热管及其制造方法、包含该热管的设备技术

本发明专利技术公开了热管及其制造方法、包含该热管的设备，主要涉及热管的毛细芯及其制造方法，属于热传导技术领域。本发明专利技术主要利用定位工装和金属网，将金属粉末设置并限定在管壳内的特定的空间位置，可综合或分别解决传统方法在烧结过程中，金属粉末与芯棒黏合，烧结后拔出芯棒容易对毛细芯造成损害，甚至出现废品的技术问题；芯棒将还原气氛与金属粉末阻隔，导致还原效果较差、普遍需要二次烧结、能耗及热污染较大的技术问题；缓解或避免折弯、压扁等形变工艺对烧结层毛细芯造成损害的技术问题；可以实现先折弯后烧结的工艺路线。本方法应用于制造热管（包括热柱、超薄热管），本产品应用于需要利用热管传热或散热的设备或装置。

Heat pipe and its manufacturing method, equipment containing the heat pipe

The invention discloses a heat pipe and its manufacturing method, and equipment including the heat pipe, mainly relating to the capillary core of the heat pipe and its manufacturing method, belonging to the field of heat conduction technology. The invention mainly uses positioning tooling and metal net to set and limit the metal powder to a specific space position in the shell and tube, which can comprehensively or separately solve the problem that the metal powder adheres to the mandrel during the sintering process, and the mandrel is easily damaged by pulling out the mandrel after sintering, even the technical problems of waste products occur; the mandrel will block the reducing atmosphere from the metal powder, resulting in the return of the mandrel. The technical problems such as poor original effect, general need of secondary sintering, high energy consumption and thermal pollution, alleviating or avoiding the damage caused by bending and flattening deformation process to the capillary core of sintered layer, and realizing the process route of bending first and sintering later can be realized. The method is applied to the manufacture of heat pipes (including hot columns and ultra-thin heat pipes). The product is applied to equipment or devices that need to use heat pipes for heat transfer or heat dissipation.

【技术实现步骤摘要】
热管及其制造方法、包含该热管的设备
本专利技术属于热传导
，主要涉及热管（散热器）及其制造方法，特别是涉及热管的毛细芯及其制造方法。
技术介绍
热管是一种高效的相变传热元件，在涉及传热、散热的
有着极为广泛的应用，相关领域已作出了大量研究和实践。本专利技术引证文件有：文件1，《中华人民共和国国家标准GB/T14811—2008，热管术语》。文件2，《热管技术及其工程应用》，化学工业出版社，2000年6月，作者：庄骏。文件3，《热管吸液芯的研究进展》，低温与超导，第39卷第四期，2011年1月，作者：郑丽。文件4，《热管科学及吸液芯研究进展回顾与展望》，化工进展，2015年第34卷第4期，作者：王杰。文件5，《超薄微热管的研究现状及发展趋势》，机械工程学报，2017年53卷20期，作者：汤勇。文件6，《烧结式微热管吸液芯的成型方法》，华南理工大学学报（自然科学版），第36卷第10期，2008年10月，作者：李西兵。文件7，《微热管烧结芯制造工艺及其传热性能研究》，机械设计与制造，2008年4月第4期，作者：吴磊。文件8，中国专利技术专利，授权公告号：CN102538528B，申请日：2011.12.14，名称：一种超薄热管及其制造方法。文件9，《扁平热管的传热性能实验》，能源研究与利用，1993年第6期，作者：丁旭。文件10，中国专利技术专利，授权公告号：CN100453953C，申请日：2005.04.15，名称：热管及其制备方法。文件11，中国专利技术专利申请，申请公布号：CN102501039A，申请日：2011.10.28，名称：一种扁形导热管的制作方法。文件12，中国技术专利，授权公告号：CN201731789U，申请日：2010.08.02，名称：一种具有复合毛细组织的扁热管结构。文件13，中国专利技术专利申请，申请公布号：CN102501039A，申请日：2016.07.18，名称：一种手机散热用超薄热管及其制造方法。文件14，中国专利技术专利，授权公告号：CN105928403B，申请日：2016.04.28，名称：一种应用于环路热管系统的粉末-微纤维复合多孔毛细芯。文件15，中国技术专利，授权公告号：CN203719486U，申请日：2014.01.17，名称：一种组合式热管吸液芯。文件16，中国技术专利，授权公告号：CN201750660U，申请日：2010.05.12，名称：热管散热器。文件17，中国专利技术专利，授权公告号：CN102386154B，申请日：2010.09.06，名称：一种热管散热器的制作方法。文件18，中国技术专利，授权公告号：CN203243660U，申请日：2013.04.16，名称：大小头热管散热器及具有该散热器的显卡散热模块。文件19，中国专利技术专利，授权公告号：CN100417908C，申请日：2005.09.16，名称：热管、烧结成型该热管毛细结构的粉体及方法。文件20，中国专利技术专利，授权公告号：CN101846472B，申请日：2010.05.05，名称：热柱制造方法。文件21，《热柱复合毛细芯的成形工艺及其优化》，华南理工大学学报（自然科学版），2011年6月，第39卷第6期，作者：陶素连。文件22，《烧结长度对复合型吸液芯热管传热性能的影响》，科学技术与工程，2014年1月，第14卷第1期，作者：陈春燕。文件23，中国专利技术专利申请，申请公布号：CN105806116A，申请日：2014.12.31，名称：平底热管及其制造方法。文件24，中国专利技术专利，授权公告号：CN100526787C，申请日：2006.6.13，名称：散热模块及其热管。文件25，中国技术专利，授权公告号：CN203177703U，申请日：2013.01.14，名称：立体式导热结构。常见的热管毛细芯（吸液芯）主要有沟槽、金属网、金属粉末烧结层等形式，以及复合型毛细芯。毛细芯的性能（性状）对于热管至关重要。复合型毛细芯一般可理解为，至少具备两种不同的毛细结构，或者至少具备两种大小明显不同的毛细孔隙，主要利用大孔的高渗透率提供较大的液态工质回流量，主要利用小孔提供较大的毛细抽吸力使液态工质的回流速度加快，以综合提高毛细芯的吸液性能，相较于普通毛细芯，具有明显的优势。不同的毛细结构或孔隙可以相对均匀地布置，也可以有针对性地布置，比如在热管冷凝段设置较大的孔隙，而在蒸发段设置较小的孔隙，或者孔隙的孔径从冷凝段至蒸发段逐渐或逐段缩小。在文件2、3、4、5、8、10、12、14、15、21、22中有相关记载，经本领域多年的研究发展，此类毛细芯的结构形式已极为丰富。沟槽毛细芯一般通过机械加工的方式在管壳内壁形成沟槽，常见的沟槽有轴向沟槽、螺旋沟槽等，沟槽的数量、横截面的形状、尺寸等参数已有多种形式。网状毛细芯的结构较为简单，制造方便、成本低廉，一般由多层金属丝网构成。文件2、3、4、10、12、13、15提及的此类热管，是将金属网，或金属网与金属粉末等烧结而成的结合体，或金属毡等毛细结构，置入管壳内，或通过弹簧等支撑结构的支撑、金属网自身的张力、利用钢珠等挤压金属网、用芯棒压迫金属网并烧结、通过拉升管壳缩小直径挤压金属网等手段以使其更好的与管壁贴合。文件5的图13提供了一种编织带状丝网吸液芯；文件13的图2a提供了一种三维结构的螺旋丝网。烧结层毛细芯，一般由微米级的金属粉末（包括金属纤维），在管壳内烧结而成，通过混合造孔剂等，还可提高毛细芯的性能。此类毛细芯的性能一般优于沟槽类、网状类的毛细芯，但生产效率较低，成本较高，能耗、热污染较大。文件6、7对金属粉末烧结层毛细芯的制造工艺作出了较为全面的论述，并针对芯棒的拔除作出了改进。现有技术使金属粉末在管壳内形成毛细芯的过程中，普遍采用芯棒，而芯棒一般为不锈钢质地，在填粉、烧结过程中会与金属粉末大面积接触，并相互黏合。为便于脱模，一般使用专用工具夹紧工件，再利用机床拔出芯棒（人工拔棒劳动强度大），较大的作用力必然会对毛细芯造成损害，产生一定数量的废品，甚至还可能出现芯棒无法被拔出或被拔断的情况。而芯棒的使用寿命在烧结、拔棒过程中会被损耗，日积月累的维护、更换、生产或采购，会产生一笔不小的开支。即使将不锈钢芯棒表面设置氮化硼等抗反应层，在脱模时也会因摩擦而剥落，抗反应层磨损殆尽后，也需要维护或者更换芯棒。又由于芯棒的阻隔，导致金属粉末在烧结过程中无法与还原气氛（氢气）充分反应，还原效果差，因此，为保证热管的性能、品质、寿命等，通常需在抽出芯棒之后，对工件进行二次烧结（还原或退火），利用还原气氛进一步使毛细芯还原，冷却至室温后取出。这类包含“插棒、填粉、烧结、拔棒、二次烧结（还原或退火）”的工艺是本领域最为普遍的方法，总的来说是大同小异的，长期以来，没有根本性的变化，被广泛地运用于生产实践。在文件13中，由于利用芯棒使金属网贴壁，同样会阻隔还原气氛，故而也设有二次烧结（退火）工序。文件19也论述了关于芯棒的技术问题，为改善芯棒脱模（拔棒）的合格率，提供了若干用于制备热管毛细芯的混合粉体，主要包括一种基底粉末及至少一种添加物粉末，该添加物粉末的熔点低于该基底粉末的熔点；在该添加物粉末可扩散至基底粉末之间而形成毛细结构的温度下，该基底粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将金属粉末设置在用于制造热管的管壳内的方法，主要包括：利用网状毛细芯，将金属粉末拦截或限制在所述管壳内。

【技术特征摘要】
1.一种将金属粉末设置在用于制造热管的管壳内的方法，主要包括：利用网状毛细芯，将金属粉末拦截或限制在所述管壳内。2.根据权利要求1所述方法，主要包括：利用定位工装或（和）定位组件使管壳、网状毛细芯、金属粉末保持位置关系；所述定位工装主要包括芯棒，漏斗，定位套，定位管中的一种或多种；所述定位组件主要包括，与网状毛细芯结合或接触的组件，或者设置在管壳或网状毛细芯中的结构；使烧结过程中能够不包含所述芯棒，或（和）使金属粉末不与所述芯棒大面积接触。3.一种制造毛细管，或热管，或包含热管的设备或装置的方法，根据权利要求2，主要包括：所述网状毛细芯为金属网，由若干层金属丝网构成，所述金属粉末为铜粉，所述管壳的材质为铜；将金属网与管壳组合，使两者之间形成填充铜粉的间隙，向间隙中填充铜粉，将包含铜粉、金属网的管壳烧结后，铜粉形成烧结层，得到毛细管；可进一步地，将所得毛细管注液、除气、封焊，得到热管；可进一步地，将所得热管制造为散热器，或散热模组，或传、散热装置；可进一步地，将所得散热器，或散热模组，或传、散热装置，与相应设备组合或装配，得到包含热管的设备或装置；可选择地，烧结前将包含铜粉、金属网的管壳经形变工艺加工后，或者与相应散热器的底座或（和）鳍片组合后，或者将（直线型的）管壳与相应散热器的鳍片或（和）底座组合、与金属网组合、填充铜粉后，进行烧结，冷却后完成热管的制作；可选择地，使金属网的孔隙小于铜粉的粒径，使金属网两端封闭，或（和）与管壳焊接，或（和）被管壳两端夹紧，从而能够选择省略烧结工序；所述金属粉末可由石墨粉或石墨烯粉或碳粉替代，或者与之混合。4.一种制造热管的方法，根据权利要求3，主要包括：将管壳一端经过缩径处理，形成缩头，另一端为尾部；将金属网与管壳组合，金属网的外径与缩头的内径相匹配，将缩头与金属网通过焊接固定；组合芯棒，使金属网与管壳之间的间隙更为均匀；向间隙中填入铜粉后，将芯棒与金属网和管壳分离；将包含铜粉、金属网的管壳放入烧结炉，在保护气体、还原气氛的保护与还原下，实施烧结，还原气氛通过金属网的孔隙与铜粉接触，将铜粉还原；冷却后，得到毛细管，包含由铜粉烧结而成的烧结层，与金属网构成复合型毛细芯；将所得毛细管，经缩尾、焊尾、注液、除气、焊头，或者将所得毛细管，经焊头、缩尾、注液、除气、焊尾，得到热管；可选择地，在分离芯棒之后、实施烧结之前，提前将管壳任一端封焊；可选择地，烧结不分离芯棒；或者，将管壳一端经过缩径处理，形成缩头，另一端为尾部；将金属网一端捻合，与芯棒组合；利用芯棒将金属网从缩头送入，与管壳组合，金属网捻合的端部与管壳尾部对应；组合过程中，利用定位套使管壳、金属网、芯棒定位保持位置关系；向管壳与金属网之间的间隙填充铜粉；用冷焊钳，或封口、缩口模具，使管壳尾部夹紧金属网捻合的端部，然后封焊管壳尾部；金属网被夹紧后，即可分离芯棒、定位套，实施烧结；可选择地，将芯棒外表面设置若干轴向沟槽（横截面呈齿轮状），或螺旋沟槽（如常见的麻花钻的形状），烧结时，若未分离芯棒，还原气氛仍可从芯棒的沟槽中进入，将铜粉还原；或者，将管壳的一端封焊；将金属网、芯棒、漏斗、管壳组合；向管壳与金属网之间的间隙填充铜粉，铜粉从漏斗的各定位块之间的空隙进入管壳与金属网之间的间隙；分离芯棒、漏斗；或者，将金属网塞入定位管；将定位管塞入管壳；将管壳一端缩口、封焊，与金属网结合；将定位管分离；将芯棒、漏斗，与管壳和金属网组合；填充铜粉；分离漏斗、芯棒；或者，将管壳一端经过缩径处理，形成缩头；将金属网从缩头塞入管壳；将缩头缩口、封焊，使金属网一端与缩头结合；将芯棒、漏斗，与管壳和金属网组合；填充铜粉；分离漏斗、芯棒；或者，将管壳的一端封焊；将第二金属网与金属网一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘康，
申请(专利权)人：刘康，
类型：发明
国别省市：四川,51