太阳花散热片制造方法及散热器技术

本发明专利技术提出了一种高密度、大弯曲形太阳花散热片制造方法，采用铝挤压工艺制作出太阳花素型材，素型材的肋片弯曲度减小，肋片（平均）间隙被放大，因而挤压成形难度有效降低，采用缩径工艺，利用变径套筒（３），使肋片弯曲，减小肋片之间的（平均）间隙和外径，得到所需的太阳花素型材或散热片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子器件散热器制造
，特别是那种采用了挤压方法制造铝制太阳花 散热片的方法。
技术介绍
采用铝挤压方法制造太阳花型材，由于生产效率高、制造成本低，因而广泛地被用于电 子器件散热器中，附图说明图1所示的太阳花散热片截面，广泛地被应用于计算机CPU散热器中的散热片。依据对流传热原理，空气流经散热肋片，对流传热系数与肋片之间的间隙的倒数成正 比，因而减小肋片之间的间隙不仅提高了肋片密度(散热面积)，还强化了对流传热。图1 中示出了肋片从中心圆柱(也称为导热柱)伸出后， 一根肋片分叉变成两肋片，这样就可减 小肋片之间的间隙，提高散热面积，但由于要保证挤压模具中型齿的强度，长的型齿的厚度 (对应的是从中心圆柱伸出的长的肋片间隙)大于短型齿的厚度(分叉肋片之间的间隙)，也就形成了沿周向肋片之间的间隙不均匀。一般CPU散热器都采用轴流风扇，沿周向风压均匀。但肋片间隙一大一小，将导致间隙大的空气流量大，反之亦反，不利于对流传热。肋片从根处到尖处，温度是逐步下降，轴流风扇的径向风压分布叶根处风压小，叶尖处风压高，而 图1所示的散热片，根处的间隙小于肋片尖处的间隙，也就是说，空气流量更集中在靠肋片 尖处(温度低处)，肋片根处高温，空气流量反而小，这样的空气流量和肋片温度分布，不利 于空气对流换热。图2所示的太阳花结构，肋片从中心圆柱(导热柱)呈弧线伸出，中间没有分叉，沿周向，肋片之间的间隙均匀，并且从肋片根处到肋片尖处也呈现出均匀一致。这样的太阳花散 热片，尺寸更紧凑，更符合对流换热原理，更适配于轴流风扇。综合各种因素，如肋片密度 (即散热面积)、外形尺寸(特别是外径)、肋效率、节省材料(导热柱不能太大)等等，太阳花散热片外径不应大于100mm，肋片之间根处(靠近导热柱)的间隙不应大于1.8mm，肋 片长(从根处到尖处的距离)应大于18mm，肋片之间尖处的间隙不应大于2.2mm，根处与 尖处的中间的肋片厚度(也就是平均厚度)不应大于l.Omm。但是，这样的大弯曲率的弧形， 高密齿的太阳花型材，不能采用挤压成形工艺直接制造，因为挤压模具上的对应的型齿刚度 和强度低，容易因偏、断齿而导致模具报废。挤压模具中的型齿刚度和强度是高密度太阳花 型材成型的关键。
技术实现思路
本专利技术提出一种能制造出如图2所示的太阳花散热片的制造方法，采用了高效率的挤压 工艺制造太阳花素型材，再加工成所需的太阳花型材或散热片，太阳花素型材的形状以及尺 寸极大地降低了挤压模具的难度。本专利技术的技术方案与现散热片制造方法类似，采用了铝挤压工艺，但挤压制造出来的是铝制 太阳花素型材。本专利技术的技术特征是由挤压模具挤出的太阳花素型材的外径和肋片之间尖 处的间隙大于，太阳花散热片装入散热器后的外径和肋片尖处的间隙，也就是说太阳花素型 材的外径，特别是肋片尖处的间隙被放大了；太阳花素型材通过縮径工序，即通过縮径装置， 肋片受到弯曲力矩的作用而产生弯曲变形，弯曲弧度加大，型材外径縮小，肋片的间隙(主 要是靠肋片尖处的间隙)减小，就可得到散热片所需的太阳花型材，再经过裁切等加工工序，得到所需的太阳花散热片；或太阳花素型材先经过裁切等加工工序后，再通过縮径装置，或 直接将縮径工序设置在散热片装入散热器的工序中。太阳花素型材的外径，特别是肋片尖处的间隙放大了，肋片弯曲弧度减小了，也就是说 挤压模具中对应的型齿弯曲弧度减小了，型齿根处厚度(对应的是肋片尖处的间隙)加大，这样就有效提高了挤压模具中的型齿的刚度和强度，解决了高密度齿太阳花型材挤压模具以 及成型难度的关键问题。太阳花素型材通过縮径装置，肋片在縮径装置中受到有弯曲力矩的 作用，产生弯曲变形，肋片的弯曲弧度加大，自然地太阳花的外径减小，肋片之间的间隙(特 别靠尖处的间隙)减小，整个形状以及尺寸达到更适合对流换热所需。采用这种制造方法， 可以制造出肋片尖处的间隙比根处的间隙还小，可以小到1.0mm以下，实现了采用铝挤压工 艺，高效低成本地制造出如图2所示的太阳花散热片。 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图l为一种现有的太阳花散热片的截面图。 -图2为一种采用本专利技术能制造出的太阳花散热片的截面图。 图3为一种太阳花素型材截面图。图4为一种本专利技术的采用变径套筒推挤方法縮径工序过程示意图，素型材为图3所示。 图5为一种本专利技术的采用变径套筒推挤方法縮径工序过程示意图，素型材为图3所示。 图6为一种太阳花素型材截面图。图7为一种本专利技术的縮径工序过程示意图，素型材为图6所示，采用变径套筒动力旋转 方法。图8为一种太阳花式散热器的剖面示意图。图中，1、肋片，2、导热柱，3、变形套筒，4、表示推进的箭头，5、凸环，6、表示旋 转的箭头，7、风扇，8、外套壳，9、扇叶。减小图2所示的太阳花中的肋片1的弯曲弧度，就可得到图3所示的太阳花截面，外径 加大，肋片尖处的间隙加大，并且从根处到尖处的间隙逐渐增大，肋片之间根处(靠导热柱 2)的间隙不变，因而图3所示的太阳花的挤压成形的难度就降低了。如果进一步减小肋片弯 曲弧度，肋片尖处的间隙也就进一步增加，素型材的挤压成形的难度也就进一步降低。根据实际生产经验，挤压模具中的型齿高(即肋片的长度)与型齿间距(肋片之间的间 隙)之比，称之为齿距系数，小于13时，为普通难度，13与20之间为中等难度，大于20 时为高难度；肋片之间的间隙(也称为齿间隙)在1.4 2.0mm为中等难度，0.8 1.4mm为高 难度，0.8mm—下就非常难设计制作出合格的模具，圆弧型齿又进一步加大难度，对于本发 明涉及的圆弧形肋片，素型材齿间距系数应该取20以下，齿间距取1.5mm以上。如果太阳 花散热片的肋片之间的间隙设计为1.2mm，肋片长25mm，该设计是比较合理的(从肋片密 度和肋效率等方面来考虑)，素型材的肋片中间处的间隙要达到1.55mm (即平均齿间距达到 1.55mm)，素型材的齿间距系数为25mm除以1.55mm，得16.1，这样的挤压模具可靠性容 易得到保证。肋片之间尖处的间隙就要达到1.8mm,也就是说太阳花素型材肋片之间尖处的 间隙是太阳花散热片装入散热器后肋片尖处的间隙的1.5倍以上。图4示出了一种縮径工艺，将类似与图3所示的太阳花素型材加工成如图2所示的太阳 花型材。太阳花素型材被推入内径逐渐缩小的套筒(称为变径套筒3)，箭头4表示推入，所 有肋片尖处受到变径套筒3内壁面作用的向心挤压力，而产生使肋片弯曲的力矩，肋片受力 变形，弯曲弧度加大，外径縮小，随着变径套筒内径一步步减小，肋片的弯曲弧度逐步加大，外径和肋片之间的间隙逐步减小，最终得到所需要的如图2所示的太阳花，此方法被称为变 径套筒推挤法。图5所示的缩径工艺和图4所示的一样，同为变径套筒推挤法，不同之处在于图5中的 变径套筒3内壁有数个口径逐个减小的凸环5，素型材被推入变径套筒3，肋片受到凸环5 的向心挤压力作用而加大弯曲变形。这样结构的变形套筒，减小了肋片与套筒的接触面，可 有效减小肋片与套筒的摩擦力。将图2所示的太阳花肋片1拉直，就可得到图6所示的太阳花，肋片尖处的间隙增加到 最大，因而将此作为太阳花素型材截面，挤压成形的难度降到最低，但这样的太阳花素型材， 不可直接采用前述的变径套筒推挤法。图7所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝制太阳花散热片制造方法，该太阳花散热片肋片呈弧形从中间的导热柱向外伸出，肋片之间根处的间隙不大于１．８ｍｍ，肋片之间尖处的间隙不大于２．２ｍｍ，肋片平均厚度不大于１．０ｍｍ，肋片长大于１８ｍｍ，其特征在于：太阳花素型材采用挤压工艺制造，由挤压模具挤出的太阳花素型材的外直径和肋片之间尖处的间隙大于，太阳花散热片装入散热器后的外直径和肋片之间尖处的间隙；从挤压模具挤出的太阳花素型材，到散热片所需的太阳花型材、或装入散热器中的太阳花散热片的加工生产过程中，设置有缩径工序。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦彪，
申请(专利权)人：秦彪，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]