一種用於散熱裝置的鋁合金加工工藝的製作方法

2024-02-19 05:18:15

本發明涉及鋁合金技術領域，特別是涉及一種用於散熱裝置的鋁合金加工工藝。

背景技術：

目前由鋁合金製備的散熱裝置的散熱片已經被廣泛應用，其質量輕，強度高，耐磨性好，加工後不易變形，且具有優良的導熱性能。熱交換器的結構越來越追求輕薄化，結構的改變對鋁合金的機械強度和導熱性能的平衡提出了更高的要求。

此外，經過長時間使用的散熱片表面會存在被表面積存的冷凝水腐蝕以及細菌繁殖的問題，因此，在提高鋁合金機械強度和導熱性能的同時，還需要對表面進行耐腐蝕以及抗菌處理。

技術實現要素：

本發明就是針對上述存在的缺陷而提供一種用於散熱裝置的鋁合金加工工藝，依次經過成分優化-制坯-擠壓-淬火-拉伸矯直-時效處理-清洗-鍍膜工藝，製備出的鋁合金散熱片室溫抗拉強度不小於320mpa、屈服強度不小於230mpa、焊後屈服強度為不小於120mpa，基於jisz-2371標準的鹽水噴霧試驗法，將產品暴露600小時後無變色生鏽情況出現，在溫度50±1℃、相對溼度95%以上的高溫高溼度氣氛中的中暴露2000小時，無變色生鏽情況出現。抗菌性能好。

本發明的一種用於散熱裝置的鋁合金加工工藝技術方案為，依次經過成分優化-制坯-擠壓-淬火-拉伸矯直-時效處理-清洗-鍍膜工藝，所述鋁合金各組分含量為：si0.3-0.5%，fe0.2-0.3%，cu0.02-0.04%，mn0.8-1%，zn1-1.2%，mg0.2-0.5%，zr0.1-0.2%，sr0.02-0.03％，餘量為al和不可避免的雜質。

所述的一種用於散熱裝置的鋁合金加工工藝，依次包括以下步驟：

（1）成分優化；

（2）制坯；

（3）以1-1.2m/min的速度擠壓成型；

（4）淬火，淬火方式為風冷+水冷；

（5）拉伸矯直，拉伸率為1-1.3%；

（6）時效處理，在180-185℃下時效處理6h；

（7）清洗，對鋁合金工件表面依次用水、丙酮、水清洗；

（8）鍍膜，依次經過鹼洗、酸洗後浸入膜處理劑中2min，取出後烘乾40分鐘成膜。

步驟（3）中，擠壓成型時模具的溫度為520±10℃。

步驟（8）中所述鹼洗為，在60-80℃含0.1-0.6m偏鋁酸鈉和0.2m-0.4m氫氧化鈉的水溶液中處理3分鐘，然後用水清洗；

步驟（8）中所述酸洗為，在20-30℃質量濃度為4%的硝酸和0.2%氫氟酸溶液中浸泡1分鐘，然後用水清洗。

步驟（8）中所述膜處理劑由按重量份的以下成分組成：氫氟酸鋯2-5，氟鋁酸鉀3-5，n-甲基吡咯烷酮0.3-1、磷酸二氫銨1-2、乳酸鈉2.4-3，乙二胺四亞甲基膦酸1-3，膦酸丁烷三羧酸1-2，聚乙二醇100010-20，矽烷偶聯劑kh57014-20、去離子水100。

步驟（8）中浸入膜處理劑中處理溫度為70-80℃。

步驟（8）中烘乾溫度為120℃。

本發明的有益效果為：本發明依次經過成分優化-制坯-擠壓-淬火-拉伸矯直-時效處理-清洗-鍍膜工藝，矽（si）可提高高溫時的支撐強度；鎂（mg）可以顯著提高散熱片的屈服強度，提高整體強度；鋅（zn）可以降低鋁合金腐蝕電位，從而起到電化學防腐蝕作用，顯著提高散熱器的使用壽命；鋯（zr）可以在鋁合金中形成zral3，zral3在釺焊過程中在晶界析出，可以對晶粒起到釘扎作用，顯著提高散熱片高溫時的抗塌陷作用；鍶(sr)可以在基體內彌散均勻分布的組織,改善材料的力學性能。製備出的鋁合金散熱片室溫抗拉強度不小於320mpa、屈服強度不小於230mpa、焊後屈服強度為不小於120mpa，基於jisz-2371標準的鹽水噴霧試驗法，將產品暴露600小時後無變色生鏽情況出現，在溫度50±1℃、相對溼度95%以上的高溫高溼度氣氛中的中暴露2000小時，無變色生鏽情況出現。抗菌性能好。

具體實施方式：

為了更好地理解本發明，下面用具體實例來詳細說明本發明的技術方案，但是本發明並不局限於此。

實施例１

本發明的一種用於散熱裝置的鋁合金加工工藝，依次包括以下步驟：

（1）成分優化；各組分含量為：si0.5%，fe0.3%，cu0.04%，mn1%，zn1.2%，mg0.3%，zr0.2%，sr0.03％，餘量為al和不可避免的雜質。

（2）制坯；

（3）以1-1.2m/min的速度擠壓成型，擠壓成型時模具的溫度為520±10℃；

（4）淬火，淬火方式為風冷+水冷；

（5）拉伸矯直，拉伸率為1.2%；

（6）時效處理，在180℃下時效處理6h；

（7）清洗，對鋁合金工件表面依次用水、丙酮、水清洗；

（8）鍍膜，依次經過鹼洗、酸洗後浸入75℃膜處理劑中2min，取出後120℃烘乾40分鐘成膜。

所述鹼洗為，在70℃含0.3m偏鋁酸鈉和0.4m氫氧化鈉的水溶液中處理3分鐘，然後用水清洗；

所述酸洗為，在25℃質量濃度為4%的硝酸和0.2%氫氟酸溶液中浸泡1分鐘，然後用水清洗。

所述膜處理劑由按重量份的以下成分組成：氫氟酸鋯3，氟鋁酸鉀4，n-甲基吡咯烷酮0.6、磷酸二氫銨1.5、乳酸鈉2.8，乙二胺四亞甲基膦酸2，膦酸丁烷三羧酸1.5，聚乙二醇100012，矽烷偶聯劑kh57016、去離子水100。

高含量的矽（si）可提高高溫時的支撐強度；鎂（mg）含量的增加可以顯著提高散熱片的屈服強度，提高整體強度；鋅（zn）可以降低鋁合金腐蝕電位，從而起到電化學防腐蝕作用，顯著提高散熱器的使用壽命；鋯（zr）可以在鋁合金中形成zral3，zral3在釺焊過程中在晶界析出，可以對晶粒起到釘扎作用，顯著提高散熱片高溫時的抗塌陷作用；鍶(sr)可以在基體內彌散均勻分布的組織,改善材料的力學性能。製備出的鋁合金散熱片室溫抗拉強度不小於320mpa、屈服強度不小於230mpa、焊後屈服強度為不小於120mpa，基於jisz-2371標準的鹽水噴霧試驗法，將產品暴露600小時後無變色生鏽情況出現，在溫度50±1℃、相對溼度95%以上的高溫高溼度氣氛中的中暴露2000小時，無變色生鏽情況出現。

使用100h的熱交換器取樣進行微生物檢測，活菌數遠遠小於同環境使用狀態下的市售鋁合金熱交換器，活菌數為同環境使用狀態下的市售鋁合金熱交換器的1%。