一、 鋁擠壓散熱器鋁棒材質(zhì)

從熔爐出來后的鋁棒切斷后進行抽樣檢驗,以備擠壓成型.將鋁在660oC的高溫下熔化,根據(jù)需要向其添加其他元素,使其擁有我們所需要的性質(zhì).鋁材中含AL98%,還含有Fe,Mg,Cu,Si,S,P 等元素．AL6063 Cu含量較高,所以傳導(dǎo)性較高.含銅量的大小將直接影響到導(dǎo)電率的好壞和散熱片的散熱效果。

二、 鋁擠壓散熱器設(shè)計計算

首先：設(shè)計之前,我們必須考慮散熱器片的厚度，應(yīng)當(dāng)首先考慮到,一般情況下散熱器片的厚度小于0.5mm時,模具就較難制作,目前模具制造業(yè)界最薄可以做到0.4mm.因為模具在擠模之前必須經(jīng)過拋光處理,將模具表面處理平整,太薄的Fin使得模具間隙很小,以至于無法對模具進行拋光處理。

其次：在擠型模的設(shè)計中,要注意的設(shè)計參數(shù)是倍數(shù).

1：倍數(shù)定義：

模具按倍數(shù)高低可以劃分為普通倍數(shù)(12-17倍) ,中倍(17-19倍),高倍(19倍以上)三類.

2：倍數(shù)的計算方法：

A為齒尖間隙,Ｂ為齒根間隙，Ｈ為齒的高度。

再次：制約模具向更高倍數(shù)發(fā)展的主要因素是模板的強度,從上邊的公式可以看出,倍數(shù)是與齒的高度成正比,與齒間隙成反比.當(dāng)倍數(shù)超過25倍時,開模的成功率就很低.是因為當(dāng)齒的高度較大時,模具根部將承受更大的壓力,很容易出現(xiàn)根部斷裂,就是我們所說的爆模.而當(dāng)齒間隙較小,那么模具承受壓力面積就較小.一樣會出現(xiàn)短裂.見下圖：

強度不夠造成模具齒部發(fā)生斷裂

三、 散熱器影響尺寸精度的因素

1.在鋁擠成型的過程中要經(jīng)過冷卻,拉伸兩個步驟.冷卻過程中,特別是體積較大的散熱器,熱脹冷縮現(xiàn)象會更為明顯,由于形狀,材料或降溫條件的不同都會影響到最后的尺寸,所以使得尺寸很難做的非常精確,許多模具設(shè)計師都是靠多年來的經(jīng)驗來控制縮小偏差。

2.由于鋁料在擠出的過程中溫度較高,,硬度較小,搬運過程會很容易發(fā)生彎曲變形,所以要對其進行拉直,在拉直的過程中,鋁料的內(nèi)部晶體結(jié)合方式會發(fā)生改變,會使得鋁料的強度增強.在拉直前后,鋁料的外形尺寸會縮小3-4條,所以在一定程度上,拉直也會對最后散熱器成品的尺寸精度有影響。

3.在擠型的過程中,模具的加工工藝水平,比如平面度,模具有毛邊或者導(dǎo)流板設(shè)計的缺陷都會影響到尺寸的精度。

四、 散熱器模具設(shè)計考慮因素

1：由于模具截面大小不同,所以會導(dǎo)致鋁料通過模具各處橫截面的流量與流速不盡相同.鋁料受到相同的壓擠力的情況下, 鋁料會出現(xiàn)大部分流向面積較大的截面,而截面積較小的散熱器部經(jīng)過的鋁料就會較少,容易出現(xiàn)缺料現(xiàn)象.并且截面積大的部分,流速也會比截面積小的地方快.使得同時進料,但不能同時出料.所以在設(shè)計時,應(yīng)當(dāng)考慮如何解決流量與流速不等的問題。

2：在擠壓模具過程中,是以摩擦力的動平衡原理以達到控制鋁料流速的目的. 鋁料在擠壓過程中與模具內(nèi)表面上會產(chǎn)生摩擦力.模具在電火花加工時,會在模具內(nèi)中加工出一個臺階,而且臺階在不同部分的深度不一樣,在間隙較小的最后底部,深度會較淺.在下沉的底部,臺階深度會較深.臺階的作用就是控制鋁料受擠時的總摩擦力大小,通過摩擦力來控制出料的速度.如此設(shè)計還可以起到避空作用,使得出料時不會被掛傷。

：模具模擬示意圖

4：摩擦力

當(dāng)鋁料受到壓力時,會將壓力傳遞給模具,鋁料在通過模具時會向模具四周的壁施加壓力,有壓力就會產(chǎn)生摩擦力.所以在積壓的過程中都會有摩擦力伴隨。

5：摩擦力與動平衡

鋁擠加工，是通過控制摩擦力工作的有效路程來控制總摩擦力的大?。诿娣e較大的地方會出現(xiàn)擠速較快，所以就使這一段受摩擦力的路程大些，使得這部分受到的總壓力就會大，摩擦產(chǎn)生的阻力會使鋁料通過的速度變慢．反之在面積較小地方，由于間隙較小，所以將摩擦力工作的路程減小，相對面積大的地方受到的摩擦力就會小很多，這樣擠料所受到的阻力就相對較小,出料速度就會變大．

這就是采用控制摩擦力大小的方法來平衡出料速度．

五、 鋁擠壓散熱器模具結(jié)構(gòu)

模具按其結(jié)構(gòu)可分為前模，中模(成型部分)和后模三部分．

1：導(dǎo)流板

前模又稱導(dǎo)流板，主要起導(dǎo)流作用.導(dǎo)流板先將鋁料的擠壓力緩解,使得鋁料通過導(dǎo)流孔,在后腔重新會聚.會聚后的壓力會同時均勻的作用在模具上.

2：成型部分

中模主要起到成型的作用．將前模導(dǎo)流后的鋁料進行精細排擠，由于中模的加工精度高，所以這是保證擠型尺寸精度的重要環(huán)節(jié)．所以中模的加工精度將直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量

3：模具總體結(jié)構(gòu)

擠出的鋁料在后模主要冷卻并加強其硬度．鋁料剛擠出來時，硬度較小，經(jīng)過冷卻后其硬度會加強，然后用拉伸機對鋁料進行拉伸定型，使其內(nèi)部金屬微粒重新結(jié)晶.最后放入時效爐進行加溫處理,以進一步提高鋁料的強度。

六、 鋁擠壓散熱器模具設(shè)計

1：導(dǎo)流設(shè)計參數(shù)

1) 底板壁厚較厚,故只留8mm的引流存料量。

2) 齒尖的引流存料量為底板引流 存料量的1.5倍。

3) 邊齒的引流存料量為底板引流存料量 的2倍。

4) 底板的壁厚太大, 故用遮擋法設(shè)計導(dǎo)流。

2：工作帶設(shè)計參數(shù)

七、 散熱器模具設(shè)計改進優(yōu)化

八、散熱器擠壓工藝和注意事項

1、對于高密齒和舌比大的鋁擠壓模具試模時，第一支鋁棒必須是150-200mm的短鋁棒或純鋁棒。

2、試模前，必須調(diào)整好鋁擠壓機擠壓中心，擠壓軸、盛錠筒和模座出料口在一條中心線上。

3、在試模和正常生產(chǎn)過程中，鋁棒加熱溫度要保證在480-520℃之間。

4、鋁型材模具加熱溫度按常規(guī)模具溫度，控制在480℃左右，直徑200mm以下的平模保溫時間不得少于2小時，如果是分流模保溫在3小時以上;直徑大于200mm以上的模具保溫4-6小時，以保證模具芯部溫度與外部溫度的均勻。

5、在試?；蛏a(chǎn)前，必須用清缸墊清理干凈盛錠筒內(nèi)膽，并查看擠壓機空運行是否正常。

6、試?；騽傞_始生產(chǎn)時，擠壓機自動檔關(guān)掉，各段開關(guān)歸零位。從最小壓力開始慢慢的起壓，出料大概3-5分鐘，鋁填充過程時主要控制好壓力。壓力控制在100Kg/cm2以內(nèi)，電流表數(shù)據(jù)為2-3A以內(nèi)，一般80-120Kg/cm2可以出料，之后才可慢慢的加速，正常生產(chǎn)時擠壓速度以壓力小于120 Kg/cm2為準。

7、鋁合金型材模具在試模或生產(chǎn)過程中，如發(fā)現(xiàn)堵模、偏齒、快慢偏差太大等現(xiàn)象時要立刻停機，并以點退的方式卸模，避免模具報廢。

8、在試?；蜾X材生產(chǎn)過程中，出料口必須通暢，墊支或夾具松勁根據(jù)出料情況合理掌握。隨時觀察發(fā)現(xiàn)異常情況，及時處理，該停機時要立即停機。

9、矯直過程中，要認真檢測前后變化，操作規(guī)范，用力適度，嚴保產(chǎn)品質(zhì)量。

10、按照鋁材生產(chǎn)計劃單要求合理定尺，鋸切時，鋸齒進料速度不能太快，避免打傷端頭，端頭必須鉗正，去掉飛邊和毛刺。

11、鋁合金型材裝筐要規(guī)范，包括墊條要擺放合理，避免損傷型材。

12、鋁型材時效溫度控制在190±5℃，保溫2.5-4小時，出爐后進行風(fēng)冷。