用于制造冷却装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于制造冷却装置(10)的方法，该冷却装置包括至少一个由导热良好的第一材料制成的空心体(30)和由导热良好的第二材料制成的基体(20)。本发明专利技术还涉及一种用于制造冷却装置的半成品(10)、用于电气组件的冷却装置(10)和具有这种冷却装置的电气组件。在本发明专利技术中：空心体(30)在外部涂覆第三材料并且在内部通过第三材料填充，第三材料具有低于第一材料和第二材料的熔化温度；其中填充物填充空心体然后被冷却；其中经填充的空心体(30)被放置到铸造模具中；其中第二材料作为压铸件以第一温度注入铸造模具中，并且至少部分地包围空心体(30)流动；其中压铸件使表面涂层(36)的第三材料熔化并且熔接空心体(30)的第一材料，以便在构成基体(20)的第二材料的压铸件和空心体的第一材料之间至少局部地形成材料连接；其中第二材料的压铸件凝固并且变为固态；其中在凝固阶段期间，第二材料的压铸件加热空心体(30)的内部中由第三材料制成的填充物(5)直到达到熔化温度；并且其中熔化的第三材料在压力下从空心体(30)中被移除。

Method for manufacturing cooling devices

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造冷却装置的方法
本专利技术涉及一种根据独立权利要求1的前序部分所述的用于制造冷却装置的方法。本专利技术的主题还涉及一种用于制造冷却装置的半成品、用于电气组件的冷却装置以及具有这种冷却装置的电气组件。
技术介绍
在现有技术中，浇注管道插件通常也是用于汽车组件的常用方法，例如压铸冷却器中的冷却盘管、变速箱中的油管等。特别是在铝压铸件的制造中(铝管被插入该铝压铸件中)，应该在铸造工艺中保持铝管插入件的稳定性。铝压铸件较高的熔化温度和压力对于铝管插入件而言尤其关键。因此，从现有技术中已知通过盐芯或砂芯填充铝管插入件，以确保在铸造工艺中管的稳定性。在浇注插入件之后，通过另外的冲洗工艺去除盐芯或砂芯填充物以确保管的连通性。DE102008039208A1公开了具有芯的铝压铸件的制造，该芯用于在铝部件中形成空腔，并且该芯具有金属或金属合金的表面层，特别是铜、镍、锌、锡、铋、硅、铜锡基合金、铜镍基合金、铜锌基合金，上述材料由于成本原因在铸造工艺之后依然残留在铸造件中。表面涂层用作熔体和芯壳之间的粘合层，并且针对性地影响铸件中残留的芯壳部分的功能，特别是关于成品部件的铸壁与随后填充有冷却介质的铸件的空腔之间的导热性。从DE102011076312A1中已知一种用于壳体的冷却装置，在该壳体中容纳有电力电子器件的至少一个部件。待封装的中空冷却结构代表壳体的冷却表面。在壳体的制造过程中，待封装的冷却结构由介质支撑，该介质作用在待封装的冷却结构上。在该文献中，待封装的冷却结构由铝或铝合金制成，并且弯曲地延伸或从介质的流入到介质的流出呈U形。
技术实现思路
用于制造具有独立权利要求1特征的冷却装置的方法具有以下优点：涂覆和填充至少一个空心体被组合在一个制造工艺中，并且不需要额外的运输。替代额外的冲洗工艺，由于热的和液态下的材料特性，由第三材料制成的填充物直接在浇注之后以有利的方式快速且低成本地被移除。由于涂层材料同时用于填充空心体，所以可以减少组件中的材料数量，因为不需要额外的填充材料(例如盐或沙子)来确保空心体在铸造工艺期间的稳定性。另外，在对空心体后续加工之前，第三材料制成的表面涂层能够保护空心体的表面免于氧化。有利地，由于第二材料的压铸件的较高温度(高于第三材料的熔点)，表面涂层被熔化并从空心体的第一材料上冲洗掉，使得空心体的第一材料与压铸件的第二材料(或者基体)之间能够至少局部地形成材料连接。本专利技术的实施例提出一种用于制造冷却装置的方法，该冷却装置包括至少一个由导热良好的第一材料制成的空心体和由导热良好的第二材料制成的基体。在此，空心体在外部涂覆有第三材料，并且在内部通过第三材料填充，第三材料的熔化温度低于第一材料和第二材料的熔化温度。填充物填充空心体然后被冷却。经填充的空心体被放置到压铸模具中。随后，将第二材料作为压铸件以第一温度注入压铸模具中，并且至少部分地围绕空心体流动，其中该压铸件使表面涂层的第三材料熔化并且熔接空心体的第一材料，从而在构成基体的第二材料的压铸件和空心体的第一材料之间至少局部地形成材料连接。然后，第二材料的压铸件凝固并且变为固态，其中在凝固阶段期间，第二材料的压铸件加热空心体的内部中由第三材料构成的填充物直到达到熔化温度，并且其中熔化的第三材料在压力下从空心体中被移除。此外，本专利技术提出一种用于制造冷却装置的半成品。该半成品包括由导热良好的第一材料制成的管状空心体。在此，未弯曲的空心体在其外侧具有表面涂层以及由导热良好的第三材料制成的填充物，第三材料具有比第一材料低的熔点。填充物完全填充空心体。在涂覆和填充时，处理未弯曲的空心体比已经弯曲的空心体更容易。此外，本专利技术的实施例提出一种用于电气组件的冷却装置。这种冷却装置包括至少一个由导热良好的第一材料制成的空心体，该空心体嵌入由导热良好的第二材料制成的基体中。在此，在至少一个空心体的外侧上，在至少一个空心体的第一材料和基体的第二材料之间至少局部地形成材料连接。此外，空心体在其内侧具有由导热良好的第三材料制成的表面涂层，第三材料具有比空心体的导热良好的第一材料和基体的导热良好的第二材料更低的熔化温度。由于空心体在基体中的材料连接和集成，可以实现基体和空心体之间的低热阻，从而以有利的方式省去用于改善基体和空心体之间的导热性的其他措施，例如施加热粘合剂。另外，空心体内侧的表面涂层的优点是，防止空心体表面氧化，从而能够在空心体和流过空心体的冷却介质之间实现良好的热传递。这种冷却装置可以用在电气组件中，以用于冷却至少一个电力部件。通过从属权利要求中记载的措施和改进，能够有利地改进独立权利要求1中规定的用于制造冷却装置的方法、独立权利要求8中规定的用于制造冷却装置的半成品、独立权利要求10中规定的用于电气组件的冷却装置以及独立权利要求14中规定的电气组件。特别有利的是，空心体的第一材料可以是铝或铝合金。基体的第二材料也可以是铝或铝合金。通过使用铝或铝合金，可以低成本且容易地实现轻量化设计和良好的导热性，因为可以在制造过程中使用可靠的方法和工艺。空心体的表面涂层的第三材料例如可以是锌或锌合金，或者是锡或锡合金。锡或锌材料具有比盐或沙子显著更高的导热率，这意味着，在铸造工艺中它们不仅提供机械辅助而且提供热力学辅助。另外，较低熔化温度(锡(231℃)、锌(419℃))使得能够简单且快速地涂覆或填充铝制的空心体，铝具有显著更高的熔化温度(660℃)，其中粘性铝压铸件的最高温度约为560至580℃。通过使用各种合金可以进一步降低表面涂层的熔点，以便通过铝压铸件来帮助熔化空心体的表面涂层。在铸造期间，空心体中的填充物的锡或锌材料仍然是固态的，即空心体保持稳定。在非常短的时间(约1秒)后，压铸件凝固并且变为固态。同时，锡或锌材料在空心体中被加热达到或超过其熔点。从这时起，可以利用高压从空心体中除去熔化的锡或锌材料，例如通过注入气体。从空心体中移除的锡或锌材料可以被收集和再利用(再循环)。在该方法的有利实施例中，可以在涂覆和填充之前通过锌酸盐工艺处理空心体。因此，特别是当使用铝作为第一材料时，在通过表面涂层(优选锡或锌材料)保护空心体的表面免于再次氧化之前，可以去除空心体表面上的氧化物层。在该方法的另一有利实施例中，可以在涂覆池中通过第三材料涂覆并用填充空心体。借助于这种涂覆池，可以在一个工艺步骤中用第三材料涂覆和填充空心体。另外，用熔化的液态的第三材料填充空心体比用盐或沙子填充更快且成本更低。在该方法的另一有利实施例中，可以将经填充和冷却的空心体切割并弯曲成所需的形状。弯曲和切割具有填充和涂覆的空心体的半成品比首先弯曲和切割空心体然后涂覆和填充更容易。在该方法的另一有利实施例中，在凝固阶段期间，可以在空心体的端部处确定填充物的温度。因此，当填充物的温度达到和/或超过预定的阈值时，可以将用于移除填充物的压力施加到空心体上。预定的温度阈值可以被选择为，使得填充物的第三材料已经超过其熔点并且变为液体。为了最佳地且独立于产品地识别该时间窗口，可以在空心体的端部布置温度传感器。然后可以通过温度传感器的测量值来控制排净空心体的压力。在半成品的有利实施例中，经涂覆和填充的管状空心体可以在冷却后直接被弯曲并切割成所需的形状。在电气组件的有利实施例中，冷却装置可以例如用作电气组件的基板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造冷却装置(10)的方法(1)，所述冷却装置(10)包括至少一个由导热良好的第一材料制成的空心体(30)和由导热良好的第二材料制成的基体(20)，其特征在于，所述空心体(30)在外部被第三材料涂覆并且在内部被所述第三材料填充，所述第三材料具有低于所述第一材料和第二材料的熔化温度；其中填充物(5)填充所述空心体然后被冷却；其中经填充的所述空心体(30)被放置到压铸模具中；其中所述第二材料作为压铸件以第一温度注入所述压铸模具中，并且至少部分地围绕所述空心体(30)流动；其中所述压铸件使表面涂层(36)的第三材料熔化并且熔接所述空心体(30)的第一材料，使得在构成所述基体(20)的第二材料的所述压铸件和所述空心体(30)的第一材料之间至少局部地形成材料连接；其中第二材料的所述压铸件凝固并且变为固态；其中在凝固阶段期间，第二材料的所述压铸件加热所述空心体(30)的内部中由第三材料构成的所述填充物(5)直到达到熔化温度；并且其中熔化的第三材料在压力下从所述空心体(30)中被移除。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.01 DE 102017201583.71.一种用于制造冷却装置(10)的方法(1)，所述冷却装置(10)包括至少一个由导热良好的第一材料制成的空心体(30)和由导热良好的第二材料制成的基体(20)，其特征在于，所述空心体(30)在外部被第三材料涂覆并且在内部被所述第三材料填充，所述第三材料具有低于所述第一材料和第二材料的熔化温度；其中填充物(5)填充所述空心体然后被冷却；其中经填充的所述空心体(30)被放置到压铸模具中；其中所述第二材料作为压铸件以第一温度注入所述压铸模具中，并且至少部分地围绕所述空心体(30)流动；其中所述压铸件使表面涂层(36)的第三材料熔化并且熔接所述空心体(30)的第一材料，使得在构成所述基体(20)的第二材料的所述压铸件和所述空心体(30)的第一材料之间至少局部地形成材料连接；其中第二材料的所述压铸件凝固并且变为固态；其中在凝固阶段期间，第二材料的所述压铸件加热所述空心体(30)的内部中由第三材料构成的所述填充物(5)直到达到熔化温度；并且其中熔化的第三材料在压力下从所述空心体(30)中被移除。2.根据权利要求1所述的方法(1)，其特征在于，所述空心体(30)的第一材料和/或所述基体(20)的第二材料是铝或铝合金，并且所述空心体(30)的所述表面涂层(36)的第三材料是锌或锌合金，或者是锡或锡合金。3.根据权利要求1或2所述的方法(1)，其特征在于，在涂覆和填充之前，通过锌酸盐工艺处理所述空心体(30)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(1)，其特征在于，所述空心体(30)在涂覆池(9)中以第三材料涂覆和填充。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(1)，其特征在于，经填充和冷却的所述空心体(30)被弯曲并切割成所需的形状。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(1)，其特征在于，在所述凝固阶段期间，在所述空心体(30)的端部处确定所述填充物(5)的温度。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·勒特根，S·希普兴，Z·杜达斯，J·施泰因巴赫，R·申克，D·恩格尔哈特，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE