铝挤模具设计PPT课件.ppt

散热片制程培训 1 纯铝 将铝在660 C的高温下熔化 根据需要向其添加其他元素 使其拥有我们所需要的性质 2 铝材介绍 铝材中含AL98 还含有Fe Mg Cu Si S P等元素 3 铝材性质 铝材分类 1 AL6061Fe含量较高 所以硬度较大 适合于做工业形材 2 AL6463Mg含量较高 所以美观光泽度高 3 AL6063Cu含量较高 所以传导性较高 含铜量的大小将直接影响到导电率的好坏和散热片的散热效果 4 设计计算 设计时 FIN片的厚度应当首先考虑到 一般情况下Fin片的厚度小于0 5mm时 模具就较难制作 目前模具制造业界最薄可以做到0 4mm 因为模具在挤模之前必须经过抛光处理 将模具表面处理平整 太薄的Fin使得模具间隙很小 以至于无法对模具进行抛光处理 5 设计计算 其次在挤型模的设计中 要注意的设计参数是倍数 1 倍数模具按倍数高低可以划分为普通倍数 12 17倍 中倍 17 19倍 高倍 19倍以上 三类 倍数的计算方法A为齿尖间隙 为齿根间隙 为齿的高度H倍数 2 6 设计计算 制约模具向更高倍数发展的主要因素是模板的强度 从上边的公式可以看出 倍数是与齿的高度成正比 与齿间隙成反比 当倍数超过25倍时 开模的成功率就很低 是因为当齿的高度较大时 模具根部将承受更大的压力 很容易出现根部断裂 就是我们所说的爆模 而当齿间隙较小 那么模具承受压力面积就较小 一样会出现短裂 见下图 7 强度不够造成模具齿部发生断裂 8 影响尺寸精度的因素 1 在铝挤成型的过程中要经过冷却 拉伸两个步骤 冷却过程中 特别是体积较大的SINK 热胀冷缩现象会更为明显 由于形状 材料或降温条件的不同都会影响到最后的尺寸 所以使得尺寸很难做的非常精确 许多工程师都是靠多年来的经验来控制缩小偏差 9 影响尺寸精度的因素 2 由于铝料在挤出的过程中温度较高 硬度较小 搬运过程会很容易发生弯曲变形 所以要对其进行拉直 在拉直的过程中 铝料的内部晶体结合方式会发生改变 会使得铝料的强度增强 在拉直前后 铝料的外形尺寸会缩小3 4条 所以在一定程度上 拉直也会对最后sink成品的尺寸精度有影响 10 影响尺寸精度的因素 3 在挤型的过程中 模具的加工工艺水平 比如平面度 模具有毛边或者导流板设计的缺陷都会影响到尺寸的精度 11 模具设计 由于模具截面大小不同 所以会导致铝料通过模具各处横截面的流量与流速不尽相同 铝料受到相同的压挤力的情况下 铝料会出现大部分流向面积较大的截面 而截面积较小的FIN部经过的铝料就会较少 容易出现缺料现象 并且截面积大的部分 流速也会比截面积小的地方快 使得同时进料 但不能同时出料 所以在设计时 应当考虑如何解决流量与流速不等的问题 12 模具设计 在挤型模中 是以摩擦力的动平衡原理以达到控制铝料流速的目的 铝料在挤压过程中与模具穴表面上会产生摩擦力 模具在电火花加工时 会在模具穴中加工出一个台阶 而且台阶在不同部分的深度不一样 在间隙较小的FIN部 深度会较浅 在SINK的底部 台阶深度会较深 台阶的作用就是控制铝料受挤时的总摩擦力大小 通过摩擦力来控制出料的速度 如此设计还可以起到避空作用 使得出料时不会被挂伤 13 模具模拟示意图 14 模具模拟示意图 15 摩擦力 当铝料受到压力时 会将压力传递给模具 铝料在通过模具时会向模具四周的壁施加压力 有压力就会产生摩擦力 所以在积压的过程中都会有摩擦力伴随 16 摩擦力与动平衡 铝挤加工 是通过控制摩擦力工作的有效路程来控制总摩擦力的大小 在面积较大的地方会出现挤速较快 所以就使这一段受摩擦力的路程大些 使得这部分受到的总压力就会大 摩擦产生的阻力会使铝料通过的速度变慢 反之在面积较小的 部 由于间隙较小 所以将摩擦力工作的路程减小 相对面积大的地方受到的摩擦力就会小很多 这样挤料所受到的阻力就相对较小 出料速度就会变大 这就是采用控制摩擦力大小的方法来平衡出料速度 17 模具按其结构可分为前模 中模 成型部分 和后模三部分 模具结构 18 导流板 前模又称导流板 主要起导流作用 导流板先将铝料的挤压力缓解 使得铝料通过导流孔 在后腔重新会聚 会聚后的压力会同时均匀的作用在模具上 19 导流板 导流板还能将挤入的铝料粗略的分流成与模具相配合的轮廓 均衡压力的作用 使得模具不会因为压力不均匀而出现偏齿 甚至爆模 20 成型部分 中模主要起到成型的作用 将前模导流后的铝料进行精细排挤 由于中模的加工精度高 所以这是保证挤型尺寸精度的重要环节 所以中模的加工精度将直接关系到产品的质量 21 模具结构 挤出的铝料在后模主要冷却并加强其硬度 铝料刚挤出来时 硬度较小 经过冷却后其硬度会加强 然后用拉伸机对铝料进行拉伸定型 使其内部金属微粒重新结晶 最后放入时效炉进行加温处理 以进一步提高铝料的强度 22 铝挤加工工序 铝棒截断铝棒加热 棒温检验挤压成型拉直制程检验 报废剪断冷却时效处理成品检验包装入库 报废 23 铝棒 从熔炉出来后的铝棒切断后进行抽样检验 以备挤压成型 24 模具加热 模具加热到400 C 然后经过温度检测 OK后装入挤型机 25 铝棒加温 将铝棒送入加热炉中进行加热 加热至460 C 送入挤型机 26 挤压成型 挤型前 27 挤压成型 挤型后 28 截断 根据散热片长度与刀片厚度 以及所应给余量尺寸 计算出裁剪最合适的长度 尽量将报废率将到最低 然后进行拉直 29 冷却 将裁剪后的铝料进行冷却 30 时效炉 时效处理 最后将铝料送入时效处理 温度为180 C 280 C 时间为2 4小时 31 时效炉 时效处理 时效处理可以加强铝料的强度并消除应力 处理完后经过冷却 包装 铝挤加工完成 32 散热片的加工 铝料切断剖沟抛光 铣底碱洗烘干品检入库 33 1 铝料 从挤型厂运来的铝料首先要经过来料检验 34 2 裁剪 35 3 剖沟 36 4 抛光 37 5铣底 38 6 去毛刺 看外观 39 7 碱洗 作业流程 脱脂 水洗 两次 碱洗 水洗 三次 中和 水洗 三次 烘干成分配比 1脱脂 脱脂剂 硫酸 水 0 13 0 1 1常温2 3分钟PH值1 32水洗 自来水常温下5 10秒3碱洗氢氧化钠 硝酸钠 水 0 23 0 11 180 150摄示度30 90秒PH为11 134 水洗 自来水常温下5 10秒5 中和 硝酸 铬酸酐 水 0 17 0 003 1常温30 90秒PH值1 36水洗 自来水常温下5 10秒 40 脱脂 脱脂 脱脂剂 硫酸 水 0 13 0 1 1常温2 3分钟PH值1 3 41 碱洗 碱洗液浓度配比氢氧化钠 硝酸钠 水 0 23 0 11 1 42 碱洗 碱洗液温度为80 150摄示度碱洗时间为30至90秒溶液PH为11 13 43 中和 中和溶液浓度比为硝酸 铬酸酐 水 0 17 0 003 1在常温下30 90秒PH值1 3 44 碱洗前后对比 45 烘干 烘干后经过最后品检 包装出货 46 问题遗留 1AL可添加CU Fe的最大量 对属性改变最好的比率是多大 2模具材质 热