本发明涉及热能设备领域,尤其涉及一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺。
背景技术:
散热器,尤其是翅片式散热器,广泛应用于电子、电脑、供暖器、汽车配件上,现有的翅片设计种类繁多、但不够精细,使用久了会增加整体的热阻,影响传热效率;发热元件和散热器的配合面不够紧密,也会使导热受阻,使得发热元件积聚热量,造成局部高温,既影响使用寿命,又存在安全隐患。
而散热器的制备方法中也存在一些缺陷,纯铸造的方式虽然简单易行,但散热效能欠佳,或者分别加工后拼接,使用寿命和工艺稳定性会有问题,另外还有滚压翅片工艺,铜/铝/镁锻造接合工艺等,不一而足。对于散热器而言,在不同场合需要有不同的性能要求,如海上作业的机械需要有防盐雾的性能,不然很容易使散热器产生电化学腐蚀而损坏;而散热器有时也在低温环境下工作,需要有长期耐受而不影响性能的能力。
技术实现要素:
发明目的:本发明设计一种工艺简单、结构精细、防盐雾、抗低温的散热器制备工艺、利用这种工艺生产的散热器以及涂覆于散热器翅片上散热胶,以解决现有技术中存在的问题。
发明内容:一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺,包括如下步骤:
(1)、备料:准备散热器的基本材料,基座和连接件原材料采用h70黄铜,翅片原材料采用厚度1.2-2mm的6063铝合金片,将原材料清洗干净;
(2)、铸造:将h70黄铜放入对应铸造模具中,铸造成需要形状,在825-850℃下进行加工,然后充分低温热处理释放内应力,低温热处理温度265-270℃,得到基座坯和连接件坯,基座坯具有接合面用以接合发热工件,基座坯还具有接合槽用以接合翅片;
(3)、冲压:将步骤(1)中所述的6063铝合金片用翅片冲压模具进行冲压成型,形成翅片坯;
(4)、抛光:用切削工具去除基座坯和连接件坯的底面的毛边后,对基座坯的接合面依次用200#、500#、1000#、1500#、3000#、6000#的砂纸磨制,再用抛光膏进行机械抛光,得到基座和连接件;
(5)、涂层:对翅片坯表面进行双层喷涂形成第一涂层和第二涂层,第一涂层采用富镁涂料对翅片坯表面进行喷涂,第二层采用特氟龙涂料对第一涂层表面进行喷涂,喷涂后粗糙度ra大于6.4μm,得到翅片,所述富镁涂料包含以下重量份的组分:
镁粉30-50份
亲水性涂料45-75份
硬脂酸镁5-15份
助剂0-5份;
(6)、焊接:将基座、连接件放入真空钎焊炉中进行钎焊,钎焊温度630~645℃,真空度(2-3)x10-3pa,焊接时将连接件焊接在基座的相应位置;取出基座和连接件的一体件,然后采用氩弧焊的方式将翅片焊接在基座的接合槽,焊缝宽度5-12mm,再焊接连接件与翅片需要接合的部分,焊缝宽度3-8mm;
(7)、涂胶:在每相邻两片翅片之间的空间均匀涂覆散热胶,即得到成品散热器。
作为优选,所述抛光膏为粒径小于500nm的纳米氧化铝和纳米氢氧化铝的混合物。抛光膏为纳米材料抛光更细腻,提高抛光的均匀程度和效率。
作为优选,步骤(5)中,所述富镁涂料组成成分中的亲水性涂料为水性环氧树脂涂料。水性环氧涂料粘结性、亲水性、反应性皆良好,适合做金属涂层的载体涂料。
一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺中的散热器,包括基座、连接件、翅片,所述基座一端具有接合面、前后两侧安装一组连接件,所述翅片通过位于基座的翅片槽焊接并布满基座的上下两侧,基座每侧的一组翅片为翅片组;
所述翅片整体呈波浪形、具有若干起伏段,所述起伏段的宽度在2~10mm,所述翅片布置有散热孔,所述翅片表面由内而外涂覆有第一涂层和第二涂层,所述第一涂层为富镁涂料,所述第二涂层为特氟龙涂料。
作为优选,所述接合面的表面粗糙度ra小于0.4μm。接合面需要与发热工件接合故而光滑程度需要很高,以达到初段的传热效率,很关键。
作为优选,所述连接件在基座的前后两侧各具有两片,同侧的两片连接件对称连接上侧和下侧的翅片组。连接件的结构设计不仅使翅片连接更稳定,更令整个系统的传热导向更顺利,效率更高。
一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺中的一种散热胶,包含以下重量份的组分:
氢氧化铝20-30份
球形氧化铝20-30份
石墨烯5-15份
甲基乙基硅油3-15份
氨基硅油0.5-5份
气相二氧化硅0.3-3份
硅烷偶联剂1-2.5份。
作为优选,所述球形氧化铝组分的粒径小于25μm,所述石墨烯组分的粒径小于500nm。小粒径球形氧化铝利于均匀涂覆散热,小颗粒纳米石墨烯传热效率极高。
和现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明的一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺,操作简便、防冻防盐雾、性能优越。基座和连接件采用铸造、翅片采用冲压的方式既相互区别又有联系,两者选用的材料抗冻性能佳;翅片的形状设计使其具有极大的表面积,大大增强散热面积和有效散热面积;第一涂层和第二涂层,富镁涂料和特氟龙涂料的防腐蚀作用配合良好,前者防盐雾腐蚀,后者防酸碱盐腐蚀且抗冻;散热胶在现有的技术上改良,具有常规温度和较低温度下均具有优良的散热性能。本发明的工艺、产品和配方形成一个有机的整体,尤其是两层涂层的设计和散热片的形状结构设计,具有突出的防盐雾和防冻性能。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程示意图,图2是本发明实施例的散热器结构示意图。
图中:1-基座,10-接合面,11-翅片槽,2-连接件,3-翅片,30-翅片组,31-起伏段,4-散热孔。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
如图1,一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺,包括如下步骤:
(1)、备料:准备散热器的基本材料,基座和连接件原材料采用h70黄铜,翅片原材料采用厚度1.2-2mm的6063铝合金片,将原材料清洗干净;
(2)、铸造:将h70黄铜放入对应铸造模具中,铸造成需要形状,在825-850℃下进行加工,然后充分低温热处理释放内应力,低温热处理温度265-270℃,得到基座坯和连接件坯,基座坯具有接合面用以接合发热工件,基座坯还具有接合槽用以接合翅片;
(3)、冲压:将步骤(1)中所述的6063铝合金片用翅片冲压模具进行冲压成型,形成翅片坯;
(4)、抛光:用切削工具去除基座坯和连接件坯的底面的毛边后,对基座坯的接合面依次用200#、500#、1000#、1500#、3000#、6000#的砂纸磨制,再用抛光膏进行机械抛光,得到基座和连接件,所述抛光膏为粒径小于500nm的纳米氧化铝和纳米氢氧化铝的混合物;
(5)、涂层:对翅片坯表面进行双层喷涂形成第一涂层和第二涂层,第一涂层采用富镁涂料对翅片坯表面进行喷涂,第二层采用特氟龙涂料对第一涂层表面进行喷涂,喷涂后粗糙度ra大于6.4μm,得到翅片,所述富镁涂料包含以下重量份的组分:
镁粉30-50份
亲水性涂料45-75份
硬脂酸镁5-15份
助剂0-5份;
(6)、焊接:将基座、连接件放入真空钎焊炉中进行钎焊,钎焊温度630~645℃,真空度(2-3)x10-3pa,焊接时将连接件焊接在基座的相应位置;取出基座和连接件的一体件,然后采用氩弧焊的方式将翅片焊接在基座的接合槽,焊缝宽度5-12mm,再焊接连接件与翅片需要接合的部分,焊缝宽度3-8mm;
(7)、涂胶:在每相邻两片翅片之间的空间均匀涂覆散热胶,即得到成品散热器。
如图2,一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺中的散热器,包括基座1、连接件2、翅片3,所述基座1一端具有接合面10、前后两侧安装一组连接件2,所述翅片3通过位于基座1的翅片槽11焊接并布满基座1的上下两侧,基座1每侧的一组翅片3为翅片组30,每一组翅片组30的翅片数量在8~12;所述连接件2在基座1的前后两侧各具有两片,连接件2呈“u”形,同侧的两片连接件2对称连接上侧和下侧的翅片组30;
所述翅片3整体呈波浪形、具有若干起伏段31,所述起伏段31的宽度在2~10mm,所述翅片3以矩阵形式布置有散热孔4,所述翅片3表面由内而外涂覆有第一涂层和第二涂层,所述第一涂层为富镁涂料,所述第二涂层为特氟龙涂料;
所述接合面10的表面粗糙度ra小于0.2μm,且接合的发热工件也按照所述焊接工艺步骤(4)抛光至表面粗糙度ra小于0.2μm。
一种耐低温防盐雾焊接散热器的焊接工艺中的一种散热胶,包含以下重量份的组分:
氢氧化铝20-30份
球形氧化铝20-30份
石墨烯5-15份
甲基乙基硅油3-15份
氨基硅油0.5-5份
气相二氧化硅0.3-3份
硅烷偶联剂1-2.5份;
所述球形氧化铝组分的粒径小于25μm,所述石墨烯组分的粒径小于500nm。
以上实施例仅用以说明本发明的优选技术方案,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员而言,在不脱离本发明原理的前提下,所做出的若干改进或等同替换,均视为本发明的保护范围,仍应涵盖在本发明的权利要求范围中。