一种铝挤散热器材料及成型工艺的制作方法

1.本发明涉及铝合金技术领域，具体地，涉及一种铝挤散热器材料及成型工艺。


背景技术：

2.铝合金是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性，例如轻质，柔软，外等。由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。
3.铝合金是散热器常用的材料。散热器的基本结构包括压铸件和铝挤部件，也即平行设置在压铸件上的多个散热鳍片。铝挤部件的成型一方面与生产工艺、模具有关，另一方面取决于铝挤部件的材质。
4.当前，常用的制作铝挤部件的材料为6063铝型材，6061铝型材和6005铝型材，其生产工艺是将铝锭在高温软化，使其在铝挤压机的强力挤压作用下，流过铝挤型模具，成型为符合要求的铝型材产品。然而，6063铝型材材质较硬，在成型时精度难以控制，不能根据生产者的需要形成合适尺寸的铝挤部件。
5.为此，有必要对6063铝型材进行改进。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种铝挤散热器材料及成型工艺，通过改变铝合金中铜元素和铬元素的含量，从而改变其硬度，使其在生产中容易控制，解决了现有技术中，铝合金成型时难控制，不能根据生产者的需要成型铝挤部件的缺陷。
7.本发明的技术方案如下：一种铝挤散热器材料，包括质量百分比如下的各元素：硅0.0800％
‑
0.25％，铁0.085％
‑
0.35％，锰0.0013％
‑
0.03％，镁0.0042％
‑
0.03％，锌0.087％
‑
0.05％，钛0.085％
‑
0.02％，余量为铝。
8.所述铝挤散热器材料，包括质量百分比如下的各元素：硅0.0820％
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0.1013％，铁0.088％
‑
0.1972％，锰0.0014％
‑
0.0053％，镁0.0045％
‑
0.0288％，锌0.0903％
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0.0158％，钛0.092％
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0.0190％，余量为铝。
9.所述铝挤散热器材料，包括质量百分比如下的各元素：硅0.0863％，铁0.0906％，锰0.0016％，镁0.0050％，锌0.0103％，钛0.0106％，余量为铝。
10.所述铝合金中，加入适合量的硅元素使铝合金流动良好，并能减少缩孔改善耐压性，改善焊接性，减小热膨胀系数，但是大量添加硅元素会使得铝合金切削性会变差。
11.所述铝合金中，加入适合量的铁元可以减少铝合金的缩孔、使结晶细微化，但是铝合金机械性质普遍降低。
12.所述铝合金中，加入适合量的锰元素对铝合金的结晶细微化和防止缩孔都有效果，但其添加量要根据合金中铁的含量来变化，否则会产生粗大的初晶、机械性能显著下降。
13.所述铝合金中，加入适合量的镁元素可以改善铝合金的机械性质和切削性，但是
熔汤流动性和耐压性变差，热间断裂也显著增加。对于含硅的铝合金而言，随着mg2si的析出硬化可以改善机械性质。
14.所述铝合金中，加入适合量的镍元素可以改善铝合金高温中的机械性质。
15.所述铝合金中，加入适合量的钛元素可以使铝合金的结晶细微化、改善机械性质。
16.所述铝合金中，加入适合量的锌可以改善铝合金的机械性质，但是耐腐蚀性下降，而且添加量过多的话容易产生缩孔。
17.所述的铝合金中，不含有铜元素。
18.所述铝挤散热器材料的挤压成型工艺如下：先将铝锭在铝锭炉中高温下加热熔铸；送至模具中，再通过模具挤压成型，拉直，锯切，经时效处理，冷却，包装得到成品。
19.其中，铝锭炉中熔铸温度为450
‑
500℃；模具的温度控制在420
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500℃之间，挤压成型的温度为450
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510℃之间，挤压一般速度为15
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25m/min,成型高密集型叶片的挤压速度一般为1
‑
3m/min。时效处理温度控制在175
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215℃之间，时间为3.5
‑
5小时。时效处理可以加强铝料的强度，并消除应力。
20.本发明所述的铝挤散热器材料，不含有6063铝型材，6061铝型材和6005铝型材中含有的铜元素和铬元素。学术界通常认为，铜在铝合金中具有固溶强化的作用，铝合金中铜的通常含量为2.5
‑
5％，一般形式4
‑
6.8％时，强化效果最好。为此，铜元素是6063铝型材，6061铝型材和6005铝型材中必不可少的元素。铬在6063铝型材，6061铝型材和6005铝型材中，也是常见的添加元素，学术界一般认为：铬在铝合金中形成金属间化物，从而阻碍结晶的形核和长大，对合金有一定的强化作用，还能改善合金的韧性和降低合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。而本技术人反其道而行之，剔除铜元素，和铬元素，从而降低材料的硬度，从而使得材料软化，易于加工和成型，产品精度易于控制。
21.本发明的有益效果为：本发明所述的铝挤散热器材料，通过改变铝合金中铜元素和铬元素的含量，从而改变其硬度，使其在生产中容易控制产品精度，能够满足生产者的需要。
具体实施方式
22.为了使本发明的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
23.实施例1.一种铝挤散热器材料，其特征在于，包括质量百分比如下的各元素：硅0.0800％，铁0.35％，锰0.0013％，镁0.02％，锌0.03％，钛0.01％，余量为铝。上铝挤散热器材料的挤压成型工艺，包括如下步骤：先将铝锭在铝锭炉中高温下加热熔铸；送至模具中，再通过模具挤压成型，拉直，锯切，经时效处理，冷却，包装得到成品。铝锭炉中熔铸温度为450℃；模具的温度控制在430℃之间，挤压成型的温度为450℃之间，挤压成型高密集型叶片的挤压速度为1
‑
3m/min；时效处理温度控制在180℃之间，时间为4小时。
24.实施例2.一种铝挤散热器材料，其特征在于，包括质量百分比如下的各元素：硅0.25％，铁0.25％，锰0.02％，镁0.0042％，锌0.087％，钛0.02％，余量为铝。上铝挤散热器材料的挤压成型工艺，包括如下步骤：先将铝锭在铝锭炉中高温下加热熔铸；送至模具中，再通过模具挤压成型，拉直，锯切，经时效处理，冷却，包装得到成品。铝锭炉中熔铸温度为
500℃；模具的温度控制在440℃之间，挤压成型的温度为510℃之间，挤压成型高密集型叶片的挤压速度为1
‑
3m/min；时效处理温度控制在190℃之间，时间为3.5小时。
25.实施例3.一种铝挤散热器材料，其特征在于，包括质量百分比如下的各元素：硅0.15％，铁0.085％，锰0.025％，镁0.008％，锌0.05％，钛0.085％，余量为铝。上铝挤散热器材料的挤压成型工艺，包括如下步骤：先将铝锭在铝锭炉中高温下加热熔铸；送至模具中，再通过模具挤压成型，拉直，锯切，经时效处理，冷却，包装得到成品。铝锭炉中熔铸温度为480℃；模具的温度控制在450℃之间，挤压成型的温度为480℃之间，挤压成型高密集型叶片的挤压速度为1
‑
3m/min；时效处理温度控制在200℃之间，时间为5小时。
26.实施例4.一种铝挤散热器材料，其特征在于，包括质量百分比如下的各元素：硅0.0820％，铁0.1972％，锰0.0014％，镁0.0288％，锌0.0903％，钛0.092％，余量为铝。上铝挤散热器材料的挤压成型工艺，包括如下步骤：先将铝锭在铝锭炉中高温下加热熔铸；送至模具中，再通过模具挤压成型，拉直，锯切，经时效处理，冷却，包装得到成品。铝锭炉中熔铸温度为460℃；模具的温度控制在480℃之间，挤压成型的温度为460℃之间，挤压成型高密集型叶片的挤压速度为1
‑
3m/min；时效处理温度控制在200℃之间，时间为4小时。
27.实施例5.一种铝挤散热器材料，其特征在于，包括质量百分比如下的各元素：硅0.1013％，铁0.088％，锰0.0053％，镁0.0045％，锌0.0158％，钛0.0190％，余量为铝。上铝挤散热器材料的挤压成型工艺，包括如下步骤：先将铝锭在铝锭炉中高温下加热熔铸；送至模具中，再通过模具挤压成型，拉直，锯切，经时效处理，冷却，包装得到成品。铝锭炉中熔铸温度为470℃；模具的温度控制在420℃之间，挤压成型的温度为500℃之间，挤压成型高密集型叶片的挤压速度为1
‑
3m/min；时效处理温度控制在215℃之间，时间为3.5小时。
28.实施例6.一种铝挤散热器材料，所述铝挤散热器材料，包括质量百分比如下的各元素：硅0.0863％，铁0.0906％，锰0.0016％，镁0.0050％，锌0.0103％，钛0.0106％，余量为铝。上铝挤散热器材料的挤压成型工艺，包括如下步骤：先将铝锭在铝锭炉中高温下加热熔铸；送至模具中，再通过模具挤压成型，拉直，锯切，经时效处理，冷却，包装得到成品。铝锭炉中熔铸温度为480℃；模具的温度控制在500℃之间，挤压成型的温度为510℃之间，挤压成型高密集型叶片的挤压速度为1
‑
3m/min；时效处理温度控制在175℃之间，时间为4小时。
29.为验证本技术技术效果，本技术人根据国家标准gb5237－2004检测6063铝合金型材和上述实施例1
‑
6所得铝合金型材的韦氏硬度。所得结果如下：
30.材料检测值6063铝合金8.2hw实施例17.75hw实施例27.75hw实施例37.86hw实施例47.8hw实施例57.82hw实施例67.72hw
31.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干
简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。