專利名稱：一種傘形模制備高精大懸臂散熱器類型材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁合金制品的擠壓成形工藝，特別是采用傘形模制備高精大懸臂散熱器件工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
散熱器類型材是機(jī)械、電子等行業(yè)中不可或缺的零件，其主要作用是散熱，降低工作零件的溫度，提高使用壽命。現(xiàn)階段一般采用擠壓的方法進(jìn)行生產(chǎn)和制備。擠壓生產(chǎn)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如生產(chǎn)效率高、材料內(nèi)部組織致密、節(jié)省材料、傳熱效果好等。但是對(duì)于高精度大懸臂件的擠壓仍然存在一定的難度，主要問題是在成形過程中金屬的分配不合理，主要問題是高筋薄壁處的金屬難以填充、流速不均等且難于控制、模具的使用壽命短等。因此目前未見采用傘形模進(jìn)行擠壓生產(chǎn)的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提出一種可形成高質(zhì)量大懸臂散熱器類型材的生產(chǎn)方法。本發(fā)明包括如下步驟將鋁合金鑄坯進(jìn)行均勻化退火處理、坯料加熱以及成形模具預(yù)熱、擠制成形，經(jīng)切除頭部和尾部后進(jìn)行固溶處理和人工時(shí)效處理；在擠制成形時(shí)采用的成形模具具有中心隆起、四周低垂、整體呈傘狀的平面分流組合模。本發(fā)明采用傘形平面分流組合模來制備高精大懸臂散熱器類零件的方法，可以使金屬向難成形的區(qū)域流動(dòng)，金屬的充填性好、流速均勻、生產(chǎn)效率高。本發(fā)明所述均勻化退火處理的退火溫度為560°C，經(jīng)保溫6h后，以350 500°C /h的冷卻速度冷卻至250°C，然后停留0. 5h，再用水冷卻到50°C。通過均勻化處理后，6063合金組織發(fā)生如下變化1、晶內(nèi)偏析消失；2、Mg2Si相溶入a (Al)中，不平衡共晶消失；3、針狀^ (Al9Fe2Si2 )相向球狀a (Al12Fe3Si2 )相轉(zhuǎn)變，并細(xì)化含鐵相粒子。本發(fā)明所述坯料加熱以及模具預(yù)熱是將坯料加熱至450°C，將用于成形的坯料擠壓筒加熱至420°C，將成形模具預(yù)熱至460°C。本發(fā)明對(duì)坯料進(jìn)行加熱可以減小擠壓力，提高擠壓性能，擠壓筒的溫度一般低于坯料的溫度，主要是使坯料表面的氧化物在擠壓過程中不跟隨坯料一起進(jìn)入，提高制件的質(zhì)量，對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱可以很好的提高模具的使用壽命。本發(fā)明所述平面分流組合模主要包括上模、中模和組合式下模，中模的上、下端分別設(shè)置與上模、下模定位配合的環(huán)形凸臺(tái)；上模設(shè)有對(duì)稱分布的分流孔，于上模中心設(shè)置向下凸出的柱形型芯；中模的中心設(shè)置焊合腔；組合式下模主要由工作帶鑲片和空刀組成在工作帶鍵片的中心開設(shè)一中心孔，以中心孔為對(duì)稱中心，在中心孔外周均布中間部分隆起、四周相應(yīng)低垂的整體呈傘狀的與中心孔連通的若干通槽，在工作帶鑲片上設(shè)置有促流角；空刀的上端設(shè)置有與工作帶鑲片配合的凹坑。加熱后的鋁合金經(jīng)上模進(jìn)入中模的焊合腔，由于上模設(shè)置有分流孔，高溫的鋁合金流經(jīng)上模后便得到了第一次均勻分配，進(jìn)入焊合腔后，在強(qiáng)大的靜水壓力下金屬被焊合，然后被擠向傘形工作帶鑲片，由于傘形工作帶鑲片的特殊設(shè)計(jì)，可使金屬的流速更加均勻、流速趨于平穩(wěn)，使傘形工作帶鑲片的各角落都能均勻地二次分配鋁合金料直至高精大懸臂散熱器的末端，故形成的廣品精度聞。在所述工作帶鑲片的促流角與通槽之間采用圓角過渡。另外為了進(jìn)一步控制金屬的流速，在柱形型芯的外周設(shè)有一阻尼環(huán)，以阻礙此處金屬的流動(dòng)，使整個(gè)金屬的流動(dòng)趨于均勻。



圖I為鋁合金電腦CPU散熱器的俯視示意圖。圖2是本發(fā)明的上模的俯視示意圖。圖3是圖2的A-A向剖視圖。圖4是本發(fā)明的中模的俯視示意圖。圖5是圖4的B-B向剖視圖。圖6是本發(fā)明下模的傘形工作帶鑲片的俯視示意圖。圖7是圖6的C-C向剖視圖。圖8是圖6的D處的局部剖視圖。圖9是本發(fā)明下模的空刀的俯視示意圖。圖10是圖9的E-E向半剖視圖。圖11是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，通過加工鋁合金電腦CPU散熱器為實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明高精大懸臂散熱器類零件的制造工藝方法。如圖I所示，為本發(fā)明目標(biāo)加工產(chǎn)品一鋁合金電腦CPU散熱器，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)中間部分為圓環(huán)件，四周均勻分布著許多細(xì)長筋。如圖11所示，具有中心隆起、四周低垂、整體呈傘狀的平面分流組合模主要包括上模I、中模2和由工作帶鑲片3和空刀4組成的組合式下模組成。組合時(shí)可采用銷釘和(或)螺栓形成可拆卸式連接。如圖2、3所示，上模I設(shè)有對(duì)稱分布的六個(gè)豎向分流孔11，在上模I的中心設(shè)置向下凸出的柱形型芯12，在柱形型芯12上設(shè)置一道阻尼環(huán)13。如圖4、5所示，中模2的上、下端分別設(shè)置與上模I、組合式下模的空刀4定位配合的環(huán)形凸臺(tái)21和22，在中模I的中心設(shè)置焊合腔23。如圖6、7、8所示，在工作帶鑲片3的中心開設(shè)中心孔31，該中心孔的孔徑大小根據(jù)零件尺寸而定。以中心孔31為對(duì)稱中心，在中心孔31外周均布中間部分隆起32、四周相應(yīng)低垂33的整體呈傘狀的、與中心孔31連通的通槽34，在傘形工作帶鑲片4上設(shè)置有促流角35，促流角35與通槽34部分采用圓角36過渡。如圖9、10所示，空刀4上端設(shè)置與工作帶鑲片3配合的凹坑41。各部件的尺寸關(guān)系如下上模I下端的孔徑J1與中模2上端的凸臺(tái)外徑式相等，中模2下端的凸臺(tái)外徑4和空刀4上端的孔徑式相等，工作帶鑲片3的外徑J5與空刀4的凹坑41孔徑式相等。如圖11所示，工作帶鑲片3過渡配合在空刀4的凹坑41中，上面采用中模2壓住。6063招合金屬于Al-Mg-Si系合金,除招以外,其它成分如下
Si :0. 20 0. 6%、Fe :0. 35%、Cu :0. 10%、Mn :0. 10%、Mg :0. 45 0. 9%、Cr :0. 10%、Zn
0. 10%、Ti :0. 10%O本發(fā)明以6063鋁合金為例，生產(chǎn)鋁合金電腦CPU散熱器，其步驟有鋁合金鑄坯均勻化退火處理、坯料加熱以及模具預(yù)熱、擠制成形、固溶處理、人工時(shí)效處理，具體如下
I、對(duì)鋁合金鑄坯進(jìn)行均勻化退火處理工藝參數(shù)如下退火溫度為560°C，保溫6h后以強(qiáng)大的氣流冷卻到250°C，冷卻速度為350 500°C /h,之后停留0. 5h，再用水冷卻到50°C。
2、坯料加熱以及模具預(yù)熱將坯料加熱到450°C，擠壓筒加熱到420°C，模具加熱到460°C，用于后續(xù)擠壓。3、擠制成形將上模I、中模2、下模3和傘形工作帶鑲片4組合形成平面分流組合模，向上模I的進(jìn)料口以一定的擠壓壓力通入加熱的坯料，使鋁合金料在傘形工作帶鑲片4中定型，冷卻后，取出成形的半成品。4、切除頭部和尾部。5、固溶處理
工藝參數(shù)如下溫度彡50(TC，優(yōu)選51(TC，制品厚度彡10 mm時(shí)采用風(fēng)冷，厚度> iomm時(shí)采用水霧冷卻(水淬容易引起型材變形)。6、人工時(shí)效處理
合理的時(shí)效工藝參數(shù)如下T5態(tài)，2000C / (2 3) h，T6態(tài)，180°C /6h。
權(quán)利要求
1.一種傘形模制備高精大懸臂散熱器類型材的方法，其特征在于包括如下步驟將鋁合金鑄坯進(jìn)行均勻化退火處理、坯料加熱以及成形模具預(yù)熱、擠制成形，經(jīng)切除頭部和尾部后進(jìn)行固溶處理和人工時(shí)效處理；在擠制成形時(shí)采用的成形模具具有中心隆起、四周低垂、整體呈傘狀的平面分流組合模。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述傘形大懸臂散熱器類型材的生產(chǎn)方法，其特征在于所述均勻化退火處理的退火溫度為560°C，經(jīng)保溫6h后，以350 500°C /h的冷卻速度冷卻至250°C，然后停留O. 5h，再用水冷卻到50°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述傘形大懸臂散熱器類型材的生產(chǎn)方法，其特征在于所述坯料加熱以及模具預(yù)熱是將坯料加熱至450°C，將用于成形的坯料擠壓筒加熱至420°C，將成形模具預(yù)熱至460 °C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述傘形大懸臂散熱器類型材的生產(chǎn)方法，其特征在于所述平面分流組合模主要包括上模、中模和組合式下模，中模的上、下端分別設(shè)置與上模、下模定位配 合的環(huán)形凸臺(tái)；上模設(shè)有對(duì)稱分布的分流孔，于上模中心設(shè)置向下凸出的柱形型芯；中模的中心設(shè)置焊合腔；組合式下模主要由工作帶鑲片和空刀組成在工作帶鑲片的中心開設(shè)一中心孔，以中心孔為對(duì)稱中心，在中心孔外周均布中間部分隆起、四周相應(yīng)低垂的整體呈傘狀的與中心孔連通的若干通槽，在工作帶鑲片上設(shè)置有促流角，空刀的上端設(shè)置有與工作帶鑲片配合的凹坑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述傘形模制備高精大懸臂散熱器類型材的方法，其特征在于在所述工作帶鑲片的促流角與通槽之間采用圓角過渡。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述傘形模制備高精大懸臂散熱器類型材的方法，其特征在于在所述上模的柱形型芯上設(shè)置阻尼環(huán)。
全文摘要
一種傘形模制備高精大懸臂散熱器類型材的方法，涉及鋁合金制品的擠壓成形工藝技術(shù)領(lǐng)域，將鋁合金鑄坯進(jìn)行均勻化退火處理、坯料加熱以及成形模具預(yù)熱、擠制成形，經(jīng)切除頭部和尾部后進(jìn)行固溶處理和人工時(shí)效處理；在擠制成形時(shí)采用的成形模具具有中心隆起、四周低垂、整體呈傘狀的平面分流組合模。本發(fā)明采用傘形平面分流組合模來制備高精大懸臂散熱器類零件的方法，可以使金屬向難成形的區(qū)域流動(dòng)，金屬的充填性好、流速均勻、生產(chǎn)效率高。
文檔編號(hào)B21C23/02GK102728642SQ201210209659
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者呂恒林, 孟健, 尹飛, 李有祥, 王雷剛, 趙貴榮, 陳珍山 申請(qǐng)人:揚(yáng)州宏福鋁業(yè)有限公司