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鎂基合金散熱器及其制造方法

文檔序號(hào):4557284閱讀:463來源:國(guó)知局
專利名稱:鎂基合金散熱器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種熱交換裝置,特別涉及一種鎂基合金散熱器及其制造方法。
技術(shù)背景散熱器產(chǎn)業(yè)經(jīng)過了鑄鐵散熱器、鋼材散熱器、鋁合金散熱器的發(fā)展歷程, 重量輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱效果好、使用壽命長(zhǎng)制造成本低的散熱器一直是人們所渴望的。金屬鎂的密度是1.8g/cm3,僅為鋼的密度的1/4、鋁密度的2/3,屬當(dāng) 今最輕的工程金屬材料;鎂基合金具有比重小、'比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好、易于加 工和回收等優(yōu)點(diǎn),被譽(yù)為21世紀(jì)的綠色工程材料。加之中國(guó)鎂礦產(chǎn)資源特別豐 富,因此開發(fā)以鎂合金為原料的產(chǎn)品是有光輝前景的。中國(guó)專利ZL02109708.9 公開了一種鎂合金散熱器片及其制造方法,它的目的是解決鋁合金散熱器片比 重大、綜合散熱能力較低的問題,它的內(nèi)容是釆用擠壓工藝?yán)面V合金(組成 為AL2. 5 — 9. 7%, ZnO. 2 —1.0%, MnO. 1 —0. 3%, RE〉1.5X至3.0%, Si< 0.1Fe<0.005, Cu<0.3%, Ni<0.002%,其它雜質(zhì)<0. 002,余量為Mg)錠生 產(chǎn)成型的散熱器片,即散熱器的散熱單元組件。它的不足之處是它生產(chǎn)的只 是散熱器的半成品,要制得散熱器產(chǎn)品還需要配加散熱器不可缺少的載熱介質(zhì) 通道單元組件;采用的鎂合金耐熱性不夠好;強(qiáng)度低、韌性差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于避免上述技術(shù)中的不足之處,而提供一種重量輕、高強(qiáng)度、 高韌性、導(dǎo)熱效果好、耐熱溫度高、使用壽命長(zhǎng)、 一次加工成型而且成本較低 的理想的鎂基合金散熱器產(chǎn)品;本發(fā)明的目的還在于提供一種采用高壓鑄造工 藝將散熱器的散熱單元組件和載熱介質(zhì)通道組件緊密結(jié)合為一體的鎂基合金散 熱器的合理的、方便的高成品率的制造方法。本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到本發(fā)明的鎂基合金散熱器包括散熱單元組件和載熱介質(zhì)通道單元組件;其 特征在于a.散熱單元組件采用鎂基合金材料,其組成包括如下組分(重量分wt。/。)Al3.0—13.0Mn0.10—1.50Zn0 — 1.60Si0—1.60Ti0—0.5Ca0—2.0Sr0—2.0Ba0-0.1Be0-0.1Y 0-3.0la0-0.5Ce0.1.0Nd0-0.5 雜質(zhì)Fe、 Cu、 Ni總量< 0.2mg余量O—O.l O—O.l 0—3.0 0—0.5 O—l.O 0—0.5 0.2b.載熱介質(zhì)通道組件采用金屬材料;C.采用鎂合金壓鑄或鑄造工藝將散熱單元組件和載熱介質(zhì)通道組件緊密結(jié) 合為一體。本發(fā)明的目的還可以通過如下措施來達(dá)到本發(fā)明下面提供一種適合于采暖用鎂基合金散熱器,其特征在于-a.散熱單元組件采用的鎂基合金材料包括如下組分(重量分Wt。/。)Al8.0—1005Mn0.1—0.5Zn0.3—0.9雜質(zhì)Fe<0.005雜質(zhì)Ni<0.001雜質(zhì)Cu<0.015Mg余量b.載熱介質(zhì)通道組件采用鋼管。本發(fā)明的鎂基合金散熱器, 一種耐熱型高比強(qiáng)度、高韌性、適合于工作溫 度在15(TC以上的鎂基合金散熱器,其特征在于a.散熱單元組件采用的鎂基合金材料包括如下組分(重量分WtM):Al 3.0—10.5Mn 0.3—0.8Y 0.3-2.5Ti 0.001—0.3雜質(zhì)Fe< 0.004雜質(zhì)Ni〈 0.002雜質(zhì)Cu〈 0.015Mg 余量 b.載熱介質(zhì)通道組件采用銅管。本發(fā)明的鎂基合金散熱器, 一種強(qiáng)度高、散熱好、耐腐蝕、重量輕的散熱 器,其特征在于a.散熱單元組件采用的鎂基合金材料包括如下組分(重量分Wt%):Al8.0—13.0Mn0.1 — 1.5Si0.4—1.6Ca0_0.08Sr0 — 0.08Ba0—0.08Be0—0.08雜質(zhì)Fe、 Cu、 Ni總量〈0.15Mg余量b.載熱介質(zhì)通道組件采用內(nèi)、外雙面均鍍有鎳一錫一磷合金化學(xué)鍍層的鋼管。本發(fā)明的鎂基合金散熱器, 一種重量輕、耐腐蝕的專用散熱器,其特征在于散熱單元組件采用的鎂基合金材料包括如下組分(重量分Wt%):Al7.0 —12.0Mn0.05.-1.50Zn0.05-—1.60Ca0.05.—1.5Sr0.03.-1.6la0.1 —0.5Ce0.05.—1.0Nd0.1 —0.5雜質(zhì)Fe、 Cu、 Ni總量〈0.2Mg 余量載熱介質(zhì)通道組件無須另外設(shè)置,采用鑄造工藝、借助專用模具、使得散熱單 元組件和載熱介質(zhì)通道組件鑄造融合為一體。本發(fā)明的鎂基合金散熱器的制造方法,其特征在于包括如下步驟a. 鎂基合金材料熔煉將配方中的鎂基合金各組分混勻后,置入熔煉爐中,在混配保護(hù)氣體氣氛下,升溫至650'C—78(TC熔融,保溫0.5 — 1小時(shí)后,降溫 至65(TC—705。C,待壓鑄用;b. 散熱器模具預(yù)熱至16(TC—310°C,備用;c. 載熱介質(zhì)通道組件預(yù)熱至5(rC—90(TC,準(zhǔn)確定位、置入模腔;d. 將熔融鎂基合金以6—8米/s的速度射入模具中壓鑄成型;e. 冷卻、脫模;f. 坯體清理、表面處理、靜電噴涂;g. 檢驗(yàn)包裝、入庫(kù)。本發(fā)明的鎂基合金散熱器的制造方法,鎂基合金材料的熔煉過程,可以在混 有0.005%—0.03XSF6的N2 (氮?dú)?混配保護(hù)氣體氣氛中進(jìn)行。本發(fā)明的鎂基合金散熱器的制造方法,鎂基合金材料的熔煉過程,也可以在 混有0.5 % — 1 。% SF6的C02(二氧化碳)混配保護(hù)氣體氣氛中進(jìn)行。本發(fā)明的鎂基合金散熱器的制造方法還可以將熔融鎂基合金材料直接注入 專用模具中,將散熱單元與載熱介質(zhì)組件鑄造熔融為一體。制造成完全的、單 一材料的鎂基合金散熱器。由于本制造方法采用壓鑄或鑄造工藝,使得散熱器的載熱介質(zhì)通道組件和散 熱單元組件緊密的結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)了最大限度的熱傳遞效果;同時(shí)減少了泄 漏點(diǎn)。載熱介質(zhì)通道組件經(jīng)預(yù)熱后置入模腔,實(shí)施壓鑄,避免了因不同材質(zhì)膨 脹系數(shù)差異帶來的弊端。本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)施后,制得的鎂基合金散熱器是一種重量輕、高強(qiáng)度、 高韌性、導(dǎo)熱效果好、耐熱溫度高、使用壽命長(zhǎng)、 一次加工成型而且成本較低 的理想的鎂基合金散熱器產(chǎn)品??梢詽M足家居、辦公場(chǎng)所采暖、制冷散熱器、 汽車水箱散熱器、微機(jī)主機(jī)和大型液晶顯示器散熱器的需求,也可以滿足其它 散熱器用戶對(duì)耐熱、強(qiáng)度、韌性、密度等諸多技術(shù)指標(biāo)的苛刻需求。本發(fā)明還 提供了一種合理的、方便的高成品率的鎂基合金散熱器制造方法。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明下面將結(jié)合實(shí)施例做進(jìn)一步祥述 實(shí)施例1.采暖用鎂基合金散熱器的制造方法a, 將A19.0公斤;Zn0.8公斤;Mn0.4公斤;Mg 89.8公斤(雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Fe <0.005%,Ni<0.001%, Cu<0.015%)混勻后,置入熔爐中,在混有0.005% — 0.03XSF6的N2 (氮?dú)?混配保護(hù)氣體氣氛下,升溫至65(TC—78(TC熔融,保溫 0.5 — 1小時(shí)后,降溫至65(TC—70(TC,待壓鑄用;b. 散熱器模具預(yù)熱到160°C—310°C,備用;8c. 載熱介質(zhì)通道組^牛預(yù)熱至10(TC—900。C,準(zhǔn)確定位、置入模腔;d. 將熔融鎂基合金以6 — 8米/s的速度射入模腔中壓鑄成型;e. 冷卻、脫模;f. 坯體清理、表面處理、靜電噴涂;g. 檢驗(yàn)包裝、入庫(kù)。實(shí)施例2 .—種適合于工作溫度在15(TC以上的鎂基合金散熱器的制造方法按照實(shí)施例1的制造方法,其中鎂基合金材料的投入量是Al 8.0公斤, Mn0.8公斤,Y2.0公斤,TiO.l公斤,Mg89.1公斤(雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Fe<0.004%, Cu<0.015%, Ni<0.002%)。載熱介質(zhì)通道組件材質(zhì)是銅,其預(yù)熱溫度是700 °C。實(shí)施例3.—種強(qiáng)度高、散熱好、耐腐蝕、重量輕的鎂基合金散熱器的制造方法按照實(shí)施例l的制備方法,其中鎂基合金材料的投入量是A113公斤,Mn 1.0公開。Si 1.3公斤,Sr0.08公斤,Mg84.62公斤(雜質(zhì)Fe、 Cu、 Ni總量<0.15 %)。在混有0.5^ — l^SF6的CO2(二氧化碳)混配保護(hù)氣體氣氛下熔煉。載熱介 質(zhì)通道組件采用內(nèi)、外雙面均鍍有鎳一錫一磷合金化學(xué)鍍層的鋼管。實(shí)施例4 一種輕型、耐腐蝕鎂基合金散熱器的制造方法按照實(shí)施例l的制備方法,其中鎂基合金材料的投入量是A17.0公斤,Ca 0.6公開,Sr0.8公斤,Ce0.3公斤,La 0.2公斤,Nd 0.4公斤,Zn0.4公斤, Mn0,6公斤,Mg89.7公斤(雜質(zhì)Fe、 Cu、 Ni總量〈0.10。/0。在混有0.5% — 1XSF6的C02(二氧化碳)混配保護(hù)氣體氣氛下熔煉。采用專用模具, 一次鑄造成 帶有載熱介質(zhì)通道的全鎂基合金散熱器。
權(quán)利要求
1.一種鎂基合金散熱器,包括散熱單元組件和載熱介質(zhì)通道單元組件;其特征在于a.散熱單元組件采用鎂基合金材料,其組成包括如下組分(重量分wt%)Al 3.0-13.0Mn 0.10-1.50Zn 0-1.60Si 0-1.60Ti 0-0.5Ca 0-2.0Sr 0-2.0Ba 0-0.1Be 0-0.1Y 0-3.0La 0-0.5Ce 0-1.0Nd 0-0.5雜質(zhì)Fe、Cu、Ni總量<0.2Mg 余量b.載熱介質(zhì)通道組件采用金屬材料;c.采用鎂合金壓鑄或鑄造工藝將散熱單元組件和載熱介質(zhì)通道組件緊密結(jié)合為一體。
2.按照權(quán)利要求1的鎂基合金散熱器,其特征在于a.中所述之散熱單元組件采用的鎂基合金材料包括如下組分(重量分Wt。/。):Al 8.0—10.5Mn 0.1—0.5Zn 0.3—0.9雜質(zhì)Fe< 0.005雜質(zhì)Ni〈 0.001雜質(zhì)Cu< 0.015Mg 余量 b.中所述之載熱介質(zhì)通道組件采用鋼管。
3.按照權(quán)利要求1的鎂基合金散熱器,其特征在于1中所述之散熱單元組件采用的鎂基合金材料包括如下組分(重量分11%):Al3.0 — 10.5Mn0.3—0.8Y0.3—2.5Ti0.001—0.3雜質(zhì)Fe<0據(jù)雜質(zhì)Ni<0.002雜質(zhì)Cu<0.015Mg余量b.中所述之載熱介質(zhì)通道組件采用銅管。
4.按照權(quán)利要求1的鎂基合金散熱器,其特征在于-a中所述之散熱單元組件采用的鎂基合金材料包括如下組分(重量分Wt%):Al8.0—13.0Mn0.1 — 1.5Si0.4—1.6Ca0—0.08Sr0—0.08Ba0—0.08Be0—0.08雜質(zhì)Fe、 Cu、 Ni總量〈0.15Mg 余量 b中所述之載熱介質(zhì)通道組件采用內(nèi)、外雙面均鍍有鎳一錫一磷合金化學(xué)鍍 層的鋼管。
5.按照權(quán)利要求1的鎂基合金散熱器,其特征在于a中所述之散熱單元組件采用的鎂基合金材料包括如下組分(重量分Wt%): Al 7.0—12.0 Mn 0.05 —1.50Zn 0.05 — 1.60Ca 0.05 — 1.5Sr 0.03 — 1.6la 0.1—0.5Ce 0.05 — 1.0Nd 0.1—0.5 雜質(zhì)Fe、 Cu、 Ni總量〈 0.2Mg 余量b中所述之載熱介質(zhì)通道組件無須另外設(shè)置;采用c中所述之鑄造工藝、借助專用模具、使得散熱單元組件和載熱介質(zhì)通 道組件鑄造融合為一體。
6. —種權(quán)利要求1的鎂基合金散熱器的制造方法,其特征在于包括如下步驟-a. 鎂基合金材料熔煉將配方中的鎂基合金各組分混勻后,置入熔煉爐中, 在混配保護(hù)氣體氣氛下,升溫至650'C—78(TC熔融,保溫0.5 — 1小時(shí)后,降溫 至65(TC—705°C,待壓鑄用;b. 散熱器模具預(yù)熱至16(rC—31(TC,備用;c. 載熱介質(zhì)通道組件預(yù)熱至5(TC—90(rC,準(zhǔn)確定位、置入模腔;d. 將熔融鎂基合金以6—8米/s的速度射入模具中壓鑄成型;e. 冷卻、脫模;f. 培體清理、表面處理、靜電噴涂;g. 檢驗(yàn)包裝、入庫(kù)。
7. 按照權(quán)利要求6的鎂基合金散熱器的制造方法,其特征在于a中所述之混配 保護(hù)氣體是混有0.005%—0.03XSF6的N2 (氮?dú)?混配保護(hù)氣體。
8. 按照權(quán)利要求6的鎂基合金散熱器的制造方法,其特征在于a中所述之混 配保護(hù)氣體是混有0.5% —1%SF6W C02(二氧化碳)混配保護(hù)氣體。
9. 按照權(quán)利要求6的鎂基合金散熱器的制造方法,其特征在于所述之步驟d是 將熔融鎂基合金注入專用模具中,將散熱單元與載熱介質(zhì)組件鑄造熔融為一體。
全文摘要
本發(fā)明是一種鎂基合金散熱器及其制造方法,屬于熱交換裝置。本發(fā)明的目的是提供一種重量輕、高強(qiáng)度、高韌性、導(dǎo)熱效果好、耐熱溫度高、使用壽命長(zhǎng)、一次加工成型而且成本較低的理想的鎂基合金散熱器產(chǎn)品;采用的鎂基合金材料包括如下組分(重量分Wt%)Al 3.0-13.0;Mn 0.10-1.50;Zn 0.05-1.60;Si 0-1.60;Ti 0-0.50;Ca 0-2.0;Sr 0-2.0;Ba 0-0.1;Be 0-0.1;Y 0-3.0La 0-0.5;Ce 0-1.0;Nd 0-0.5;雜質(zhì)Fe、Cu、Ni總量<0.2;余量為Mg。本發(fā)明還提供了一種采用高壓鑄造工藝將散熱器的散熱單元組件和載熱介質(zhì)通道組件緊密結(jié)合為一體的鎂基合金散熱器的合理的、方便的高成品率的制造方法。
文檔編號(hào)F28F21/08GK101251356SQ20071011477
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者呂文濤 申請(qǐng)人:呂文濤
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