一种用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法技术

本发明专利技术主要涉及变频器加工技术领域，公开了一种用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法，包括：熔融、纳米沸石制备、原料混合、制备成型、后处理；本发明专利技术提供的用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法，方法简单，原料易得，制备得到的轻质纳米散热片硬度高，散热效果好，连续高温使用不会发生变形，并且在相同的散热效果时，散热片厚度是纯铝散热片厚度的1/2，重量为纯铝散热片重量的2/3左右，能够明显减轻散热片的重量，使变频器便于移动和运输，增加变频器的适用范围。

A preparation method of light nano heat sink for frequency converter

【技术实现步骤摘要】
一种用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法
本专利技术主要涉及变频器加工
，尤其涉及一种用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法。
技术介绍
变频器(Variable-frequencyDrive，VFD)是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成，变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等，随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。变频器的功率模块是发热最严重的器件，因此变频器在运行过程中就会产生大量的热量，而且变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，在温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故，这时就需要散热片和风扇对变频器进行散热，目前市场上的散热片绝大多数都是铝散热片，但是现有铝散热器会增加变频器的重量，运输不方便，并且铝的硬度较低，如果散热片的厚度较大，就会明显增加变频器的重量，如果散热片的厚度较小，会降低散热片的散热效果，同时也会明显降低散热片的强度，受热后如果经过磕碰或严重震荡，很容易使散热片出现变形，因此需要一种更加实用的变频器散热片。现有专利文件CN105472948A公开了一种变频器上用石墨散热片及其制作工艺具体公开了“一种变频器上用石墨散热片，包括石墨片（1）和铝板（4），其特征在于：所述铝板（4）的正面和反面均粘附有双面胶（3），双面胶（3）上粘附有石墨片（1），石墨片（1）的另一面复合有黑胶层（2），黑胶层（2）的另一面粘附有保护膜（5）”，因此专利文件的散热片是以铝板为中心，两侧均为双面胶、石墨片、黑胶层及保护膜，一页散热片就具有九层结构，并且在铝片和石墨片两侧均含有塑料胶层，使热量不能直接接触铝片或石墨片，使散热功能明显降低，同时塑料胶层长期接受较高的热量很容易出现老化，导致胶层脱落，会对散热片和变频器产生一定的损害，严重的可以导致短路，引发事故，因此需要一种散热效果好，安全系数更高的撒热片。
技术实现思路
为了弥补已有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法。一种用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法，包括以下步骤：（1）熔融：将铝块置于加热釜中，以4~5℃/min加热至310~360℃，保温40~50min，使铝块内外温度一致，避免后期熔融不充分，继续加热至完全熔融，保温2~3h，使铝块充分熔融，并且熔融过程中一直保持真空，能够避免铝块在熔融过程中发生氧化变色，保持色泽光亮，得熔融铝；（2）纳米沸石制备：向沸石粒中加水，加水量为沸石粒重量的2~3倍，常温浸泡3~4d，使沸石粒充分吸水，再将浸泡后的沸石粒置于-22~-24℃冷冻24~36h，水由固态变为液态，使沸石粒中的孔径变大，避免散热片成型过程中产生气泡，使相同体积的沸石重量更小，取出，置于预热温度为270~290℃的加热釜中，保温5~6h，再自然冷却至室温，球磨，使水分快速散发，增加沸石的吸热和散热效果，能够有效地将变频器产生的热量吸收后再散发出去，得纳米沸石；（3）原料混合：将纳米沸石和石墨烯加入熔融铝中，能够降低散热片的重量，提高散热片的强度和散热性，于300~350r/min搅拌50~60min，再以2~3℃/min速度降温至260~280℃，保温30~40min，使原料充分混合后逐渐凝固，逐渐排出原料内的气体，再以3~4℃/min速度加热至670~690℃，保温2~3h，使原料充分混匀，进一步减少残留的气体，使散热片成型后结构均匀，表面光滑，得散热片混合物；（4）制备成型：将散热片混合物注入模具中，浇铸成型，脱模，得成型散热片；（5）后处理：对成型散热片进行喷砂，简单快速，使散热片的表面呈现出凹凸结构，能够增加散热片与热能的接触面积及散热面积，加快散热片的散热效果和使用安全性，得轻质纳米散热片。所述步骤（1）的熔融，为真空熔融，真空度为-22~-24kPa。所述步骤（2）的球磨，得到的粒径为20~25nm。所述步骤（3）的纳米沸石，加入量为熔融铝重量的26~28%。所述步骤（3）的石墨烯，加入量为熔融铝重量的13~15%。所述步骤（4）的注入模具，注入模具后自然降温至430~450℃，保温30~40min，再以2~3℃/min的速度加热至670~690℃，保温50~60min，再进行自然降温，使经过反复的凝固和熔融，能够排出浇铸过程中带入的少量空气，使散热片结构致密，提高散热片的强度和散热效果，扩大散热片的应用范围。所述步骤（5）的喷砂，压强为0.4~0.5MPa，使用砂粒为陶瓷砂，粒径为160~200目。所述用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法制备得到的轻质纳米散热片。本专利技术的优点是：本专利技术提供的用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法，方法简单，原料易得，制备得到的轻质纳米散热片硬度高，散热效果好，连续高温使用不会发生变形，并且在相同的散热效果时，散热片厚度是纯铝散热片厚度的1/2，重量为纯铝散热片重量的2/3左右，能够明显减轻散热片的重量，使变频器便于移动和运输，增加变频器的适用范围；本申请中先将铝块置于加热釜中，快速加热至一定温度后进行保温，使铝块内外温度一致，避免后期熔融不充分，之后再继续进行加热，使铝块充分熔融，并且熔融过程中一直保持真空，能够避免铝块在熔融过程中发生氧化变色，保持色泽光亮；再向沸石粒中加水进行浸泡，使沸石粒充分吸水，然后再进行冷冻，水由固态变为液态，使沸石粒中的孔径变大，避免散热片成型过程中产生气泡，使相同体积的沸石重量更小，然后再将冷冻沸石粒进行高温加热，使水分快速散发，然后再球磨成纳米级颗粒，增加沸石的吸热和散热效果，能够有效地将变频器产生的热量吸收后再散发出去；再将纳米沸石和石墨烯加入熔融铝中，能够降低散热片的重量，提高散热片的强度和散热性，快速搅拌均匀，然后再进行缓慢降温，使原料充分混合后逐渐凝固，逐渐排出原料内的气体，然后再次进行加热熔融，使原料充分混匀，进一步减少残留的气体，使散热片成型后结构均匀，表面光滑；再将混合的原料注入模具中进行浇铸成型，注入模具后先自然降温和保温，然后再进行升温和保温，使经过反复的凝固和熔融，能够排出浇铸过程中带入的少量空气，使散热片结构致密，提高散热片的强度和散热效果，扩大散热片的应用范围；成型后进行喷砂，简单快速，使散热片的表面呈现出凹凸结构，能够增加散热片与热能的接触面积及散热面积，加快散热片的散热效果和使用安全性。附图说明为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。附图1为本专利技术一种用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法的工艺流程图。具体实施方式下面用具体实施例说明本专利技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）熔融：将铝块置于加热釜中，以4~5℃/min加热至310~360℃，保温40~50min，继续加热至完全熔融，保温2~3h，得熔融铝；/n（2）纳米沸石制备：向沸石粒中加水，加水量为沸石粒重量的2~3倍，常温浸泡3~4d，再将浸泡后的沸石粒置于-22~-24℃冷冻24~36h，取出，置于预热温度为270~290℃的加热釜中，保温5~6h，再自然冷却至室温，球磨，得纳米沸石；/n（3）原料混合：将纳米沸石和石墨烯加入熔融铝中，于300~350r/min搅拌50~60min，再以2~3℃/min速度降温至260~280℃，保温30~40min，再以3~4℃/min速度加热至670~690℃，保温2~3h，得散热片混合物；/n（4）制备成型：将散热片混合物注入模具中，浇铸成型，脱模，得成型散热片；/n（5）后处理：对成型散热片进行喷砂，得轻质纳米散热片。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）熔融：将铝块置于加热釜中，以4~5℃/min加热至310~360℃，保温40~50min，继续加热至完全熔融，保温2~3h，得熔融铝；
（2）纳米沸石制备：向沸石粒中加水，加水量为沸石粒重量的2~3倍，常温浸泡3~4d，再将浸泡后的沸石粒置于-22~-24℃冷冻24~36h，取出，置于预热温度为270~290℃的加热釜中，保温5~6h，再自然冷却至室温，球磨，得纳米沸石；
（3）原料混合：将纳米沸石和石墨烯加入熔融铝中，于300~350r/min搅拌50~60min，再以2~3℃/min速度降温至260~280℃，保温30~40min，再以3~4℃/min速度加热至670~690℃，保温2~3h，得散热片混合物；
（4）制备成型：将散热片混合物注入模具中，浇铸成型，脱模，得成型散热片；
（5）后处理：对成型散热片进行喷砂，得轻质纳米散热片。


2.根据权利要求1所述用于变频器的轻质纳米散热片的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的熔融，为真空熔融，真空度为-22~-24kPa。

【专利技术属性】
技术研发人员：陆磊，
申请(专利权)人：安徽海尚变频技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34