[發明專利]鋁合金冷卻板鑄造工藝

有效

• 申請號: 201910555642.0
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110142395B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 肖貴玉;范曉剛
• 申請（專利權）人: 遵義航天新力精密鑄鍛有限公司
• 主分類號: B22D19/00
• 分類號: B22D19/00
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 蒙捷

本方案公開了鋁合金冷卻板生產技術領域的鋁合金冷卻板鑄造工藝，包括以下步驟：步驟一、造型：制作用于澆鑄鋁合金冷卻板的模具；步驟二、制芯：制作用于澆鑄鋁合金預制板的砂芯；步驟三、通過定位工裝將不銹鋼管固定到模具中；步驟四、澆鑄：將融化后的鋁合金液澆入到模具中，并使其充滿整個模腔，得到澆鑄件；步驟五、開模：取出澆鑄件，并清砂、去除澆冒口和整形，確保澆鑄件平面度小于1mm；步驟六、熱處理：將澆鑄件隨爐升溫至160℃～180℃，并保溫3小時，然后空冷至室溫得到鋁合金冷卻板。采用本方案的鑄造工藝，可顯著提高制得的鋁合金冷卻板的散熱效果。

技術領域

本發明屬于鋁合金冷卻板生產技術領域，特別涉及鋁合金冷卻板鑄造工藝。

背景技術

在工業生產中，時常會用到冷卻板對產品進行冷卻，其中，采用不銹鋼管作為冷卻通道的鋁合金冷卻板由于耐用、制作成本較低等優點而得到廣泛使用。部分鋁合金冷卻板用于大型雷達陣面的冷卻系統，且主要用于冷卻安裝在陣面上的電子元器件，使用過程中通循環冷卻液進行冷卻。由于該鋁合金冷卻板長達3440mm，橢圓孔尺寸15mm×23mm，孔太長且孔徑太小，無法采用打孔的方法成型。

因此，該類鋁合金冷卻板現有的制作方法是：在鋁合金預制板上將放冷卻管道的地方加工成型，然后放入不銹鋼管，再將兩塊鋁合金預制板采用焊接的方式將其組合焊接成型，進而將不銹鋼管固定在兩塊鋁合金構成的用于放置不銹鋼管的模腔內。采用該加工工藝存在較大的缺點，其一是需要先將兩塊鋁合金預制板制作好后，再使用其與不銹鋼管進行焊接，使得鋁合金冷卻板的制作工藝復雜化；其二是在焊接時，只要不銹鋼管的一致性稍有差異，將不銹鋼管放入模腔，不銹鋼管與鋁合金之間就會存在較大的間隙，導致不銹鋼管與鋁合金預制板之間熱量交換不足，進而使得鋁合金冷卻板的散熱效果不好。

針對這種情況，當前采取的主要手段是采用鑄造的方式生產鋁合金冷卻板，鑄造的方式有三種，分別是采用不銹鋼管、銅管和通孔作為冷卻通道。采用不銹鋼管和銅管作為冷卻通道時，由于鋁合金冷卻板長寬冷卻板厚加工完成后平面度要求0.1。中間兩處減重腔尺寸分別為3340mm×60mm×17mm、3108mm×38mm×16mm，冷卻管呈橢圓形，尺寸為15mm×23mm。冷卻管外壁與大平面之間的壁厚為4mm，在長度為3430mm的范圍內，加工后不允許露管，且加工后保證減重腔兩側壁厚，減重腔與大平面之間的壁厚為3mm。對此冷卻管及減重腔砂芯在鑄造模腔中的定位要求高，其直接決定了鋁合金冷卻板的成型質量，由于鑄造方式存在該定位難點，產品不合格率高達43％以上，所以當前無人采用此兩種方式進行生產。另外，由于銅管強度低，在鑄造過程中容易將管子壓扁而導致冷卻管截面積變小或堵死，最終冷卻液流量不夠導致電子元器件散熱不均勻或局部高溫而損壞。

而將通孔作為冷卻通道時，由于該鋁合金冷卻管在使用時有氣密性要求，即要求在1MPa氣壓下保壓1小時不允許漏氣，采用鑄造的方法直接成型通孔，由于鑄件內部本身可能有鑄造缺陷產生，不能保證孔的氣密性要求，泄漏風險大且報廢率高達85％以上，導致直接澆注通孔也不可行。

因此，當前對較長的鋁合金冷卻板進行加工生產時，仍然是采用將不銹鋼管放入兩塊鋁合金預制板內，再將兩塊鋁合金預制板采用焊接的方式將其組合焊接成型的方式。

發明內容

本發明意在提供鋁合金冷卻板鑄造工藝，以解決現有技術采用焊接的方式加工鋁合金冷卻板，導致鋁合金冷卻板散熱效果不佳的問題。

本方案中的鋁合金冷卻板鑄造工藝，包括以下步驟：

步驟一、造型：制作用于澆鑄鋁合金冷卻板的模具；

步驟二、制芯：制作用于澆鑄鋁合金預制板的砂芯；