机的工进量为8.4mm/s，；接着用井式真空退火炉进行第二次退火处理；接着将工件放入到T630摆动辗压机的下模中，上模采用圆形轨迹进行摆辗成型，保压时间为1s，压力运用总压力的40％，然后采用车场进行一次车削，最终得到半导体散热器。
实施例2
选取直径为49mm的T2纯铜作为原材料，将所述T2纯铜用锯床切割成厚度为50mm圆柱毛坯；将圆柱毛坯在600℃的井式真空退火炉中进行退火处理；接着用T200摆动辗压机进行一次预成型，且T200摆动辗压机的工进量为10mm/s，；接着用井式真空退火炉进行第二次退火处理；接着将工件放入到T630摆动辗压机的下模中，上模采用圆形轨迹进行摆辗成型，保压时间为1.2s，压力运用总压力的50％，然后采用车场进行一次车削，最终得到半导体散热器。
实施例3
选取直径为49mm的T2纯铜作为原材料，将所述T2纯铜用锯床切割成厚度为60mm圆柱毛坯；将圆柱毛坯在700℃的井式真空退火炉中进行退火处理；接着用T200摆动辗压机进行一次预成型，且T200摆动辗压机的工进量为20mm/s，；接着用井式真空退火炉进行第二次退火处理；接着将工件放入到T630摆动辗压机的下模中，上模采用圆形轨迹进行摆辗成型，保压时间为3s，压力运用总压力的60％，然后采用车场进行一次车削，最终得到半导体散热器。
实施例4
T630摆动辗压机下模上由中心向边缘依次设置圆柱槽1、若干第一槽体2、若干第二槽体3和环形槽4，各所述第一槽体2绕所述下模的周向设置，各所述第二槽体3绕所述下模的周向设置。
对比例
1.要求工件强度高表面粗糙度好普通热锻无法满足要求时可以考虑摆辗成形。因为摆辗在加工过程中有对工件进行球化退火，为后续热处理准备好了相宜条件。在辗压成形时没有破坏工件组织，工件表面硬化强度高，表面粗糙度最高可以达到Ra0.4。
2.当工件表面截面变化大，用普通加工方法加工困难时可以冷摆辗加工。这样在加工工效将大大提高，减少加工成本，同时将很大程度减少原材料消耗，降低工件原材料成本。
3.当工件形状复杂，上下面都有型腔，普通机加工存在定位困难，不好保证形位工差，加工效率低下，可以摆辗成形。
4.当工件是以板料上面有形状要求的，如果用普通加工工存在加工量大，效率低下，可以用摆辗成形
5.当工件为铝铜材质，对强度有要求且后续加工要镀银或阳极氧化时，普通热锻或铸造无法满足要求时可以用冷摆辗加工。
6.摆辗成形可以实现一些普通机加工加工十分困难或者加工时间很长，加工过程去处材料很多，原材料消耗多
7.以前使用粉末冶金加工工艺无法满足工件使用强度要求，这种加工可以摆辗成形。
8.与冷挤压对比摆辗成形在同一功率输出下接触面积小(线接触)的力量大，所以可以加工较大工件
9.对比热锻，摆辗成形加工环境好，加工精度高(热锻会有氧化皮，而氧化皮是容易脱落的，随之产生凹坑，影响尺寸精度)。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种半导体散热器加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原材料处理
选取T2纯铜作为原材料，将所述T2纯铜用锯床切割，得圆柱毛坯；
S2、热处理
将所述圆柱毛坯用井式真空退火炉进行退火处理；
S3、预成型
将步骤S2中经过退火处理的圆柱毛坯放在第一下模上用T200摆动辗压机进行一次预成型，且上模按照圆形轨迹转动，下模上移；
S4、二次热处理
将步骤S3中经过预成型的圆柱毛坯用井式真空退火炉进行第二次退火处理；
S5、摆辗成型
将步骤S3中经过二次退火处理的圆柱毛坯放在第二下模上，用T630摆动辗压机辗压成型且上模按圆形轨迹转动，下模上移，得到半导体散热器，所述上模的轴线与竖直方向之间的角度为0～5°。
2.根据权利要求1所述半导体散热器加工方法，其特征在于，还包括如下步骤：去飞边，将步骤S5中所述的半导体散热器用车床进行一次车削，得到最终的半导体散热器。
3.根据权利要求2所述半导体散热器加工方法，其特征在于，步骤S1中，所选T2纯铜为直径为49mm的T2纯铜棒。
4.根据权利要求2所述半导体散热器加工方法，其特征在于，步骤S1中，所述圆柱毛坯的厚度为40～60mm。
5.根据权利要求2所述半导体散热器加工方法，其特征在于，步骤S2中，所述井式真空退火炉的温度为500～700℃。
6.根据权利要求2所述半导体散热器加工方法，其特征在于，步骤S3中，所述圆柱毛坯在T200摆动辗压机上的工进量为8.4～20mm/s。
7.根据权利要求2所述半导体散热器加工方法，其特征在于，步骤S5具体过程为，将所述二次退火处理的圆柱毛坯装在T630摆动辗压机的下模上，上模在所述圆柱毛坯上按圆形轨迹碾压，保压时间为1～3s，在所述圆柱毛坯上施加的压力为总压力的40～60％。
8.根据权利要求7所述半导体散热器加工方法，其特征在于，在所述第一下模和所述第二下模上由中心向边缘依次设置第一圆柱通槽(1)、若干第一通槽(2)、若干第二通槽(3)和环形槽(4)，各所述第一通槽(2)绕所述下模的周向设置，各所述第二通槽(3)绕所述下模的周向设置，所述第一通槽(2)和所述第二通槽(3)均包括中间的第二圆柱通槽和左右两边与所述第二圆柱通槽连通的条形通槽。
9.根据权利要求8所述半导体散热器加工方法，其特征在于，所述第一下模上的各所述槽体长度小于所述第二下模上的各所述槽体。
10.一种根据权利要求1至9任一所述半导体散热器加工方法加工得到的半导体散热器。
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