[散热原理——加工成型技术]
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铝管带式汽车散热器制作原理说明铝管带式汽车散热器钎焊原理:在铝元素中加入一定量的硅元素后形成的硅铝合金会随着硅元素含量的不同发生熔点变化,与其他的铝合金就会有熔点差。
铝硬钎焊就是利用这一熔点差来使其焊合在一块的方法。
下图所示为Al-Si合金状态图。
例如:纯铝的熔点是660?,加入7%的硅后,铝合金(4343)的熔点降为600?左右。
Al-Si合金图1 Al-Si合金状态图含硅量11.7%时形成硅铝共晶合金,此时的熔点最低,为577?。
如图2所示,在母材A和B之间置入硅铝合金焊料C,当母材和焊料被同时加热至620?时,焊料熔化,在焊剂的作用下,铝表面的氧化膜被去除。
熔化的焊料借助焊剂产生毛细管作用并流动,进入到两种母材的间隙处,其中的一部分硅扩散到母材中。
降至常温后固化,形成牢固的焊脚。
组装?涂焊剂?钎焊?冷却、固化图2 钎焊原理图2焊后的连接强度可达到11.7kg/mm。
钎焊工艺:铝钎焊的方法及工艺见表1。
焊剂作为破坏、去除铝表面氧化层的活性剂,配制有多种方法,其中方法I~IV 以氯化物(NaCl、KCl、LiCl等)为主要成分,再添加少量的氟化物。
由于钎焊后残留的含氯化物焊剂具有腐蚀作用,必须进行后处理予以彻底去除。
第V种NOCOLOK法使用了非腐蚀性焊剂(KAlF-KAlF),钎焊364后不必清洗。
在这里,NOCOLOK是焊剂的商品名。
第VI种真空钎焊法不使用焊剂,靠焊料中镁元素的蒸发破坏氧化膜来进行焊接。
第VII种是在非活性气体氛围中进行焊接的VAW法,带焊料的零部件需在氨溶液中做前处理,氧化膜必须完全处理掉。
还有,氮气的纯度必须严格管理。
由于第V种NOCOLOK法过程易于控制,便于工业化大批量生产,焊后工件不须清洗处理,目前,大部分的制造商都选择了这种方法生产铝管带式散热器。
国内引进的生产线也以NOCOLOK法为主。
生产工艺: NOCOLOK法典型的铝管带式散热器生产工艺如下:高频焊管、滚带、主片和护板冲压、真空清洗零件、芯子组装、芯子钎焊、安装水室(敛缝)、安装附件和侧板、密封性检验、水箱盖安装、标签粘贴、包装。
热成型原理
热成型是一种常见的制造工艺,它利用热能将原料加热至一定温度,然后在模
具中进行成型,最终得到所需的产品。
热成型原理是基于热塑性材料在一定温度下具有可塑性和流动性的特性,通过加热和压力使其形成所需形状的工艺。
热成型原理的关键在于控制温度和压力。
首先,原料需要被加热至其玻璃转化
温度以上,这样才能使其变得柔软并具有可塑性。
然后,通过模具施加压力,使得原料在模具中流动并形成所需的形状。
最后,冷却后,产品就可以从模具中取出。
热成型原理广泛应用于塑料加工、玻璃制品、金属加工等领域。
例如,塑料瓶、塑料包装、塑料零件等都是通过热成型原理制成的。
在玻璃制品方面,热成型原理可以制造玻璃瓶、玻璃杯等产品。
而在金属加工领域,热成型原理也被用于制造各种金属零件和工件。
热成型原理的优点在于可以制造复杂形状的产品,并且生产效率高。
此外,由
于原料在加热过程中变得柔软,因此可以减少对原料的加工压力和能耗。
然而,热成型也存在一些缺点,比如对原料的要求较高,需要严格控制温度和压力,以及成本较高。
总的来说,热成型原理是一种重要的制造工艺,它在各个领域都有着广泛的应用。
随着科技的不断进步,热成型原理也在不断改进和完善,为生产提供了更多的可能性和选择。
散热设计技术原理铝合金分为:1系—9系.1系:特点:含铝99.00%以上,导电性有好,耐腐蚀性能好,焊接性能好,强度低,不可热处理强化. 应用范围:高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途.2系:特点::以铜为主要合元素的含铝合金.也会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。
如:2011合金,在熔练过程中要注意安全防护(会产生有害气体)。
2014合金用天航空工业,强度高。
2017合金比2014合金强度低一点,但比较容易加工。
2014可热处理强化。
缺点:晶间腐蚀倾向严重。
应用范围:航空工业(2014合金),螺丝(2011合金)和使用温度较高的行业(2017合金)。
3系:特点:以锰为主要合金元素的铝合金,不可热处理强化,耐腐蚀性能好,焊接性能好。
塑性好。
(接近超铝合金)。
缺点:强度低,但可以通过冷加工硬化来加强强度。
退火时容易产生粗大晶粒。
应用范围:飞机上使用的导油无缝管(3003合金),易拉罐(3004合金)。
4系:以硅为主,不常用。
部分4系可热处理强化,但也有部分4系合金不可热处理化。
hr5系:特点:以镁为主。
耐耐性能好,焊接性能好,疲劳强度好,不可热处理强化,只能冷加工提高强度。
应用范围:割草机的手柄、飞机油箱导管、防弹衣。
6系:特点:以镁和硅为主。
Mg2Si为主要强化相,目前应用最广泛的合金。
6063、6061用的最多、其它6082、6160、6125、6262、6060、6005、6463。
6063、6060、6463在6系中强度比较低。
6262、6005、6082、6061在6系中强度比较高。
特性:中等强度,耐腐蚀性能好,焊接性能好,工艺性能好(易挤压出成形)氧化着色性能好。
应用范围:交能工具(如:汽车行李架、门、窗、车身、散热片、间箱外壳)7系:特点:以锌为主,但有时也要少量添加了镁、铜。
其中超硬铝合金就是含有锌、铅、镁和铜合金接近钢材的硬度。
挤压速度较6系合金慢,焊接性能好。
热成型原理
热成型是一种常见的塑料加工方法,它通过加热塑料原料至一定温度,然后将
其放入模具中进行成型。
热成型广泛应用于塑料制品的生产,如各种包装容器、日用品、工业零部件等。
在热成型过程中,塑料原料会发生软化、流动和固化等物理变化,最终形成所需的成型品。
热成型的原理可以简单概括为以下几个步骤,首先,将塑料原料加热至玻璃化
转变温度以上,使其软化并具有流动性;其次,将软化的塑料原料注入模具中,并施加一定的压力,使其充分填充模具腔体;最后,冷却固化,待塑料冷却至一定温度后,取出成型品,即可完成整个热成型过程。
在热成型的过程中,温度、压力和时间是影响成型效果的重要因素。
首先,温
度的控制直接影响着塑料的软化和流动性,过高或过低的温度都会导致成型品的质量问题。
其次,一定的压力可以确保塑料充分填充模具腔体,避免产生气泡或空洞,同时也有利于提高成型品的强度和密实度。
最后,成型的时间也需要合理控制,过长或过短的时间都会影响成型品的质量。
热成型的原理简单易懂,但在实际生产中仍需要严格控制各项参数,确保成型
品的质量。
此外,不同类型的塑料原料也需要采用不同的热成型工艺,以获得最佳的成型效果。
因此,热成型工艺需要生产厂家具备一定的技术实力和经验积累,才能保证产品质量和生产效率。
总的来说,热成型是一种常见且有效的塑料加工方法,它通过控制温度、压力
和时间等参数,将塑料原料加工成各种所需的成型品。
熟悉热成型的原理和工艺对于塑料制品生产厂家来说至关重要,只有不断优化工艺,提高生产技术水平,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
散热原理——散热方式散热就是热量传递,而热的传递方式有三种:传导、对流和辐射。
传导是由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量的方式,CPU和散热片之间的热量传递主要是采用这种方式,这也是最普遍的一种热传递方式。
对流是指气体或液体中较热部分和较冷部分通过循环将温度均匀化,目前的散热器在散热片上添加风扇便是一种强制对流法,电脑机箱中的散热风扇带动气体的流动也属于"强制热对流"散热方式。
辐射顾名思义就是将热能从热源直接向外界发散出去,该过程与热源表面颜色、材质及温度有关,辐射的速度较慢,因此在散热器散热中所起到的作用十分有限(辐射可以在真空中进行)。
这三种散热方式都不是孤立的,在日常的热量传递中,这三种散热方式都是同时发生,共同发挥作用的。
任何散热器也都会同时使用以上三种热传递方式,只是侧重有所不同。
对于CPU散热器,依照从散热器带走热量的方式,可以将散热器分为主动散热和被动散热。
前者常见的是风冷散热器,而后者常见的就是散热片。
进一步细分散热方式,可以分为风冷,液冷,半导体制冷,压缩机制冷,液氮制冷等等。
风冷散热是最常见的,而且简单易用,就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。
具有价格相对较低,安装方便等优点。
但对环境依赖比较高,例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。
液冷是使用液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量,与风冷相比具有安静、降温稳定、对环境依赖小等等优点。
液冷的价格相对较高,而且安装也相对麻烦一些。
同时安装时尽量按照说明书指导的方法安装才能获得最佳的散热效果。
半导体制冷“N.P型半导体通过金属导流片链接,当电流由N通过P时,电场使N中的电子和P 中的空穴反向流动,他们产生的能量来自晶管的热能,于是在导流片上吸热,而在另一端放热,产生温差”——这就是半导体制冷片的制冷原理。
只要高温端的热量能有效的散发掉,则低温端就不断的被冷却。
在每个半导体颗粒上都产生温差,一个制冷片由几十个这样的颗粒串联而成,从而在制冷片的两个表面形成一个温差。
塑料热成型机工作原理塑料热成型机是一种广泛应用于塑料加工行业的设备,其主要作用是将塑料片材加热软化后,通过模具使其成型为所需形状的制品。
本文将详细介绍塑料热成型机的工作原理,包括设备结构、工艺流程以及成型过程中的关键因素。
一、设备结构塑料热成型机主要由加热系统、成型系统、控制系统和冷却系统等部分组成。
1. 加热系统:加热系统是塑料热成型机的核心部分,其作用是将塑料片材加热至软化状态。
加热系统通常由加热炉、加热元件和温控装置组成。
加热炉内安装有加热元件,如电热丝或红外线加热器等,通过温控装置精确控制加热温度,确保塑料片材均匀受热。
2. 成型系统:成型系统主要由模具、成型机和脱模机构成。
模具是根据制品形状设计的,其表面质量和精度直接影响到制品的成型效果。
成型机负责将加热软化后的塑料片材压入模具内,使其贴合模具表面成型。
脱模机则在成型完成后将制品从模具中脱出。
3. 控制系统:控制系统是塑料热成型机的大脑,负责协调各个部分的工作。
控制系统通常由PLC(可编程逻辑控制器)或工控机组成,通过编写程序实现自动化控制。
操作人员可以通过人机界面设定工艺参数,如加热温度、成型时间等,控制系统将根据设定参数自动完成整个成型过程。
4. 冷却系统:冷却系统负责将成型后的制品迅速冷却定型。
冷却系统通常采用风冷或水冷方式,通过吹风或喷淋冷水使制品表面温度迅速下降,从而达到定型效果。
二、工艺流程塑料热成型机的工艺流程主要包括片材加热、成型、冷却和脱模四个步骤。
1. 片材加热:将塑料片材放置在加热炉内,通过加热元件对其进行加热。
加热过程中,温控装置实时监测片材温度,确保其均匀受热且不过热。
加热至软化状态后,片材将被送至成型系统。
2. 成型:在成型系统中,加热软化后的塑料片材被压入模具内。
成型机根据预设参数施加适当的压力,使片材紧密贴合模具表面。
在此过程中,塑料片材逐渐变形并充满模具型腔,最终形成所需形状的制品。
3. 冷却:成型完成后,制品需要在冷却系统中进行迅速冷却。
4)具有吸引力的商品外观,一定的耐蚀性,以及阳极化着色的处理的能力.6063-T5型材成份:铝Al﹥98%,镁Mg0.45%~0.90%,硅Si0.20%~0.60%,铁Fe≤0.35%,铜Cu<0.10%, 锌Zn<0.10%,锰Mn<0.10%,钛Ti<0.10%,其它<0.15%,e.热管:1)从热力学的角度看,物体的吸热、放热是相对的,只要有温度差存在,就必然出现热从高温处向低温处传递的现象,有差别的只是传导速度。
热传递有3种方式:辐射、对流、传导,其中热传导最快。
目前用于计算机系统散热的热管一般是中空的圆柱形铝管或铜管,当中一部分空间充有易于蒸发的液体,管壁有吸液芯,由毛细多孔材料构成。
管中始终保持真空状态,因而当中的液体的蒸发温度与环境温度相近。
热管两端产生温差的时候,蒸发端(图中所示的红端)的液体就会迅速沸腾气化。
由于气化后蒸气压力较大,在压力差的作用下,产生的蒸气上升到冷却层(图中所示的蓝端)后冷凝成液体,液化释放热量,以实现把热量从蒸发端带向冷凝端。
利用液态和气态之间相变反应的高速度,热管的热传导效率比普通的纯铜高数十倍,甚至上百倍。
因此,应用热管技术可以在极短的时间内将热量从热管的热端传导到热管的冷端而不会在发热部位堆积,均匀地分布到散热片的各个鳍片上,极大的提高了散热片的导热性能。
液体在冷凝端凝结液化以后,通过毛细作用,流回蒸发端。
如此循环往复,不断地将热量带向温度低的一端。
2)热管技术用于芯片散热,有着以下的优点:1、可实现无噪音的高速度热传导;2、重量轻且构造简单;3、温度分布平均,可起均温或等温作用;4、热传输量大且热传送距离长;5、没有主动元件,本身并不消耗能量;6、可以在无重力力场的环境下使用;7、没有热传方向的限制,蒸发端以及凝结端可以互换;8、耐用、寿命长、可靠,易于存放和保管3)同时,它也存在以下的限制:1、目前而言,价格仍然较高2、采用热管要引入额外的热阻。
[散热原理——加工成型技术]
六、金属粉末射出成型散热片
金属粉末射出成型散热片主要应用在高熔点、高热传导的材料(如铜),其方式系采金属粉末射出方式,直接做成散热片初胚,再利用高温烧结,制成具有强度及密度之成品。
其优点为可将高导热之铜粉末直接一体成型,成为高效能之散热片,适用于高发热量及受空间限制之电子产品上,其缺点为原料成本贵及产品良率较低,多应用于有较高利润之产品。
鳍片式散热片使重量及散热面积都达到相当理想的状态,最大的问题就在其与散热片成型时,如果加工技术或品质不良,那么散热片所聚的热量无法顺利被引导、散热,那就会弄巧成拙。
七、圣保罗散热器刨床、切削工艺:
刨床式制程散热片系先以挤型方式做出带有凹槽之长条状初胚,再利用一特殊之刀具,将初胚削出一层层的鳍片出来,其散热鳍片的厚度可薄至 0.5mm 以下,且鳍片与底板是一体成型,较没有接口阻抗的问题,但是缺点为成型的过程中,由于材料应力集中,鳍片与底板接合处会产生肉眼不易察觉之裂缝,进而影响散热片之散热功能,且由于废料、量产性及良率之问题,使得制作成本较高,故目前多偏向于铜材质散热片之应用。
切削技术就是对一整块金属进行一次性切削,形成很薄、很密散热鳍片,从而有效地增加了散热面积。
由于要进行切削,金属的硬度不能太高,所以铝的含量会比普通铝合金散热片稍高,成型后的散热器质量很轻,安装方便。
这种技术虽然原料成本与普通压铸成型的散热器相当,但工艺要求高,加工困难,因此产品并不多。
精密切割技术
精密切割技术是将一块整体的型材(铝/铜),根据需要用特殊的切割机床在基座上切割出指定间距的散热鳍片。
相比传统的铝挤压工艺,精密切割技术可以在单位体积内切割出更大的散热面积(增加50%以上)。
精密切割技术切割出的散热片表面会形成粗颗粒,这种粗颗粒可以使散热片和空气的接触面更大,提升散热效率。
精密切割的最大优势是散热器属于整体切割成型,散热鳍片和散热底座结合为一体,精密切割技术制造的散热片不存在介面热阻的问题,热传导效率非常高。
七、圣保罗散热器扩展结合工艺:
扩展结合工艺跟插齿工艺有些类似,先将铝或铜板做成鳍片,在高温下将鳍片插入带沟槽的散热器底部,不过扩展结合工艺在插入鳍片的同时还要塞入一个短铜片以产生过盈连接并提高散热鳍片与散热器底部的连接面积,来减小接触热阻,该工艺的接触热阻非常不错,该工艺已经被不少日系厂商所采用。
八、折叶(Fold FIN)技术:
Fold FIN(金属折叶)技术,其原理与Skiving技术类似,是将单片的鳍片排列在特殊材料焊接的散热片底板上,由于鳍片可以达到很薄,鳍片间距也非常大,在单位面积可以使有效散热面积倍增,从而大大提高散热效果。
Fold FIN技术也很复杂,一般厂家很难保证金属折叶和底部接触紧密,如果这点做得不好,散热效果会大打折扣。
现在只有在某些显卡上才能见到它的身影了。
同时折叶工艺并非一项单独的制造工艺,它往往伴随回流焊接工艺。
使用折叶工艺可以更好的控制焊接的精度,同时提高鳍片的强度。
折叶后鳍片之间相互连接,还可以改善热量传递。
Fold FIN技术也很复杂,一般厂家很难保证金属折叶和底部接触紧密,如果这点做得不好,散热效果会大打折扣。
而在目前的表表者当属ZALMAN 公司的一系列产品了,其制造的散热器有着散热效果好和低噪音的相结合效果。
要安装这么密集的鳍片而保持与底座良好的热传递性能的确不容易,为了降低鳍片的安装难度,不少散热器采用了折叠鳍片的办法。
九、压固法
将众多的铜片或铝片叠加起来,将其中一个侧面加压并抛光与CPU核心接触,另一侧面伸展开来作为散热片的鳍片。
压固法制作的散热器其特点是鳍片数量可以做的很多,而且不需要很高的工艺就能保证每个鳍片都能与CPU核心保持良好的接触而各个鳍片之间也通过压固的方式有着紧密的接触,彼此之间的热量传导损失也会明显降低,因此这种散热器的散热效果往往不错。