散熱片鋁壓鑄模具,壓鑄鋁散熱片容易漏水嗎

摘要:今天給各位分享散熱片鋁壓鑄模具的知識(shí),其中也會(huì)對(duì)壓鑄鋁散熱片容易漏水嗎進(jìn)行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!本文目錄:1、...

今天給各位分享散熱片鋁壓鑄模具的知識(shí),其中也會(huì)對(duì)壓鑄鋁散熱片容易漏水嗎進(jìn)行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!

散熱片鋁壓鑄模具,壓鑄鋁散熱片容易漏水嗎

本文目錄:

  • 1、鋁壓鑄模具用什么材料!
  • 2、鋁合金 純鋁壓鑄和鋁壓鑄的區(qū)別
  • 3、壓鑄模具設(shè)計(jì)的模具要點(diǎn)有那些?
  • 4、散熱器的加工成型相關(guān)技術(shù)問題,能否指點(diǎn)一下?
  • 5、鋁材的組織結(jié)構(gòu)是否會(huì)影響散熱?

鋁壓鑄模具用什么材料!

型芯H13是常用材料也是應(yīng)用比較廣泛的。我們這鋁壓模具基本都用8407.當(dāng)然這并不是絕對(duì)的。壓鑄模具壽命的好壞很大程度取決于熱處理工藝。嚴(yán)謹(jǐn)和合理的熱處理工藝可極大程度提高模具壽命。在加工條件許可的情況下,通常型芯的加工是:調(diào)質(zhì)-粗加工-淬火處理+2或3次回火-最終成型精電加工-去應(yīng)力處理和氮化,僅參考國(guó)際鑄業(yè)網(wǎng)

鋁合金 純鋁壓鑄和鋁壓鑄的區(qū)別

純鋁壓鑄和壓鑄鋁合金在本質(zhì)上是有區(qū)別的,首先材質(zhì)上是有區(qū)別的,鋁壓鑄是鋁型材的壓鑄,鋁具有很好的流動(dòng)性和可塑性,所以被廣泛應(yīng)用在壓鑄行業(yè),而鋁合金壓鑄是合金鋁,流動(dòng)性能差,熔點(diǎn)高,易粘模,壓鑄出來的產(chǎn)品需要進(jìn)行表面處理。

鋁壓鑄出來的產(chǎn)品和鋁合金壓鑄出來的產(chǎn)品從產(chǎn)品性能、應(yīng)用范圍和生產(chǎn)規(guī)范也是不一樣的。鋁壓鑄的主要制作原材料是鋁,將鋁材加熱至液態(tài)以后,將其注入到壓鑄機(jī)的模具內(nèi),然后經(jīng)過壓鑄塑形,這就是鋁壓鑄成型的基本過程。鋁具有很好的流動(dòng)性和可塑性,所以被廣泛應(yīng)用在壓鑄行業(yè),而且使用鋁材制作而成的零部件外形美觀,再加上鋁材價(jià)格不貴,所以制作成本大大降低,為企業(yè)創(chuàng)造了更多的財(cái)富。

鋁合金壓鑄的主要制作材料是合金和鋁,制作出來的鋁合金壓鑄具有很好的光澤度,鋁合金壓鑄廠在壓鑄件成型以后,都需要進(jìn)行拋光處理,鋁合金壓鑄在進(jìn)行拋光時(shí),加入一些硝酸,可以抑制腐蝕,提高拋光的亮度,進(jìn)行處理后的鋁合金壓鑄件,具有很好的平整度和光亮效果。鋁合金壓鑄一般被應(yīng)用在電子、汽車、電機(jī)等行業(yè),它的性能更完善一些,而且韌性大,是機(jī)械零部件的重要組成部分。

壓鑄模具設(shè)計(jì)的模具要點(diǎn)有那些?

壓鑄模 壓鑄模是壓鑄生產(chǎn)三大要素之一,結(jié)構(gòu)正確合理的模具是壓鑄生產(chǎn)能否順利進(jìn)行的先決條件,并在保證鑄件質(zhì)量方面(下機(jī)合格率)起著重要的作用。 由于壓鑄工藝的特點(diǎn),正確選用各工藝參數(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的決定因素,而模具又是能夠正確選擇和調(diào)整各工藝參數(shù)的前提,模具設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上就是對(duì)壓鑄生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種因素預(yù)計(jì)的綜合反映。如若模具設(shè)計(jì)合理,則在實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題少,鑄件下機(jī)合格率高。反之,模具設(shè)計(jì)不合理,例一鑄件設(shè)計(jì)時(shí)動(dòng)定模的包裹力基本相同,而澆注系統(tǒng)大多在定模,且放在壓射后沖頭不能送料的灌南壓鑄機(jī)上生產(chǎn),無法正常生產(chǎn),鑄件一直粘在定模上。盡管定模型腔的光潔度打得很光,因型腔較深,仍出現(xiàn)粘在定模上的現(xiàn)象。所以在模具設(shè)計(jì)時(shí),必須全面分析鑄件的結(jié)構(gòu),熟悉壓鑄機(jī)的操作過程,要了解壓鑄機(jī)及工藝參數(shù)得以調(diào)整的可能性,掌握在不同情況下的充填特性,并考慮模具加工的方法、鉆眼和固定的形式后,才能設(shè)計(jì)出切合實(shí)際、滿足生產(chǎn)要求的模具。 剛開始時(shí)已講過,金屬液的充型時(shí)間極短,金屬液的比壓和流速很高,這對(duì)壓鑄模來說工作條件極其惡劣,再加上激冷激熱的交變應(yīng)力的沖擊作用,都對(duì)模具的使用壽命有很大影響。 模具的使用壽命通常是指通過精心的設(shè)計(jì)和制造,在正常使用的條件下,結(jié)合良好的維護(hù)保養(yǎng)下出現(xiàn)的自然損壞,在不能再修復(fù)而報(bào)廢前,所壓鑄的模數(shù)(包括壓鑄生產(chǎn)中的廢品數(shù))。 實(shí)際生產(chǎn)中,模具失效主要有三種形式:①熱疲勞龜裂損壞失效;②碎裂失效;③溶蝕失效。 致使模具失效的因素很多,既有外因(例澆鑄溫度高低、模具是否經(jīng)預(yù)熱、水劑涂料噴涂量的多少、壓鑄機(jī)噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過高、內(nèi)澆口速度過快、冷卻水開啟未與壓鑄生產(chǎn)同步、鑄件材料的種類及成分Fe的高低、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、涂料類型等等)。也有內(nèi)因(例模具本身材質(zhì)的冶金質(zhì)量、坯料的鍛制工藝、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、模具機(jī)(電加工)加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、模具的熱處理工藝、包括各種配合精度和光潔度要求等)。 模具若出現(xiàn)早期失效,則需找出是哪些內(nèi)因或外因,以便今后改進(jìn)。 ① 模具熱疲勞龜裂失效 壓鑄生產(chǎn)時(shí),模具反復(fù)受激冷激熱的作用,成型表面與其內(nèi)部產(chǎn)生變形,相互牽扯而出現(xiàn)反復(fù)循環(huán)的熱應(yīng)力,導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)二損傷和喪失韌性,引發(fā)微裂紋的出現(xiàn),并繼續(xù)擴(kuò)展,一旦裂紋擴(kuò)大,還有熔融的金屬液擠入,加上反復(fù)的機(jī)械應(yīng)力都使裂紋加速擴(kuò)展。 為此,一方面壓鑄起始時(shí)模具必須充分預(yù)熱。另外,在壓鑄生產(chǎn)過程中模具必須保持在一定的工作溫度范圍中,以免出現(xiàn)早期龜裂失效。同時(shí),要確保模具投產(chǎn)前和制造中的內(nèi)因不發(fā)生問題。因?qū)嶋H生產(chǎn)中,多數(shù)的模具失效是熱疲勞龜裂失效。 ② 碎裂失效 在壓射力的作用下,模具會(huì)在最薄弱處萌生裂紋,尤其是模具成型面上的劃線痕跡或電加工痕跡未被打磨光,或是成型的清角處均會(huì)最先出現(xiàn)細(xì)微裂紋,當(dāng)晶界存在脆性相或晶粒粗大時(shí),即容易斷裂。而脆性斷裂時(shí)裂紋的擴(kuò)展很快,這對(duì)模具的碎裂失效是很危險(xiǎn)的因素。為此,一方面凡模具面上的劃痕、電加工痕跡等必須打磨光,即使它在澆注系統(tǒng)部位,也必須打光。另外要求所使用的模具材料的強(qiáng)度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性均好。③熔融失效 前面已講過,常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金,也有純鋁壓鑄的,Zn、Al、Mg是較活潑的金屬元素,它們與模具材料有較好的親和力,特別是Al易咬模。當(dāng)模具硬度較高時(shí),則抗蝕性較好,而成型表面若有軟點(diǎn),則對(duì)抗蝕性不利。但在實(shí)際生產(chǎn)中,溶蝕僅是模具的局部地方,例內(nèi)澆口直接沖刷的部位(型芯、型腔)易出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象,以及硬度偏軟處易出現(xiàn)鋁合金的粘模。 壓鑄生產(chǎn)中常遇模具存在的問題注意點(diǎn): 1、 澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng) 例(1)對(duì)于冷室臥式壓鑄機(jī)上模具直澆道的要求: ① 壓室內(nèi)徑尺寸應(yīng)根據(jù)所需的比壓與壓室充滿度來選定,同時(shí),澆口套的內(nèi)徑偏差應(yīng)比壓室內(nèi)徑的偏差適當(dāng)放大幾絲,從而可避免因澆口套與壓室內(nèi)徑不同軸而造成沖頭卡死或磨損嚴(yán)重的問題,且澆口套的壁厚不能太薄。澆口套的長(zhǎng)度一般應(yīng)小于壓射沖頭的送出引程,以便涂料從壓室中脫出。 ② 壓室與澆口套的內(nèi)孔,在熱處理后應(yīng)精磨,再沿軸線方向進(jìn)行研磨,其表面粗糙≤Ra0.2m。 ③ 分流器與形成涂料的凹腔,其凹入深度等于橫澆道深度,其直徑配澆口套內(nèi)徑,沿脫模方向有5斜度。當(dāng)采用涂導(dǎo)入式直澆道時(shí),因縮短了壓室有效長(zhǎng)度的容積,可提高壓室的充滿度。 (2)對(duì)于模具橫澆道的要求 ① 冷臥式模具橫澆道的入口處一般應(yīng)位于壓室上部?jī)?nèi)徑2/3以上部位,以免壓室中金屬液在重力作用下過早進(jìn)入橫澆道,提前開始凝固。 ② 橫澆道的截面積從直澆道起至內(nèi)澆口應(yīng)逐漸減小,為出現(xiàn)截面擴(kuò)大,則金屬液流經(jīng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓,易吸入分型面上的氣體,增加金屬液流動(dòng)中的渦流裹氣。一般出口處截面比進(jìn)口處小10-30%。 ③ 橫澆道應(yīng)有一定的長(zhǎng)度和深度。保持一定長(zhǎng)度的目的是起穩(wěn)流和導(dǎo)向的作用。若深度不夠,則金屬液降溫快,深度過深,則因冷凝過慢,既影響生產(chǎn)率又增加回爐料用量。 ④ 橫澆道的截面積應(yīng)大于內(nèi)澆口的截面積,以保證金屬液入型的速度。主橫澆道的截面積應(yīng)大于各分支橫澆道的截面積。 ⑤ 橫澆道的底部?jī)蓚?cè)應(yīng)做成圓角,以免出現(xiàn)早期裂紋,二側(cè)面可做出5左右的斜度。橫澆道部位的表面粗糙度≤Ra0.4m。 (3)內(nèi)澆口 ① 金屬液入型后不應(yīng)立即封閉分型面,溢流槽和排氣槽不宜正面沖擊型芯。金屬液入型后的流向盡可能沿鑄入的肋筋和散熱片,由厚壁處想薄壁處填充等。 ② 選擇內(nèi)澆口位置時(shí),盡可能使金屬液流程最短。采用多股內(nèi)澆口時(shí),要防止入型后幾股金屬液匯合、相互沖擊,從而產(chǎn)生渦流包氣和氧化夾雜等缺陷。 ③ 薄壁件的內(nèi)澆口厚件要適當(dāng)小些,以保證必要的填充速度,內(nèi)澆口的設(shè)置應(yīng)便于切除,且不使鑄件本體有缺損(吃肉)。 (4)溢流槽 ① 溢流槽要便于從鑄件上去除,并盡量不損傷鑄件本體。 ② 溢流槽上開設(shè)排氣槽時(shí),需注意溢流口的位置,避免過早阻塞排氣槽,使排氣槽不起作用。 ③ 不應(yīng)在同一個(gè)溢流槽上開設(shè)幾個(gè)溢流口或開設(shè)一個(gè)很寬很厚的溢流口,以免金屬液中的冷液、渣、氣、涂料等從溢流槽中返回型腔,造成鑄件缺陷。 2、 鑄造圓角(包括轉(zhuǎn)角) 鑄件圖上往往注明未注圓角R2等要求,我們?cè)陂_制模具時(shí)切忌忽視這些未注明圓角的作用,決不可做成清角或過小的圓角。鑄造圓角可使金屬液填充順暢,使腔內(nèi)氣體順序排出,并可減少應(yīng)力集中,延長(zhǎng)模具使用壽命。(鑄件也不易在該處出現(xiàn)裂紋或因填充不順而出現(xiàn)各種缺陷)。例標(biāo)準(zhǔn)油盤模上清角處較多,相對(duì)來說,目前兄弟油盤模開的最好,重機(jī)油盤的也較多。 3、 脫模斜度 在脫模方向嚴(yán)禁有人為造成的側(cè)凹(往往是試模時(shí)鑄件粘在模內(nèi),用不正確的方法處理時(shí),例鉆、硬鑿等使局部凹入)。 4、 表面粗糙度 成型部位、澆注系統(tǒng)均應(yīng)按要求認(rèn)真打光,應(yīng)順著脫模方向打光。由于金屬液由壓室進(jìn)入澆注系統(tǒng)并填滿型腔的整個(gè)過程僅0.01-0.2秒的時(shí)間。為了減少金屬液流動(dòng)的阻力,盡可能使壓力損失少,都需要流過表面的光潔度高。同時(shí),澆注系統(tǒng)部位的受熱和受沖蝕的條件較惡劣,光潔度越差則模具該處越易損傷。 5、 模具成型部位的硬度 鋁合金:HRC46左右 銅:HRC38左右 加工時(shí),模具應(yīng)盡量留有修復(fù)的余量,做尺寸的上限,避免焊接。 壓鑄模具組裝的技術(shù)要求: 1、 模具分型面與模板平面平行度的要求。 2、 導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板垂直度的要求。 3、 分型面上動(dòng)、定模鑲塊平面與動(dòng)定模套板高出0.1-0.05mm。 4、推板、復(fù)位桿與分型面平齊,一般推桿凹入0.1mm或根據(jù)用戶要求。 5、模具上所有活動(dòng)部位活動(dòng)可靠,無呆滯現(xiàn)象pin無串動(dòng)。 6、滑塊定位可靠,型芯抽出時(shí)與鑄件保持距離,滑塊與塊合模后配合部位2/3以上。 7、澆道粗糙度光滑,無縫。 8、合模時(shí)鑲塊分型面局部間隙0.05mm。 9、冷卻水道暢通,進(jìn)出口標(biāo)志。 10、成型表面粗糙度Rs=0.04,無微傷。

散熱器的加工成型相關(guān)技術(shù)問題,能否指點(diǎn)一下?

時(shí)下散熱器的主流成型技術(shù)多為如下幾類:

一、鋁擠型散熱片

鋁擠壓(Extruded)技術(shù):鋁,作為地殼中含有量最高的金屬,成本低是其主要特點(diǎn),并且由于鋁擠壓技術(shù)含量及設(shè)備成本相對(duì)較低,所以鋁材質(zhì)很早就應(yīng)用在散熱器市場(chǎng)。鋁擠技術(shù)簡(jiǎn)單的說就是將鋁錠高溫加熱至約 520~540℃,在高壓下讓鋁液流經(jīng)具有溝槽的擠型模具,作出散熱片初胚,然再對(duì)散熱片初胚進(jìn)行裁剪、剖溝等處理后就做成了我們常見到的散熱片。一般常用的鋁擠型材料為 AA6063,其具有良好熱傳導(dǎo)率(約160~180W/m.K)與加工性,為最普遍應(yīng)用之制程。不過由于受到本身材質(zhì)的限制散熱鰭片的厚度和長(zhǎng)度之比不能超過1:18,所以在有限的空間內(nèi)很難提高散熱面積,故鋁擠散熱片散熱效果比較差,很難勝任現(xiàn)今日益攀升的高頻率CPU。

二、鋁壓鑄型散熱片

除鋁擠型外,另一個(gè)常被用來制造散熱片的制程方式為鋁壓鑄型散熱片。其制程系將鋁錠熔解成液態(tài)后,填充入金屬模型內(nèi),利用壓鑄機(jī)直接壓鑄成型,制成散熱片,采用壓注法可以將鰭片做成多種立體形狀,散熱片可依需求作成復(fù)雜形狀,亦可配合風(fēng)扇及氣流方向作出具有導(dǎo)流效果的散熱片,且能做出薄且密的鰭片來增加散熱面積,因工藝簡(jiǎn)單而被廣泛采用。一般常用的壓鑄型鋁合金為ADC12,由于壓鑄成型性良好,適用于做薄鑄件,但因熱傳導(dǎo)率較差(約 96 W/m.K),現(xiàn)在國(guó)內(nèi)多以 AA1070 鋁料來做為壓鑄材料,其熱傳導(dǎo)率高達(dá) 200 W/m.K 左右,具有良好的散熱效果,但是以 AA1070 鋁料來壓鑄存在著一些如下

所述之問題:

(1)壓鑄時(shí)表面流紋及氧化渣過多,會(huì)降低熱傳效果。

(2)冷卻時(shí)內(nèi)部微縮孔偏高,實(shí)質(zhì)熱傳導(dǎo)率降低(K200 W/m.K)。

(3)模具易受侵蝕,致壽命較短。

(4)成型性差,不適合薄鑄件。

(5)材質(zhì)較軟,容易變型。

隨著CPU主頻的不斷提升,為了達(dá)到較好的散熱效果,采用壓鑄工藝生產(chǎn)的鋁質(zhì)散熱器體積不斷加大,給散熱器的安裝帶來了很多問題,并且這種工藝制作的散熱片有效散熱面積有限,要想達(dá)到更好的散熱效果勢(shì)必提高風(fēng)扇的風(fēng)量,而提高風(fēng)扇風(fēng)量又會(huì)產(chǎn)生更大的噪音。

三、接合型制程散熱片

 

這種散熱片是先用鋁或銅板做成鰭片,之后利用導(dǎo)熱膏或焊錫將它結(jié)合在具有溝槽的散熱底座上。結(jié)合型散熱片的特點(diǎn)是鰭片突破原有的比例限制,散熱效果好,而且還可以選用不同的材質(zhì)做鰭片。此制程之優(yōu)點(diǎn)為散熱片細(xì)長(zhǎng)比可高達(dá)60 倍以上,散熱效果佳,且鰭片可選用不同材質(zhì)制作,當(dāng)然了,缺點(diǎn)也顯而易見,就是利用導(dǎo)熱膏和焊錫接結(jié)合鰭片和底座會(huì)存在介面阻抗問題,從而影響散熱,為了改善這些缺點(diǎn),散熱片領(lǐng)域又運(yùn)用了2種新技術(shù)。

首先是插齒技術(shù),它是利用60噸以上的壓力,把鋁片結(jié)合在銅片的基座中,并且鋁和銅之間沒有使用任何介質(zhì),從微觀上看鋁和銅的原子在某種程度上相互連接,從而徹底避免了傳統(tǒng)的銅鋁結(jié)合產(chǎn)生介面熱阻的弊端,大大提高了產(chǎn)品的熱傳到能力。最為成功的就是前文介紹的AVC公司。

第二種是回流焊接技術(shù),傳統(tǒng)的接合型散熱片最大的問題是介面阻抗問題,而回流焊接技術(shù)就是對(duì)這一問題的改進(jìn)。其實(shí),回流焊接和傳統(tǒng)接合型散熱片的工序幾乎相同,只是使用了一個(gè)特殊的回焊爐,它可以精確的對(duì)焊接的溫度和時(shí)間參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,焊料采用用鉛錫合金,使焊接和被焊接的金屬得到充分接觸,從而避免了漏焊空焊,確保了鰭片和底座的連接盡可能緊密,最大限度降低介面熱阻,又可以控制每一個(gè)焊點(diǎn)的焊銅融化時(shí)間和融化溫度,保證所有焊點(diǎn)的均勻,不過這個(gè)特殊的回焊爐價(jià)格很貴,主板廠商用的比較多,而散熱器廠商則很少采用。

把這個(gè)技術(shù)做得很成功的就是Tt公司?;亓骱附影算~鰭片沖壓技術(shù)以及回流焊接兩部分組成。鰭片沖壓也是其難點(diǎn),鰭片沖壓由連續(xù)沖床和加工模具進(jìn)行加工,加工模具精度非常高,技術(shù)含量也很高,國(guó)內(nèi)少有廠商可以做到,Tt的模具是在臺(tái)灣開的,而連續(xù)沖床只要加大投資就可以獲得,因此大部分技術(shù)難點(diǎn)還是體現(xiàn)在模具上面。目前回流焊接做的比較好的廠商除了Tt還有AVC和Thermalright?;亓骱附庸に嚨木扰c效果和制造成本呈線性關(guān)系:成本越高,精度越高,效果越好。如果風(fēng)冷散熱器都像Thermalright一樣不計(jì)成本的使用回流焊接技術(shù)導(dǎo)致成品售價(jià)過高,則無疑加速了液冷時(shí)代的來臨。

 

回流焊接流程

1. 攪拌錫膏

2. 檢驗(yàn)銅片外觀(銅底板和銅鰭片)

3. SMT自動(dòng)印刷機(jī)將錫膏印在銅板上,可以使錫膏的厚度、寬度均勻一致

4. 經(jīng)過連續(xù)沖床和加工模具進(jìn)行鰭片加工

5. 沖壓完成后,通過治具將銅底和鰭片進(jìn)行定位,壓力適中,為回流焊接做準(zhǔn)備

6. 通過治具檢查后,將半成品送入回流焊接生產(chǎn)線,通過計(jì)算機(jī)控制7段式溫度,監(jiān)測(cè)焊接溫度。焊接溫度直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量,因此非常重要。不同的產(chǎn)品其溫度參數(shù)都不相同

7. 焊接過程大概由高溫到低溫,陸續(xù)冷卻

8. 拆卸治具

9. 在加熱過程中錫膏除高溫蒸發(fā)后還會(huì)有部分殘留,于是要對(duì)散熱片進(jìn)行超音波清洗,將錫膏中的鑄焊劑(如松香)等雜質(zhì)進(jìn)行清洗

10. 最后的鈍化過程是對(duì)銅質(zhì)散熱片最不可缺少的部分,防止銅受到氧化,影響散熱效果。

四、可撓性制程散熱片

可撓性散熱片是先將銅或鋁的薄板,以成型機(jī)折成一體成型的鰭片,然后用穿刺模將上下底板固定,再利用高周波金屬熔接機(jī),與加工過的底座焊接成一體,由于制程為連續(xù)接合,適合做高厚長(zhǎng)比的散熱片,且因鰭片為一體成型,有利于熱傳導(dǎo)之連續(xù)性,鰭片厚度僅有0.1mm,可大大降低材料的需求,并在散熱片容許重量?jī)?nèi)得到最大熱傳面積。為達(dá)到大量生產(chǎn),并克服材質(zhì)接合時(shí)之接口阻抗,制程部份采上下底板同時(shí)送料,自動(dòng)化一貫制程,上下底板接合采高周波熔焊接合,即材料熔合來防止接口阻抗的產(chǎn)生,以建立高強(qiáng)度、緊密排列間距的散熱片。由于制程連續(xù),故能大量生產(chǎn),且由于重量大幅減輕,效能提升,所以能增加熱傳效率。

五、鍛造制程散熱片

鍛造工藝就是將鋁塊加熱后將鋁塊加熱至降伏點(diǎn),利用高壓充滿模具內(nèi)而形成的,它的優(yōu)點(diǎn)是鰭片高度可以達(dá)到50mm以上,厚度1mm以下,能夠在相同的體積內(nèi)得到最大的散熱面積,而且鍛造容易得到很好的尺寸精度和表面光潔度。但鍛造時(shí),由于冷卻塑性流變時(shí)會(huì)有頸縮現(xiàn)象,使散熱片易有厚薄、高度不均的情況產(chǎn)生,進(jìn)而影響散熱效率,因金屬的塑性低,變形時(shí)易產(chǎn)生開裂,變形抗力大,需要大噸(500噸以上)位的鍛壓機(jī)械,也正因?yàn)樵O(shè)備和模具的高昂費(fèi)用而導(dǎo)致產(chǎn)品成本極高。且因設(shè)備及模具費(fèi)用高昂,除非大量生產(chǎn)否則成本過高。

全世界目前有能力制造出冷鍛散熱片廠商并不多,最為有名的就是日本的ALPHA,而臺(tái)灣就是Taisol,MALICO-太業(yè)科技。冷鍛的優(yōu)點(diǎn)是可以在制造出散熱面積比鋁擠還大的散熱片,且因鋁擠制造過程是拉伸,所以鋁金屬組織是承水平方向擴(kuò)大,而冷緞方向是垂直壓縮的,因此對(duì)于散熱上,冷鍛占較大的優(yōu)勢(shì),缺點(diǎn)是成本高,有技術(shù)可制造生產(chǎn)的廠商亦不多。

六、金屬粉末射出成型散熱片

金屬粉末射出成型散熱片主要應(yīng)用在高熔點(diǎn)、高熱傳導(dǎo)的材料(如銅),其方式系采金屬粉末射出方式,直接做成散熱片初胚,再利用高溫?zé)Y(jié),制成具有強(qiáng)度及密度之成品。其優(yōu)點(diǎn)為可將高導(dǎo)熱之銅粉末直接一體成型,成為高效能之散熱片,適用于高發(fā)熱量及受空間限制之電子產(chǎn)品上,其缺點(diǎn)為原料成本貴及產(chǎn)品良率較低,多應(yīng)用于有較高利潤(rùn)之產(chǎn)品。

鰭片式散熱片使重量及散熱面積都達(dá)到相當(dāng)理想的狀態(tài),最大的問題就在其與散熱片成型時(shí),如果加工技術(shù)或品質(zhì)不良,那么散熱片所聚的熱量無法順利被引導(dǎo)、散熱,那就會(huì)弄巧成拙。

七、刨床、切削工藝:

刨床式制程散熱片系先以擠型方式做出帶有凹槽之長(zhǎng)條狀初胚,再利用一特殊之刀具,將初胚削出一層層的鰭片出來,其散熱鰭片的厚度可薄至 0.5mm 以下,且鰭片與底板是一體成型,較沒有接口阻抗的問題,但是缺點(diǎn)為成型的過程中,由于材料應(yīng)力集中,鰭片與底板接合處會(huì)產(chǎn)生肉眼不易察覺之裂縫,進(jìn)而影響散熱片之散熱功能,且由于廢料、量產(chǎn)性及良率之問題,使得制作成本較高,故目前多偏向于銅材質(zhì)散熱片之應(yīng)用。

切削技術(shù)就是對(duì)一整塊金屬進(jìn)行一次性切削,形成很薄、很密散熱鰭片,從而有效地增加了散熱面積。由于要進(jìn)行切削,金屬的硬度不能太高,所以鋁的含量會(huì)比普通鋁合金散熱片稍高,成型后的散熱器質(zhì)量很輕,安裝方便。這種技術(shù)雖然原料成本與普通壓鑄成型的散熱器相當(dāng),但工藝要求高,加工困難,因此產(chǎn)品并不多。

精密切割技術(shù)

精密切割技術(shù)是將一塊整體的型材(鋁/銅),根據(jù)需要用特殊的切割機(jī)床在基座上切割出指定間距的散熱鰭片。相比傳統(tǒng)的鋁擠壓工藝,精密切割技術(shù)可以在單位體積內(nèi)切割出更大的散熱面積(增加50%以上)。精密切割技術(shù)切割出的散熱片表面會(huì)形成粗顆粒,這種粗顆??梢允股崞涂諝獾慕佑|面更大,提升散熱效率。精密切割的最大優(yōu)勢(shì)是散熱器屬于整體切割成型,散熱鰭片和散熱底座結(jié)合為一體,精密切割技術(shù)制造的散熱片不存在介面熱阻的問題,熱傳導(dǎo)效率非常高。

七、擴(kuò)展結(jié)合工藝:

擴(kuò)展結(jié)合工藝跟插齒工藝有些類似,先將鋁或銅板做成鰭片,在高溫下將鰭片插入帶溝槽的散熱器底部,不過擴(kuò)展結(jié)合工藝在插入鰭片的同時(shí)還要塞入一個(gè)短銅片以產(chǎn)生過盈連接并提高散熱鰭片與散熱器底部的連接面積,來減小接觸熱阻,該工藝的接觸熱阻非常不錯(cuò),該工藝已經(jīng)被不少日系廠商所采用。

八、折葉(Fold FIN)技術(shù):

Fold FIN(金屬折葉)技術(shù),其原理與Skiving技術(shù)類似,是將單片的鰭片排列在特殊材料焊接的散熱片底板上,由于鰭片可以達(dá)到很薄,鰭片間距也非常大,在單位面積可以使有效散熱面積倍增,從而大大提高散熱效果。Fold FIN技術(shù)也很復(fù)雜,一般廠家很難保證金屬折葉和底部接觸緊密,如果這點(diǎn)做得不好,散熱效果會(huì)大打折扣。現(xiàn)在只有在某些顯卡上才能見到它的身影了。同時(shí)折葉工藝并非一項(xiàng)單獨(dú)的制造工藝,它往往伴隨回流焊接工藝。使用折葉工藝可以更好的控制焊接的精度,同時(shí)提高鰭片的強(qiáng)度。折葉后鰭片之間相互連接,還可以改善熱量傳遞。Fold FIN技術(shù)也很復(fù)雜,一般廠家很難保證金屬折葉和底部接觸緊密,如果這點(diǎn)做得不好,散熱效果會(huì)大打折扣。而在目前的表表者當(dāng)屬ZALMAN公司的一系列產(chǎn)品了,其制造的散熱器有著散熱效果好和低噪音的相結(jié)合效果。

要安裝這么密集的鰭片而保持與底座良好的熱傳遞性能的確不容易,為了降低鰭片的安裝難度,不少散熱器采用了折疊鰭片的辦法。

九、壓固法

將眾多的銅片或鋁片疊加起來,將其中一個(gè)側(cè)面加壓并拋光與CPU核心接觸,另一側(cè)面伸展開來作為散熱片的鰭片。壓固法制作的散熱器其特點(diǎn)是鰭片數(shù)量可以做的很多,而且不需要很高的工藝就能保證每個(gè)鰭片都能與CPU核心保持良好的接觸而各個(gè)鰭片之間也通過壓固的方式有著緊密的接觸,彼此之間的熱量傳導(dǎo)損失也會(huì)明顯降低,因此這種散熱器的散熱效果往往不錯(cuò)。

鋁材的組織結(jié)構(gòu)是否會(huì)影響散熱?

三種工藝的介紹:

鍛造成型散熱片

鍛造散熱片,有別于傳統(tǒng)的鐵鍛造,其是將鋁加熱到軟化但沒有液化,然后利用高壓使鋁充滿模具腔內(nèi)。通常我們用此種方法制作柱狀散熱片,或者散熱片是經(jīng)過流道優(yōu)化的形狀。此加工工藝復(fù)雜,模具成本高,單一鰭片的形狀可作流道設(shè)計(jì),可以使用AL6063/純鋁/AL2000,其中AL6063、純鋁導(dǎo)熱性能優(yōu)于壓鑄材料,AL2000具有良好的強(qiáng)度要求。

鋁擠型散熱片

散熱片的制造中,最常見的就是鋁擠型工藝。鋁擠型的技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單,后期易加工,市場(chǎng)主流的低端產(chǎn)品基本都是鋁擠型散熱片。通常鋁擠型的材質(zhì)AL6063,導(dǎo)熱系數(shù)大約為200W/mK(純鋁為236W/mK),具有良好的導(dǎo)熱性能。鋁擠型在長(zhǎng)度方向上,任一截面均相同,因此不能制作復(fù)雜形狀產(chǎn)品,同時(shí)受限于模具的限制,鰭片的高厚比和密度均不能任意設(shè)計(jì)。

鋁壓鑄散熱片

于復(fù)雜形狀的散熱片,通常會(huì)采用鋁壓鑄的工藝,在筆記本電腦芯片散熱片以及工業(yè)散熱領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。相對(duì)于鋁擠型散熱片,鋁壓鑄散熱片一次成型,后期加工成本低。鋁壓鑄散熱片的材質(zhì)一般為ADC12,其導(dǎo)熱系數(shù)約為96W/mK,幾乎為鋁擠型散熱片的一半。

由此可知,就散熱效果而言,依次為:鍛造鋁擠型散熱片鋁壓鑄散熱片,需要補(bǔ)充的是,鍛造和擠型的散熱效果相近,只是鍛造具有更好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

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