專利名稱：一種用于制作半開放溝槽式熱管的多齒芯頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于加工溝槽式熱管的多齒芯頭，尤其涉及一種用于制作半開放
溝槽式熱管的多齒芯頭。
背景技術(shù)：
隨著微電子領(lǐng)域芯片熱流密度急劇增加及有效散熱空間日益狹小等新特點(diǎn)和新 現(xiàn)象的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的利用增大有效散熱面積進(jìn)行散熱的方法已經(jīng)不能滿足散熱需求，而具 有高導(dǎo)熱率、良好的等溫性、熱響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡單、無需額外電力驅(qū)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)的小型/微型 熱管成為高熱流密度芯片導(dǎo)熱的理想元件。熱管的傳熱性能主要取決于管內(nèi)壁吸液芯結(jié) 構(gòu)。傳統(tǒng)銅粉燒結(jié)式吸液芯結(jié)構(gòu)雖然具有較強(qiáng)毛細(xì)壓力，但由于燒結(jié)層與管內(nèi)壁的接觸 熱阻大、液體回流阻力大，且吸液芯結(jié)構(gòu)易損壞，更致命的是燒結(jié)層較厚，重量比溝槽式重 40-60%。內(nèi)置金屬絲網(wǎng)式吸液芯結(jié)構(gòu)雖然空隙率可以達(dá)到45-75%，但同樣是增加了熱 管的重量，另外其加工環(huán)境要在帶有真空系統(tǒng)的真空焊室內(nèi)進(jìn)行，所以對(duì)加工環(huán)境要求相 當(dāng)高，同時(shí)，對(duì)于小型薄壁熱管，在管內(nèi)置入金屬絲網(wǎng)，操作就顯得極不方便，而且金屬編織 網(wǎng)與熱管內(nèi)壁存在接觸不緊密現(xiàn)象，導(dǎo)致其徑向熱阻增大，影響傳熱性能，并且生產(chǎn)成本較 高，該方法現(xiàn)在基本上已經(jīng)不再采用。而光滑溝槽式吸液芯結(jié)構(gòu)的熱管具有壁薄、重量輕、 不存在接觸熱阻、熱響應(yīng)快、吸液芯結(jié)構(gòu)不易損壞等優(yōu)點(diǎn)，符合電子器件輕薄短小型化發(fā)展 趨勢(shì)。 溝槽式熱管的生產(chǎn)工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟。中國發(fā)明專利申請(qǐng)200410051825. 2公開 了熱管內(nèi)壁的毛細(xì)組織微溝槽的制造設(shè)備及其制造方法，該方法采用高速充液旋壓法和多 齒芯頭使銅管基管內(nèi)壁金屬產(chǎn)生連續(xù)塑性成形，形成微溝槽。內(nèi)壁面的金屬在多齒芯頭與 旋壓球的壓力作用下，經(jīng)過復(fù)雜的塑性流動(dòng)后發(fā)生塑性變形，從而形成最終的內(nèi)壁面微溝 槽。銅管內(nèi)壁面形成微溝槽后，拉動(dòng)銅管進(jìn)給，就可以獲得具有微溝槽結(jié)構(gòu)的熱管坯體。在 加土過程中，可通過設(shè)定不同的加工參數(shù)，加工出不同的截面形狀和齒型的微溝槽。對(duì)熱管 坯體進(jìn)行后續(xù)的封口、抽真空、灌注工作等操作，最終可以獲得溝槽式熱管，但是該方法加 工難度大，工藝復(fù)雜，不利用規(guī)?；a(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于制作熱管的多齒芯頭，特別涉及一種能夠生產(chǎn)具
有高毛細(xì)壓力的熱管的多齒芯頭。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種用于制作半開放溝槽式熱管的多齒芯頭，包括芯頭基體、傾斜式齒形和微溝
槽結(jié)構(gòu)，芯頭基體為圓管型結(jié)構(gòu)，中心設(shè)有用于安裝的通孔；芯頭基體的管壁的外表面均勻
分布傾斜式齒形，傾斜式齒形的兩個(gè)齒之間形成具有毛細(xì)作用的微溝槽結(jié)構(gòu)；微溝槽結(jié)構(gòu) 與管體軸向平行布置；其特征在于所述的傾斜式齒形是一種傾斜式齒形，在熱管的橫截面
上，其任意一個(gè)單齒的幾何中心線與該齒形所在位置的徑向方向成5。
-45°夾角。
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所述的熱管管體由高速鋼制備形成。 所述的傾斜式齒形的齒數(shù)為45-65齒。 與現(xiàn)有技術(shù)方法相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)本發(fā)明采用傾斜齒式拉刀，加工的溝槽式熱管溝槽呈半開放狀態(tài)，可以顯著的 提高熱管的毛細(xì)壓力，有利于提升熱管傳熱性能。
(2)本發(fā)明采用的拉刀采用銑削、線切割等傳統(tǒng)機(jī)械加工方法制作，工藝可行，制
作簡單。 (3)應(yīng)用本發(fā)明的多齒芯頭可加工出半開放式溝槽熱管，沿用傳統(tǒng)溝槽式熱管成 熟的高速旋壓加工方式，工藝簡單可行。


圖1為本發(fā)明多齒芯頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例所用拉刀銑削過程的示意圖；
圖4為利用本發(fā)明制作的熱管的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖4熱管的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于 此。 如圖1、2所示，一種用于制作半開放溝槽式熱管的多齒芯頭，包括芯頭基體1、 傾斜式齒形2和微溝槽結(jié)構(gòu)3，芯頭基體1為圓管型結(jié)構(gòu)，芯頭基體1的直徑范圍是 2. 4-9. 4mm。中心設(shè)有用于安裝的通孔11 ;芯頭基體1的管壁的外表面均勻分布傾斜式齒 形2，傾斜式齒形2的兩個(gè)齒之間形成具有毛細(xì)作用的微溝槽結(jié)構(gòu)3 ;微溝槽結(jié)構(gòu)3與管體 軸向平行布置；傾斜式齒形2是一種傾斜式齒形，在熱管的橫截面上，其任意一個(gè)單齒的幾 何中心線與該齒形所在位置的徑向方向成5。 -45°夾角。芯頭基體l材料優(yōu)選高速鋼，采 用銑削、線切割或其他機(jī)械加工方法獲得。 如圖4-5所示，應(yīng)用上述多齒芯頭制作的半開放溝槽式熱管，包括熱管管體4、齒 形5和微溝槽6，所述熱管管體4為兩端密封的圓管結(jié)構(gòu)，齒形5均勻分布于熱管管體4內(nèi) 壁面，齒形5的兩個(gè)齒之間形成具有毛細(xì)作用的微溝槽6。微溝槽6與管體軸向平行布置。 齒形5是一種傾斜式齒形，在熱管橫截面上，其任意一個(gè)單齒的幾何中心線與該齒形所在 位置的徑向方向成5。 -45°夾角。熱管管體4的材料選用一種導(dǎo)熱系數(shù)高的金屬，最好是 紫銅；齒形5在熱管橫截面上均勻分布于管體內(nèi)壁，齒數(shù)優(yōu)選45-65齒。
實(shí)施例1 : —種用于制作半開放溝槽式熱管的多齒芯頭，包括芯頭基體1、傾斜式齒形2和微 溝槽結(jié)構(gòu)3，芯頭基體1為圓管型結(jié)構(gòu)，圓管直徑為5. 4mm。芯頭基體1的中心設(shè)有用于安 裝的通孔11 ;芯頭基體1的管壁的外表面均勻分布傾斜式齒形2，傾斜式齒形2的兩個(gè)齒之 間形成具有毛細(xì)作用的微溝槽結(jié)構(gòu)3 ;微溝槽結(jié)構(gòu)3與管體軸向平行布置；傾斜式齒形2是 一種傾斜式齒形，在熱管的橫截面上，其任意一個(gè)單齒的幾何中心線與該齒形所在位置的
4徑向方向成15。夾角。傾斜式齒形2為用45齒，齒高0. 28mm，平均齒寬0. 175mm。
應(yīng)用上述多齒芯頭制作的半開放溝槽式熱管，包括熱管管體4、齒形5和微溝槽6， 所述熱管管體4為兩端密封的圓管結(jié)構(gòu)，熱管外徑6. Omm，齒形5均勻分布于熱管管體4內(nèi) 壁面，齒形5的兩個(gè)齒之間形成具有毛細(xì)作用的微溝槽6。微溝槽6與管體軸向平行布置。 微溝槽6槽深0. 28mm，平均槽寬0. 175mm。齒形5是一種傾斜式齒形，在熱管橫截面上，其 任意一個(gè)單齒的幾何中心線與該齒形所在位置的徑向方向成15。夾角。熱管管體4的材料 選用一種導(dǎo)熱系數(shù)高的金屬，最好是紫銅；齒形5在熱管橫截面上均勻分布于管體內(nèi)壁，齒 數(shù)優(yōu)選45齒。 如圖3所示，為加工多齒芯頭的示意圖；采用拉刀銑削加工。采用立式盤銑刀為加 工刀具，分度卡盤作為夾具。加工時(shí)立式盤銑刀沿拉刀的軸向進(jìn)給，進(jìn)給過程中，利用金屬 塑性變形的特性，上一刀加工的齒形受壓迫自然產(chǎn)生傾斜，調(diào)節(jié)一定的吃刀量可以獲得一 定的齒形傾斜角度。吃刀量越大，傾斜的角度越大。本實(shí)施例采用吃刀量為O. 25mm，獲得角 度為15° 。 利用上述加工獲得的多齒芯頭(拉刀)，沿用當(dāng)前溝槽式熱管的成熟加工方法，高 速旋壓技術(shù)，可以獲得本實(shí)施例的半開放式溝槽熱管。所獲得的半開放式溝槽熱管齒形與 拉刀齒形嚙合，因此獲得的微溝槽也相應(yīng)傾斜角度為15° 。傾斜的齒形將微溝槽與熱管內(nèi) 部空間分隔成半封閉狀態(tài)，進(jìn)而提高了微溝槽的深寬比。根據(jù)毛細(xì)壓力的形成原理，此結(jié)構(gòu) 能夠有效提高溝槽熱管的毛細(xì)壓力，提高熱管的傳熱性能。
權(quán)利要求
一種用于制作半開放溝槽式熱管的多齒芯頭，包括芯頭基體、傾斜式齒形和微溝槽結(jié)構(gòu)，芯頭基體為圓管型結(jié)構(gòu)，中心設(shè)有用于安裝的通孔；芯頭基體的管壁的外表面均勻分布傾斜式齒形，傾斜式齒形的兩個(gè)齒之間形成具有毛細(xì)作用的微溝槽結(jié)構(gòu)；微溝槽結(jié)構(gòu)與管體軸向平行布置；其特征在于所述的傾斜式齒形是一種傾斜式齒形，在熱管的橫截面上，其任意一個(gè)單齒的幾何中心線與該齒形所在位置的徑向方向成5°-45°夾角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作半開放溝槽式熱管的多齒芯頭，其特征在于所述 的熱管管體由高速鋼制備形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作半開放溝槽式熱管的多齒芯頭，其特征在于所述 的傾斜式齒形的齒數(shù)為45-65齒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制作半開放溝槽式熱管的多齒芯頭，包括芯頭基體、傾斜式齒形和微溝槽結(jié)構(gòu)，芯頭基體為圓管型結(jié)構(gòu)，中心設(shè)有用于安裝的通孔；芯頭基體的管壁的外表面均勻分布傾斜式齒形，傾斜式齒形的兩個(gè)齒之間形成具有毛細(xì)作用的微溝槽結(jié)構(gòu)；微溝槽結(jié)構(gòu)與管體軸向平行布置；所述的傾斜式齒形是一種傾斜式齒形，在熱管的橫截面上，其任意一個(gè)單齒的幾何中心線與該齒形所在位置的徑向方向成5°-45°夾角。本發(fā)明的多齒芯頭是專門用于生產(chǎn)具有半開放溝槽式熱管的成型刀具，通過沿用成熟微溝槽式熱管加工方法，即高速旋壓方法，生產(chǎn)具有半開放溝槽式熱管，應(yīng)用該刀具可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，解決現(xiàn)有技術(shù)溝槽式熱管加工難題。
文檔編號(hào)B21D37/00GK101712059SQ200910193598
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月31日
發(fā)明者歐棟生, 湯勇, 陳劍鴻 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)