[發明專利]一種用于插片散熱器基板成型的擠壓模具

在審

• 申請號: 202010735370.5
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111940527A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 宋文博;黃元春;唐新文;盛智勇;張偉;彭炯明
• 申請（專利權）人: 湖南中創空天新材料股份有限公司
• 主分類號: B21C23/06
• 分類號: B21C23/06;B21C25/02
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中;張鮮

本發明公開了一種用于插片散熱器基板成型的擠壓模具，包括模面部以及形成于模面部中的工作腔和模面型腔，工作腔和模面型腔連通；工作腔的橫截面形狀與插片散熱器基板的橫截面形狀一致，工作腔入口處的橫截面與插片散熱器基板的橫截面大小相同，工作腔的橫截面面積沿物料進給方向連續增大。本發明將原工作帶加一級空刀分級式結構變更成工作腔整體式結構，因而可采用線切割一體成型，避免電火花工序加工空刀位，從而減少了因放電加工產生局部微裂紋的風險，增加了模具工作帶部分的剛性，提高了使用壽命。由于無空刀臺階槽，因而降低了擠壓過程中產生手感鋁擠壓線紋和大尺寸顆粒聚集的風險，改善了散熱器表面質量。

技術領域

本發明涉及模具設計技術領域，尤其涉及一種用于插片散熱器基板成型的擠壓模具。

背景技術

為提升電氣元件/設備的散熱性能，其散熱結構多采用高密齒插片式鋁合金結構。如圖1所示，與發熱元件直接接觸的鋁型材的插片散熱器基板4需采用“幾字形”鋸齒結構，再使用1mm左右厚度散熱翅片插配組合使用。為保障插配效果，插片散熱器基板4上的鋸齒結構槽深大多小于5mm，槽寬大多不足2毫米。

該插片散熱器基板4一般采用鋁錠在擠壓模中擠壓成型。常規的模面部1的工作腔處結構采用分級式設計方案（典型的工作帶加空刀結構），一般先通過線切割方法加工出與工作帶尺寸對應的內腔輪廓，再通過電火花設備放電加工工作帶后部的空刀結構，如圖2所示，以形成臺階槽形式的工作腔（即：工作帶腔10+空刀腔20）。為減少剛性損失，如圖3所示，一般的一級空刀結構的臺階高度D僅0.3mm。這種結構一方面增加了模具工作帶的加工難度，精度難以準確控制，另一方面降低了模具工作帶的強度，由于鋸齒結構齒形小且密集，在高溫高壓狀態下擠壓鋁合金時，極易局部鋸齒崩斷異常，增大了擠壓崩模的風險，導致模具報廢和鋁型材廢品率高，且影響批量訂單的交付。同時空刀處易產生鋁顆粒（pickup）的聚集，從而產生明顯鋁擠壓線紋或顆粒，增大了電氣設備在使用過程中的故障風險。

中國發明專利CN201820115934.3公開了一種斜空刀腔模具，空刀腔的壁面為斜面，斜面將解除磨擦產生的堆集力，從而避免堵模。但其工作腔仍是傳統的工作帶加空刀腔結構，用于插片散熱器基板成型仍存在上述問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種使用壽命高、易于成型且能提高成型件表面質量的用于插片散熱器基板成型的擠壓模具。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種用于插片散熱器基板成型的擠壓模具，包括模面部以及形成于模面部中的工作腔和模面型腔，所述工作腔位于所述模面部的進料端，所述模面型腔位于所述模面部的出料端，所述工作腔和模面型腔連通；所述工作腔的橫截面形狀與插片散熱器基板的橫截面形狀一致，所述工作腔入口處的橫截面與插片散熱器基板的橫截面大小相同，所述工作腔的橫截面面積沿物料進給方向連續增大。

本發明將插片散熱器基板成型模具模面原工作帶加一級空刀分級式結構變更成工作腔整體式結構，因而可采用線切割一體成型。優化了原有模具加工工序，可避免電火花工序加工空刀位，從而減少了因放電加工產生局部微裂紋的風險，增加了模具工作帶部分的剛性，提高了使用壽命。由于無空刀臺階槽，因而降低了擠壓過程中產生手感鋁擠壓線紋和大尺寸顆粒聚集的風險，改善了散熱器表面質量。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述工作腔的壁面與物料進給方向形成1-2°夾角。

實踐表明，工作腔壁面的傾斜角度對插片散熱器基板成型質量有顯著影響。

角度過小，鋁合金與模具工作腔內壁摩擦面變大，摩擦力增加，1）將影響鋁合金的流動性，造成局部高溫而產生晶粒長大，影響鋁合金的組織結構；2）將嚴重影響出料尺寸，兩側金屬流動阻力變大幅度遠超中部增大的阻力，導致兩側金屬擠出速度變慢，工作腔金屬填充速度不足，從而出現中間厚兩端薄的現象。