鋁材加工廠家散熱器型材的擠壓技術(shù)
鋁材加工廠家的鋁合金因其重量輕、美觀、導(dǎo)熱性能好、易于加工成復(fù)雜形狀而被廣泛應(yīng)用于散熱設(shè)備中。鋁合金散熱設(shè)備主要有三種類型:扁寬型、梳狀或魚骨型;外徑向圓形或橢圓形;樹枝狀。如圖1所示。它們的共同特點(diǎn)是:散熱器間距短,相鄰散熱器之間形成溝槽,高寬比大,壁厚差大,散熱器薄,根部底板厚度大。因此,散熱型材模具的設(shè)計(jì)、制造和制造難度很大。
鋁合金散熱器型材的生產(chǎn)應(yīng)從鑄錠的質(zhì)量、模具的材料和設(shè)計(jì)、擠壓壓力的降低和擠壓工藝等方面入手。
1.鋼錠質(zhì)量要求
鋼錠的合金成分應(yīng)嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量,以保證合金的極高純度。6063合金應(yīng)控制Fe、Mg、Si的含量。鐵的含量應(yīng)控制在0.2%以下,鎂和硅的含量應(yīng)控制在國家標(biāo)準(zhǔn)的下限,鎂的含量為0.45%~0.55%,硅的含量為0.25%~0.35%。為了使鑄錠的組織和性能均勻,需要對(duì)鑄錠進(jìn)行充分的均勻化處理。
鋼錠表面應(yīng)光滑,不允許有腫瘤或砂泥離析。鋼錠端面應(yīng)平整,切成臺(tái)階或切削角過大(切削角應(yīng)小于3)。由于臺(tái)階形狀或切削角太大,在用平面模具擠壓散熱型材時(shí),如果不設(shè)計(jì)導(dǎo)流,鑄錠直接接觸模具,由于鋼錠端面不平整,有些地方先與模具接觸,導(dǎo)致應(yīng)力集中。易造成模具齒形斷裂,或?qū)е滦读享樞虿煌?,容易產(chǎn)生模具堵塞或擠壓成形不良的現(xiàn)象。
由于散熱器型材的模具是許多細(xì)長(zhǎng)的牙齒,它們必須承受很大的擠壓壓力,并且每一個(gè)牙齒都必須有很高的強(qiáng)度和韌性。如果它們?cè)谛阅苌嫌泻艽蟮牟煌?,就很容易折斷那些?qiáng)度或韌性較差的牙齒。因此,模具鋼的質(zhì)量必須可靠,更好地利用生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的H13鋼,或選用優(yōu)質(zhì)的進(jìn)口鋼材。模具的熱處理是非常重要的。有必要采用真空加熱淬火和高壓純氮淬火,以保證淬火后模具各部分的均勻性能。淬火后,在HRC48-52的前提下,對(duì)模具進(jìn)行三次回火,以保證模具的硬度具有足夠的韌性。這是防止模具斷齒的重要條件。
為了成功地?cái)D出散熱器型材,關(guān)鍵是模具設(shè)計(jì)要合理,制造要準(zhǔn)確。一般情況下,盡量避免鋼錠直接擠入模具工作帶內(nèi)。對(duì)于扁平寬梳散熱器型材,設(shè)計(jì)了中間較小、側(cè)面較大的導(dǎo)流模,使金屬向兩側(cè)流動(dòng),降低了模具工作帶上的擠壓壓力,使壓力分布均勻。由于散熱器截面的壁厚差異較大,在設(shè)計(jì)模具工作帶時(shí),必須保持兩者的差異,即在壁厚較大的情況下,工作帶應(yīng)特別加寬,最大可達(dá)20 mm/30 mm,齒尖的位置應(yīng)突破常規(guī)。將工作帶減小到較小的尺寸??傊?,有必要保證金屬在任何地方的流動(dòng)都是均勻的。對(duì)于扁寬型散熱器,為了保證模具具有一定的剛度,應(yīng)適當(dāng)增加模具的厚度。厚度的增加約為30%和60%。模具的制造也應(yīng)該非常精細(xì)??盏稇?yīng)該是對(duì)稱的向上和向下,左和右,和中間。齒間加工誤差應(yīng)小于0.05 mm,加工誤差易產(chǎn)生局部齒,即散熱器厚度不均勻。甚至可能有一顆牙齒斷了。
由于合金鋼模具具有較好的剛度和耐磨性,不易產(chǎn)生變形,有利于散熱器型鋼的成形,所以在設(shè)計(jì)良好的截面上采用鑲嵌合金鋼模具也是一種很好的方法。
為了防止模具斷裂,應(yīng)盡量降低擠壓壓力。擠壓壓力與鑄錠的長(zhǎng)度、合金的變形阻力大小、鑄錠的狀態(tài)和變形程度大小有關(guān)。因此,用于擠壓冷卻鋁型材的鑄造棒不應(yīng)過長(zhǎng),約為普通鑄造棒的長(zhǎng)度(0.6-0.85倍)。特別是在試模和擠壓接近前根鑄造桿的情況下,為了保證合格產(chǎn)品的順利生產(chǎn),最好采用較短的鑄造桿,即一種鑄造棒,其長(zhǎng)度是普通鑄造棒的兩倍(0.4-0.6)。測(cè)試模具。
對(duì)于形狀復(fù)雜的散熱型材截面,除縮短鑄棒長(zhǎng)度外,還可采用純鋁短鑄工藝進(jìn)行前期試制,試擠成功后可采用普通鑄錠進(jìn)行擠壓生產(chǎn)。
鑄錠均勻化退火不僅可以使組織和性能均勻,而且可以改善擠壓性能,降低擠壓壓力,因此需要對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理。對(duì)于變形程度的影響,由于散熱器型材的截面面積一般較大,擠壓系數(shù)一般小于40,因此影響較小。
生產(chǎn)散熱器型材的關(guān)鍵是先前對(duì)擠出模頭的測(cè)試。如果條件允許,您可以先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬測(cè)試,看模具設(shè)計(jì)的工作帶是否合理,然后在擠出機(jī)上試一下模具。嘗試以前的測(cè)試模式非常重要。在低于8MPa的低壓下移動(dòng)時(shí),操作者應(yīng)讓主柱塞緩慢前進(jìn)。最好用手電筒看模具的出口,等等。在將片材均勻地?cái)D出到模孔中之后,可以加速并逐漸加壓。當(dāng)模具成功壓制并繼續(xù)擠壓時(shí),應(yīng)注意控制擠出速度以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作。在制造散熱器型材時(shí),要注意模具的加熱溫度,以使模具溫度接近鑄錠的溫度。如果溫度差太大,則當(dāng)施加壓力時(shí),由于擠出速度慢,金屬的溫度將降低,并且可能發(fā)生堵塞或流速不均勻的現(xiàn)象。
5.鋁材加工廠家散熱器型材的擠壓工藝不僅與上述因素有關(guān),還與擠出機(jī)的能力和水平、后方設(shè)備的自動(dòng)化程度、工人的操作技能等有關(guān)。不同截面的散熱剖面應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)采取相應(yīng)的措施,這是不能一概而論的。
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