專利名稱：內襯鋼復合鎂合金散熱器及其制法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種散熱 器及其制法，特別是鋼鎂復合壓鑄成型的散熱器及其制法。
背景技術：
鎂合金具有比強度、比剛度高，導熱、導電性能好，并具有很好的電磁屏蔽、阻尼性、減振性、切削加工性，以及加工成本低、加工能量僅為鋁合金的70%和易于回收等優(yōu)點。鎂合金比重相比鋁合金輕36%、相比鋅合金輕73%、相比鋼輕77% ;鎂合金的比強度高于鋁合金和鋼，比剛度與鋁合金和鋼相當；鎂合金的耐磨性能比低碳鋼好得多，已超過壓鑄鋁合金A380 ;鎂合金比鋁合金高30倍的減振性能，磁屏蔽性能遠優(yōu)于鋁合金。和其它材料相比，鎂的比重小，単位體積的熔化潛熱少，鋳造切削加工能耗少，這些特點決定了單位重量的鎂合金制品的生產制造成本低。但是，鎂及鎂合金抗氧化能力低，不易焊接加工，且耐腐蝕性能差。在散熱器領域，一般采用鋼、鐵、銅、鋁等材質進行生產，鋳造エ藝是沿用已久的生產エ藝，產品明顯笨重，表面粗糙，內部組織致密性差，導熱性能差，加工耗能高，尤其是鑄鐵散熱器，エ藝中不可避免的沙眼缺陷致使產品的廢品率難以控制。現(xiàn)階段，大部分散熱器采用焊接エ藝，有在同一材質各個部件之間結合采用焊接エ藝的，也有焊接結合不同材質制造的各個部件的散熱器。焊接結合単一材質的部件提高了散熱器的導熱連續(xù)性，具有了整體膨脹性能統(tǒng)ー的優(yōu)點，但是，這種散熱器比較笨重，加工能耗大，所需人工費用高。焊接結合不同材質制造的各個部件，由于各自材料的膨脹系數(shù)不同，造成了部件間膨脹不均勻的缺陷，同時，各個材質之間的電位腐蝕現(xiàn)象也隨之突顯出來，嚴重影響焊接點的牢固，使得散熱器壽命變短。近些年，出現(xiàn)了不同材質制造的部件之間采用吹漲或壓縮等擠壓エ藝結合生產的散熱器，解決了焊接生產散熱器遇到的技術問題，但是，采用擠壓技術制造的散熱器，各個部件之間結合的緊密度，隨著散熱器使用過程中熱脹冷縮的不斷重復，各個部件之間結合部位的間隙配合慢慢増大，導致散熱器導熱連續(xù)性能降低，散熱效果也隨之變差。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是克服上述已有技術的不足，提供一種可提升散熱器導熱性能及散熱效果、減輕散熱器重量、減少生產能耗、降低成品成本、同時避開鎂合金抗氧化能力低、不易焊接加工、耐腐蝕性能差等劣勢的鋼鎂復合壓鑄成型鎂合金散熱器，以及該散熱器的制法。本發(fā)明內襯鋼復合鎂合金散熱器包括鋼管、鎂合金環(huán)架和鎂合金散熱片。鋼管內部空腔構成流體腔，鋼管外部與鎂合金環(huán)架緊密接合，在鎂合金環(huán)架上設有鎂合金散熱片。鎂合金環(huán)架通過壓鑄復合エ藝和鋼管實現(xiàn)緊密接合，鋼管、鎂合金散熱片與鎂合金環(huán)架采用壓鑄エ藝整體成型。鎂合金散熱片可以根據(jù)需要設計成多種結構和外形。本發(fā)明內襯鋼復合鎂合金散熱器的制法是采用壓鑄エ藝整體成型，具體方法如下
(I)按照散熱器的外形尺寸及エ藝要求制造所需的壓鑄用模具，該模具采用的材質是3Cr2W8V鋼，此鋼材熱處理溫度1075°C 1120°C油淬，通常鎂合金壓鑄在650°C以下，3Cr2W8V鋼硬度的降低幅度很??；模具承壓要求在15 MPa以上；該模具由兩部分拼接在一起構成ー個整體，該模具物理中心位置(即散熱器的物理中心)留有放置符合尺寸要求鋼管的位置。(2)把模具固定在壓鑄機上，放入帶有內螺紋連接絲扣的鋼管，合上模具，利用鋼管的內螺紋和模具外的帶有外絲的堵頭連接，實現(xiàn)模具在此位置的封堵，由鋼管外壁和模具內腔構成鎂合金散熱器壓鑄腔體。(3)向壓鑄機通惰性氣體加壓，壓カ約O. I MPa (O. 1±0· 02 MPa)，在此壓力作用下由模具的澆注ロ壓入鎂合金。(4)等待約10秒鐘(10±2s)，模具中的鎂合金結殼，在2秒時間內把惰性氣體壓力迅速増加至I MPa(l±0. I MPa)，并保持15秒以上，使模具中的鎂合金在高壓下補縮、凝固、成型。(5)把成型件從壓鑄機中取出，經過打磨，上漆，烘干等流程，制成內襯鋼復合鎂合 金散熱器成品。鋼管兩端加工有內螺紋連接絲扣，或在鋼管兩端焊接帶有內螺紋連接絲扣的彎頭或三通，在加工后的鋼管放入壓鑄機前必須經過6MPa (6±0. I MPa)耐壓試驗，并保證鋼管無泄漏。本發(fā)明內襯鋼復合鎂合金散熱器解決了現(xiàn)有技術存在的散熱器笨重、導熱性能低、散熱效果差、加工耗能高的技術問題，可提升散熱器導熱性能及散熱效果、減輕散熱器重量、減少生產能耗、降低了散熱器成本，同時避開了鎂合金抗氧化能力低、不易焊接加工、耐腐蝕性能差的劣勢。所生產產品具有表面光潔、耐腐蝕、質量輕、承壓大、散熱效果好、壽命長，成本低等特點。


圖I為本發(fā)明輪輻狀散熱片結構示意圖。圖2為本發(fā)明異形散熱片結構示意圖。圖中1、鋼管，2、鎂合金環(huán)架，3、輪輻狀散熱片，4、流體腔，5、ニ級散熱片。
具體實施例方式鎂合金散熱片可以是輪輻狀散熱片3 (圖1)，也可以在輪輻狀散熱片3上增設ニ級散熱片5，如“王”字架構散熱片(圖2)，以增加散熱面積。鋼管I與鎂合金環(huán)架2之間、鎂合金環(huán)架2與輪輻狀散熱片3之間、輪輻狀散熱片3與ニ級散熱片5之間是整體壓鑄成型的。實驗表明，在同等散熱面積時，圖I中輪輻狀散熱片3比圖2中“王”字架構散熱片的散熱效果要好，主要原因是輪輻狀散熱片3的每支散熱片都和熱源接觸，導熱速度快，而“王”字架構散熱片不是全部都和熱源接觸，要通過輪輻狀散熱片3傳熱至ニ級散熱片5后，才有熱可散，導熱速度慢一點。鋼管I采用lCrl8Ni9材質鋼管，鋼管內腔構成流體腔4。鎂合金環(huán)架2和鎂合金散熱片3、5均采用AZ系列鎂合金，如AZ91D或AZ91E(國標GB/T5153-2003)，鋁含量為9%，
鋅含量為1%。
本發(fā)明內襯鋼復合鎂合金散熱器的制法是
(I)按照散熱器的外形尺寸及エ藝要求，用3Cr2W8V鋼材制造所需的壓鑄用模具，該模具由兩部分拼接在一起成ー個整體，該模具在的物理中心位置留有放置符合尺寸要求鋼管的位置。(2)把模具固定在壓鑄機上，放入帶有內螺紋連接絲扣的鋼管，合上模具，螺紋連接鋼管和外絲堵頭，實現(xiàn)模具在此位置的封堵，由鋼管外壁和模具內腔構成鎂合金散熱器壓鑄腔體。(3)向壓鑄機通入壓カ約O. I MPa的惰性氣體，在此壓力作用下由模具的澆注ロ把鎂合金壓入散熱器壓鑄腔體。(4)等待約10秒鐘，模具中的鎂合金結殼，在2秒時間內把惰性氣體壓力增加至IMPa，并保持15秒以上，使模具中的鎂合金在高壓下補縮、凝固、成型。
(5)把成型件從壓鑄機中取出，經過打磨，上漆，烘干等流程，制成內襯鋼復合鎂合金散熱器成品。壓鑄機可以采用鋁(鎂)合金熱室壓鑄機，也可以用鎂合金冷室壓鑄機，但是需要注意兩種壓鑄操作規(guī)程不太一祥。
權利要求
1.ー種內襯鋼復合鎂合金散熱器，其特征是包括鋼管、鎂合金環(huán)架和鎂合金散熱片；鋼管內部空腔構成流體腔，鋼管外部與鎂合金環(huán)架緊密接合，在鎂合金環(huán)架上設有鎂合金散熱片；鎂合金環(huán)架通過壓鑄復合エ藝和鋼管實現(xiàn)緊密接合；鋼管、鎂合金散熱片與鎂合金環(huán)架采用壓鑄エ藝整體成型；鎂合金散熱片可以根據(jù)需要設計成多種結構和外形。
2.如權利要求I所述內襯鋼復合鎂合金散熱器的制法，其特征是 (O按照散熱器的外形尺寸及エ藝要求制造所需的壓鑄用模具，該模具采用3Cr2W8V鋼，承壓要求在15 MPa以上；該模具由兩部分拼接在一起構成ー個整體，該模具物理中心位置留有放置符合尺寸要求鋼管的位置； (2)把模具固定在壓鑄機上，放入帶有內螺紋連接絲扣的鋼管，合上模具，利用鋼管的內螺紋和模具外帶有外絲的堵頭連接，實現(xiàn)模具在此位置的封堵，由鋼管外壁和模具內腔構成鎂合金散熱器腔體； (3)向壓鑄機通惰性氣體加壓，壓カO.I MPa，在此壓力作用下由模具的澆注ロ壓入鎂合金； (4)等待10秒鐘，模具中的鎂合金結殼，在2秒時間內把惰性氣體壓力迅速增加至IMPa，并保持15秒以上，使模具中的鎂合金在高壓下補縮、凝固、成型； (5)把成型件從壓鑄機中取出，經過打磨、上漆、烘干流程，制成內襯鋼復合鎂合金散熱器成品。
3.如權利要求2所述的內襯鋼復合鎂合金散熱器的制法，其特征是鋼管兩端加工有內螺紋連接絲扣，或在鋼管兩端焊接帶有內螺紋連接絲扣的彎頭或三通。
全文摘要
一種內襯鋼復合鎂合金散熱器及其制法，目的是提升散熱器導熱性能及散熱效果、減輕散熱器重量；本發(fā)明產品包括鋼管、鎂合金環(huán)架和鎂合金散熱片；鋼管外部與鎂合金環(huán)架緊密接合，在鎂合金環(huán)架上設有鎂合金散熱片；本發(fā)明產品制法是先按照散熱器的外形尺寸及工藝要求制造所需的壓鑄用模具；把模具固定在壓鑄機上，放入帶有內螺紋連接絲扣的鋼管，合上模具，鋼管外壁和模具內腔構成鎂合金散熱器腔體；向壓鑄機通惰性氣體加壓，由模具的澆注口壓入鎂合金；待鎂合金結殼，在高壓下補縮、凝固、成型；把成型件從壓鑄機中取出，經過打磨、上漆、烘干流程，制成內襯鋼復合鎂合金散熱器成品。
文檔編號F28D1/053GK102853689SQ20121001456
公開日2013年1月2日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權日2012年1月18日
發(fā)明者高堅珂, 董智博, 武越, 高源 , 董和, 李建宏, 范毓仙 申請人:趙海林