[发明专利]一种散热器用铜铝复合型材一次挤压成型工艺及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及铜铝复合型材的成型方法，具体是指一种散热器用铜铝复合型材一次挤压成型工艺及其装置。

背景技术

目前，市售铜铝复合散热器种类繁多，所采用的铜铝复合技术也各有不同。常用的有钎焊、螺丝锁合、热胀冷缩结合、机械式压合等方式(徐高磊，张迎晖，林木法，邓江文，铜铝复合材料的研究与应用，《有色金属加工》1671-6795(2008)04-0006-04)。

近几年来，散热器生产商在原有铝合金散热器的基础上作了技术改进，在散热翅片反面加上5～6mm厚的紫铜板，或者在铝制散热翅中加入紫铜散热管，以利于提高散热效果。目前高速CPU芯片就采用了上述设计的散热器进行散热，但由于铝-铜的物理性质差异较大，形成致密可靠连接的难度较大，因此如何将二者有效地连接在一起成了此项技术应用的关键。常用的复合技术仍以焊接为主，就是先在铝表面镀镍，再与铜板实行软钎焊，即形成铝-镍-铜体系。这一工艺方法基本上能达到产品设计的技术要求，但由于需要增加电镀工艺，因此生产成本较高，而且由于镍的热传导性较差，阻碍了散热器散热效果的进一步提高，没有最大限度的发挥(铜-铝)散热器设计的技术优势(高岩，铜-铝散热器专用焊膏的制备与性能研究，《江西理工大学硕士学位论文》，2009-JX16-6.0206)。

纵上所述，铜铝复合技术有多种，但是与挤压法在型材挤压一次成型(如铜铝复合散热器)工艺相关的技术没有任何报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有铜铝复合技术中存在的不足之处，提供一种散热器用铜铝复合型材一次挤压成型工艺。

本发明的另一个目的在于为实现本发明一次挤压成型工艺，对传统的铝型材挤压设备及工模具进行改进，设计一种散热器用铜铝复合型材一次挤压成型工艺专用的装置。

本发明的目的可以通过如下技术方案来实现：

一种散热器用铜铝复合型材一次挤压成型工艺，包括铝或铝合金挤压，其特征在于：当传统铝或铝合金挤压的挤压速度至少达到10m/min时，进入铜铝复合一次挤压成型，其步骤及其工艺条件包括：

(1)预热经常规处理的铜板，其预热温度为400-420℃；

(2)铝或铝合金锭在挤压模腔中与铜板压合，其挤压工艺条件如下：

挤压温度：420-500℃；

挤压筒挤压力：≥7.5MN；

复合成型所需单位压力：450-1000MPa；

挤压速度：10-80m/min。

实现本发明一次挤压成型工艺，对传统的铝型材挤压设备及工模具进行改进，设计一种散热器用铜铝复合型材一次挤压成型工艺的装置，包括挤压机，其特征在于：

(1)在传统挤压机一侧增设送铜板机构和铜板预热保温装置；

(2)挤压模下半部与模套分别开设有中心线重合的槽，两槽构成送料槽，挤压模下半部所开的槽槽深为铜板厚度加0.05-0.1mm，模套所开的槽槽深为铜板厚度加0.1-0.3mm；

(3)对准保温箱铜板出料口的滚轮机构对称轴线与铜卷的中心线、送料槽的中心线均在同一直线上。

本发明与现有技术相比具有如下突出的优点：

1、本发明是铜带与铝锭或铝合金在挤压力的作用下一次挤压成型，工艺简单、可靠，大大缩短了生产周期，可获得界面过渡层厚度小于45um，而剪切强度至少50MPa的良好复合界面的散热器用铜铝复合型材产品。该铜铝复合型材能充分发挥铜铝材料各自的性能优势，大大增强散热效率，同时，可节约大量优质贵重有色金属，有效降低成本。

2、本发明利用传统挤压机，在传统挤压机一侧增设铜板送铜板机构和铜板预热保温装置，并对模具、模套结构作针对性的改进，可确保铜板最大程度与铝材快速一次挤压成型，而且型材品质优良，经济实用。

3、本发明挤压模和模套的送料槽设计有效地保证了铜板最大程度与铝材压合，所得产品铜铝复合的过渡层组织细密，散热效率高，使用周期加长。

4、本发明通用性强，操作简易，有望以较高的性价比进行产业化生产，工业化生产前景好。

附图说明

图1是本发明送铜板机构的俯视图。

图2是本发明挤压模主视图。

图3是本发明挤压模左视图。

图4是本发明实施例制备的铜铝复合型材散热器产品结构示意图。

图1中：1.模套，2.导流模，3.挤压模，4.模垫，5.滚轮机构，6.预热保温装置，7.铜卷，8.铜板。

图2、图3中：9.挤压模下半部，10.挤压模上半部，11.槽。

图4中：12.肋板，13.散热片。