CN114749502B - 一种散热片铝型材挤压工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种散热片铝型材挤压工艺，步骤包括：将铝棒加热；将塞片和塞块插入定形模具的模孔中；将模具加热并保温；将加热后的模具安放在挤压机上；先用顶杆顶住塞块，使塞块保持不动，同时按0.2‑0.3m/min的挤压速度缓慢进行挤压；当塞片从模孔中伸出一半以上的长度后，松开顶杆，然后以0.3‑0.4m/min的挤压速度缓慢进行挤压；当塞块和塞片从模孔中掉落后，移走顶杆，然后以5.5‑6m/min的挤压速度进行挤压；挤压结束后，对所得散热片进行后续处理。采用本发明方案，能够一次性顺利挤压出合格，不仅大幅降低了制造成本，而且无需多次调整型腔内不同区域的坯料流速，在防止定型模具的窄缝变形的情况下还具有引导挤压料流动的作用。

Description

一种散热片铝型材挤压工艺
技术领域
本发明属于铝型材挤压技术领域，尤其涉及一种散热片铝型材挤压工艺。
背景技术
本发明所述散热片铝型材是指铝板基体上设置有多个间隔且平行布置的散热片，这种散热片铝型材多用作笔记本电脑散热器、汽车散热器的核心部件。
目前，散热片铝型材主要是通过挤压工艺制得，其挤压过程中所用的定形模具的模孔分别两部分，一是匹配于散热片的窄缝，窄缝两侧壁为定形片，二是匹配于铝板基体的宽缝。由于散热片铝型材的散热片数量较多、厚度较薄且相邻散热片间距较小，特别是高性能散热片铝型材的相邻散热片间距仅有5-10mm、散热片厚度仅约3mm，与之相适配的定形模具的窄缝宽度仅约3mm，这就使得挤压过程中定形模具的窄缝宽度极易发生变化，进而导致模具薄弱部位（模孔内窄缝侧壁/定形片）损坏。对此，现有解决方式主要有两种，一是在型腔内精确控制不同区域的坯料流速，尽可能避免流场不均，二是对损坏的模具修复后再使用。
然而，对于高性能散热片铝型材，采用前述方式一往往需要耗费三套定形模具（单套模具价格1.5-5千元）才能顺利地挤压出合格产品，即使借助于相关模拟软件预先模拟挤压过程中，也需要多次调整不同区域的坯料流速，采用前述方式二对模具师傅（钳工）的要求非常高，且修复难度很大，这种方式目前很少使用。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种能够一次性顺利挤压出合格产品的散热片铝型材挤压工艺。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。
一种散热片铝型材挤压工艺，其特征在于，步骤包括：
步骤1，将铝棒加热至480-520℃；
步骤2，将塞片和塞块插入定形模具的模孔中；
步骤3，将模具加热并在460-480℃的氛围中保温5-5.5小时；
步骤4，将加热后的模具安放在挤压机上；
步骤5，先用顶杆顶住塞块，使塞块保持不动，同时按0.2-0.3m/min的挤压速度缓慢进行挤压；
步骤6，当塞片从模孔中伸出一半以上的长度后，松开顶杆，然后以0.3-0.4m/min的挤压速度缓慢进行挤压；
步骤7，当塞块和塞片从模孔中掉落后，移走顶杆，然后以5.5-6m/min的挤压速度进行挤压；
步骤8，挤压结束后，对所得散热片进行后续处理。
进一步地，步骤5中，在位于塞片端侧的定形模具出口横向设置有档杆，档杆外接伸缩器，初始状态下的档杆与塞片端侧的距离控制在3-5mm，当所有塞片端侧同时抵靠在档杆上后，以0.2-0.3m/min的速度控制档杆后移。
作为优选，步骤6中，当塞片从模孔中即将掉落时，松开顶杆，然后以0.3-0.4m/min的挤压速度缓慢进行挤压。
作为优选，所述塞片长度等于定形模具的模孔长度，这样地方案便于快速将塞片调整到位，且更有利于观察塞片其实移动状态。
进一步地，所述塞片的高度比定形模具的翅片高3-5mm，高出翅片顶部的部分卡入所述塞块的缝槽内。
作为优选，所述塞片为模具钢制得，其表面粗糙度为Ra0.2。
有益效果：采用本发明方案，能够一次性顺利挤压出合格，将现有方式中往往需要耗费三套定形模具缩减到一套，不仅大幅降低了制造成本，而且无需多次调整型腔内不同区域的坯料流速；本发明方案中的塞片和塞块配合在定形模具的模孔中，挤压初始阶段利用挤压力驱动塞片和塞块外移，在防止定型模具的窄缝变形的情况下还具有引导挤压料流动的作用。
附图说明
图1为实施例中所用的定形模具示意图（塞片和塞块完全插入定形模具的模孔中）；
图2为实施例中所用的定形模具示意图（塞片和塞块后移时的状态）；
图3为实施例中所用的定形模具的局部剖面状态。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
实施例1
一种散热片铝型材挤压工艺，该散热片铝型材的相邻散热片间距为5mm、散热片厚度仅2.5mm，与之相适配的定形模具的窄缝5宽度为2.6mm，该工艺的步骤包括：
步骤1，将铝棒加热至500℃，采用梯度加热的方式，分六道工序依序加热至200℃、320℃、400℃、450℃、480℃、500℃；
步骤2，如图1至图3所示，将塞片1和塞块2插入定形模具3的模孔中，使得塞片1端侧与定形模具3的出口端面齐平；其中，塞片1采用模具钢制得，其表面粗糙度为Ra0.2，塞片1的厚度约等于定形模具3的窄缝5宽度，为2.5mm；塞片1长度等于定形模具3的模孔长度，为150mm；
步骤3，将模具加热并在470℃的氛围中保温5.2小时；
步骤4，将加热后的模具安放在挤压机上；
步骤5，先用顶杆顶住塞块2，使塞块2保持不动，同时按0.25m/min的挤压速度缓慢进行挤压；在位于塞片1端侧的定形模具3出口横向设置有档杆6，档杆6外接伸缩器的伸缩杆7，伸缩器采用伺服电机驱动以确保伸缩速度，初始状态下的档杆6与塞片1端侧的距离控制在4mm，在所有塞片1端侧同时抵靠在档杆6之前，档杆6固定不动，当所有塞片1端侧同时抵靠在档杆6上后，以0.25m/min的速度控制档杆6后移（此过程中如图3状态所示）；
步骤6，当塞片1从模孔中伸出一半以上的长度后，松开顶杆，然后以0.35m/min的挤压速度缓慢进行挤压；
步骤7，当塞块2和塞片1从模孔中掉落后，移走顶杆，然后以5.7m/min的挤压速度进行挤压；
步骤8，挤压结束后，对所得散热片进行后续处理，具体是先对挤压出的型材矫正，然后进行水冷淬火处理，然后将淬火后的铝材在时效温度为198℃的环境下进行时效处理，到温后保温5小时；然后按所需长度切料，最后转入阳极氧化炉进行阳极氧化处理，结束后包装好。
实施例2
一种散热片铝型材挤压工艺，该散热片铝型材的相邻散热片间距为6mm、散热片厚度仅3mm，与之相适配的定形模具的窄缝5宽度为3.2mm，该工艺的步骤包括：
步骤1，将铝棒加热至520℃，采用梯度加热的方式，分六道工序依序加热至220℃、350℃、405℃、450℃、490℃、520℃；
步骤2，如图1至图3所示，将塞片1和塞块2插入定形模具3的模孔中，使得塞片1端侧与定形模具3的出口端面齐平；其中，塞片1采用模具钢制得，其表面粗糙度为Ra0.2，塞片1的高度比定形模具3的翅片4高4mm，高出翅片4顶部的部分卡入塞块2的缝槽内；塞片1长度等于定形模具3的模孔长度，为150mm;塞片1的厚度约等于定形模具3的窄缝宽度，为3mm；
步骤3，将模具加热并在480℃的氛围中保温5小时；
步骤4，将加热后的模具安放在挤压机上；
步骤5，先用顶杆顶住塞块2，使塞块2保持不动，同时按0.3m/min的挤压速度缓慢进行挤压；在位于塞片1端侧的定形模具3出口横向设置有档杆6，档杆6外接伸缩器,伸缩器采用伺服电机驱动以确保伸缩速度，初始状态下的档杆6与塞片1端侧的距离控制在4mm，在所有塞片1端侧同时抵靠在档杆6之前，档杆6固定不动，当所有塞片1端侧同时抵靠在档杆6上后，以0.35m/min的速度控制档杆6后移（此过程中如图3状态所示）；
步骤6，当塞片1从模孔中伸出且即将掉落时，松开顶杆，然后以0.4m/min的挤压速度缓慢进行挤压；
步骤7，当塞块2和塞片1从模孔中掉落后，移走顶杆，然后以5.5m/min的挤压速度进行挤压；
步骤8，挤压结束后，对所得散热片进行后续处理，具体是先对挤压出的型材矫正，然后进行水冷淬火处理，然后将淬火后的铝材在时效温度为190℃的环境下进行时效处理，到温后保温5.5小时；然后按所需长度切料，最后转入阳极氧化炉进行阳极氧化处理，结束后包装好。
在前述实施例的步骤5和步骤6中，挤压方向如图3中箭头所示，挤压初始阶段的塞片1和塞块2移动方向与挤压方向相同。
采用实施例中方案，能够一次性顺利挤压出合格，将现有方式中往往需要耗费三套定形模具缩减到一套，不仅大幅降低了制造成本，相比于在型腔内精确控制不同区域的坯料流速的现有方式，采用实施例1中方案生产50吨产品，生产成本可降低约三千五百元，而且无需多次调整型腔内不同区域的坯料流速，生产工序更为简单、容易，更关键地是能够在挤压初始阶段防止模孔/模具的薄弱部位变形；该方案中的塞片和塞块配合在定形模具的模孔中，巧妙地借助于挤压初始阶段的挤压力驱动塞片和塞块外移，在防止定型模具的窄缝变形的情况下还具有引导挤压料流动的作用。

Claims (4)

1.一种散热片铝型材挤压工艺，其特征在于，步骤包括：
步骤1，将铝棒加热至480-520℃；
步骤2，将塞片(1)和塞块(2)插入定形模具(3)的模孔中；其中，塞片(1)的厚度等于定形模具(3)的窄缝(5)宽度；
所述塞片(1)长度等于定形模具(3)的模孔长度；所述塞片(1)的高度比定形模具(3)的翅片(4)高3-5mm，高出翅片(4)顶部的部分卡入所述塞块(2)的缝槽内；
步骤3，将定形模具(3)加热并在460-480℃的氛围中保温5-5.5小时；
步骤4，将加热后的定形模具(3)安放在挤压机上；
步骤5，先用顶杆顶住塞块(2)，使塞块(2)保持不动，同时按0.2-0.3m/min的挤压速度缓慢进行挤压；
步骤6，当塞片(1)从模孔中伸出一半以上的长度后，松开顶杆，然后以0.3-0.4m/min的挤压速度缓慢进行挤压；
步骤7，当塞块(2)和塞片(1)从模孔中掉落后，移走顶杆，然后以5.5-6m/min的挤压速度进行挤压；
步骤8，挤压结束后，对所得散热片进行后续处理。
2.根据权利要求1所述的挤压工艺，其特征在于：步骤5中，在位于塞片(1)端侧的定形模具(3)出口横向设置有档杆(6)，档杆(6)外接伸缩器，初始状态下的档杆(6)与塞片(1)端侧的距离控制在3-5mm，当所有塞片(1)端侧同时抵靠在档杆(6)上后，以0.2-0.3m/min的速度控制档杆(6)后移。
3.根据权利要求2所述的挤压工艺，其特征在于：步骤6中，当塞片(1)从模孔中即将掉落时，松开顶杆，然后以0.3-0.4m/min的挤压速度缓慢进行挤压。
4.根据权利要求3所述的挤压工艺，其特征在于：所述塞片(1)为模具钢制得，其表面粗糙度为Ra0.2。
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