[发明专利]一种镁铜复合金属LED散热器及其精锻成形工艺

说明书

技术领域

本发明是一种镁铜复合金属LED散热器及其变加载控制精锻成形工艺，属于LED散热器技术及其制造技术和精锻成形新技术。

背景技术

目前，LED照明已成为照明产品主流发展趋势，而LED照明产品的可靠性（寿命）很大程度上取决于散热水平，散热已经成为制约LED照明产品大规模应用的技术瓶颈。目前，采用高性能散热器是解决其散热问题的主要途径，通常散热器采用一些导热性能良好的材料，如铜、铝、石墨、导热塑料、导热陶瓷等，其加工生产通常采用压铸、注塑、模压成型、锻造等方法，这些散热器虽然在一定程度上可满足LED照明产品散热要求，但仍存在散热能力有限、成本较高、比重较大等问题，从而影响到LED的普及与应用。

因此，选择既具有高的热导率，又具有低的比热容，同时性价比合理的散热材料并开发与之匹配的成形工艺，是LED照明产品研发亟需破解的技术瓶颈之一。而镁合金与铜合金复合则可很好的满足其要求，但现有的散热器制造工艺，如压铸、挤压等难以实现镁铜复合金属LED散热器的制造，同时镁合金属难以塑性加工金属材料，现有工艺难以满足其塑性成形要求。本发明旨在解决LED散热技术难题同时破解以镁合金为基体的散热器制造难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热阻小、热容量小、导热性能优良的镁铜复合金属LED散热器。本发明比重轻、成本低。

本发明的另一目的在于提供可提高以镁合金为主体的散热器的成形性能，实现镁铜复合金属冶金结合的镁铜复合金属LED散热器的精锻成形工艺。本发明提供了一种难变形金属的可控加载成形工艺。

本发明采用的技术方案是：本发明的镁铜复合金属LED散热器，包括有镁合金基体及铜合金导热层，其中铜合金导热层置于镁合金基体所设的中空腔体的底部，且镁合金基体与铜合金导热层采用物理冶金结合在一起。

上述铜合金导热层的厚度为0.1-0.5mm。

上述镁合金基体与铜合金导热层采用的物理冶金结合方法为精锻，镁合金基体与铜合金导热层通过精锻一次成形结合在一起。

本发明的镁铜复合金属LED散热器的精锻成形工艺，括如下步骤：

1）清除镁合金基体及铜合金导热层毛坯表面的油污及杂质；

2）将镁合金基体及铜合金导热层的毛坯叠放，置于加热箱中预热，预热温度250℃-350℃，预热时间5-15分钟；

3）将镁合金基体及铜合金导热层的毛坯定位安装在可控加载的锻压设备上的精锻模具中，模具预热温度200℃-300℃；

4）可控加载的锻压设备上的冲头按单向减速控制模式精锻成形。

上述步骤4）的单向减速控制模式是精锻成形采用可控加载模式，模具冲头安装于滑块速度能控制的锻压设备上，一次精锻出无飞边或小飞边LED散热器。

上述步骤4）的单向减速控制模式是在各变形阶段冲头速度变化为单向减速、步进驱动或震动脉冲。

上述步骤4）的单向减速控制模式为：在冲头接触毛坯前，冲头速度为压力机额定速度；冲头接触毛坯时，其速度为100mm/s-150mm/s；冲头行程为变形压下量的35%-45%时，冲头速度为初始速度的60%-70%；冲头行程变形压下量的80%-90%时，冲头速度为初始速度的10%-5%；至变形终了，冲头速度不再增加；完成成形后，冲头回程时冲头速度为压力机额定速度的1.5-2倍。

上述步骤4）的单向减速控制模式为：精锻变形初始冲头速度100mm/s-150mm/s；变形压下量达到30%-40%时，冲头速度为初始速度的70%-80%，之后，冲头静止0.5-1s；变形压下量达到75%-85%时，冲头速度为初始速度的15%-5%，之后，冲头静止1-2s；至变形终了，冲头速度不再增加；完成成形后，冲头回程时冲头速度为压力机额定速度的1.5-2倍。

上述步骤4）的单向减速控制模式为：精锻变形初始冲头速度100mm/s-150mm/s；变形压下量达到30%-45%时，冲头速度为初始速度的40%-50%，之后，冲头回退0.1-0.5s，然后继续下压；变形压下量达到70%-80%时，冲头速度为初始速度的20%-10%，之后，冲头回退0.1-0.3s；至变形终了，冲头速度不再增加；完成成形后，冲头回程时冲头速度为压力机额定速度的1.5-2倍。

上述可控加载的锻压设备为机械伺服压力机，或电动螺旋压力机，或伺服液压机。