La aleación de aluminio se utiliza ampliamente en equipos de disipación de calor debido a su peso ligero y atractivo, buena conductividad térmica y facilidad de procesamiento en formas complejas. Existen tres tipos principales de equipos de disipación de calor de aleación de aluminio: planos y anchos, en forma de peine o de palito de pescado; aletas exteriores radiales, ramificadas, en forma circular o elíptica. Sus características comunes son: la distancia entre las aletas es corta, y se forma una ranura entre dos aletas adyacentes, y la relación de profundidad es grande; la diferencia de espesor de pared es grande, y el disipador de calor es delgado, y la placa inferior en la raíz es gruesa. Por lo tanto, el diseño, la fabricación y la producción del perfil de disipación de calor son difíciles.
Algunos de los perfiles de radiador son de tamaño pequeño y de forma simétrica. La mayoría de los perfiles de radiador son planos y anchos, el tamaño de la forma es grande, algunos son asimétricos, y la relación entre la profundidad de la ranura y el ancho entre las láminas del disipador de calor es muy grande, por lo que es difícil producirlos. Para producir perfiles de radiador sin problemas, necesitamos cooperar con el lingote, la matriz y la tecnología de extrusión. Las aleaciones utilizadas en la extrusión de perfiles de radiador deben tener buena capacidad de extrusión y conductividad térmica, como 1A30, 1035 y 6063. En la actualidad, la aleación 6063 se utiliza ampliamente porque no solo tiene buena capacidad de extrusión y conductividad térmica, sino también buenas propiedades mecánicas.
La producción de perfiles de radiador de aleación de aluminio debe basarse en la calidad del lingote, el material y el diseño del molde, la reducción de la presión de extrusión y el proceso de extrusión.
1. Requisitos de calidad para lingotes de aluminio
La composición de la aleación del lingote de aluminio debe controlarse estrictamente para garantizar la pureza de la aleación fundida. Para la aleación 6063, se debe controlar el contenido de Fe, Mg, Si. El contenido de Fe debe ser inferior a 0,2%. El contenido de Si generalmente se controla en el límite inferior de la norma nacional, el contenido de Mg es 0,45% ≤ 0,55%, y el contenido de Si es 0,25% ≤ 0,35%. El lingote de aluminio debe ser completamente homogeneizado para que la microestructura y las propiedades del lingote sean uniformes y consistentes.
La superficie del lingote de aluminio debe ser lisa, sin segregación ni arena. La superficie final del lingote fundido debe ser plana y no se puede cortar en forma de escalón o la pendiente es demasiado grande (la pendiente de corte debe estar dentro del 3%). Debido a que la forma de escalón o la pendiente de corte es demasiado grande, cuando la barra de la sección de disipación de calor se extruye mediante la matriz plana, el lingote de aluminio está en contacto directo con la matriz si la aleta guía no está diseñada, y la matriz está en contacto primero con la matriz debido a la superficie final irregular del lingote, de modo que se genera la concentración de tensión, la forma de diente de la matriz es fácil de romper, o la descarga se produce de manera diferente, y el fenómeno de que el modo de bloqueo o el moldeo por extrusión no es bueno se puede generar fácilmente.
2. Requisitos para los moldes
Debido a que el molde del perfil del radiador tiene muchos dientes delgados, para soportar mucha presión de extrusión, cada diente debe tener una resistencia y tenacidad muy altas, si hay una gran diferencia entre las propiedades de cada uno, es fácil romper aquellos dientes con poca resistencia o tenacidad. Por lo tanto, la calidad del acero para matrices debe ser confiable, es mejor usar acero H13 producido por fabricantes confiables, o elegir acero importado de alta calidad. El tratamiento térmico de la matriz es muy importante. Para ser templado por calentamiento al vacío, es mejor usar temple con nitrógeno puro a alta presión, lo que puede garantizar el rendimiento uniforme de todas las partes de la matriz después del temple. Se deben tomar tres revenidos después del temple, de modo que la dureza de la matriz pueda garantizar tener suficiente tenacidad bajo la premisa de HRC48~52. Esta es una condición importante para evitar que la matriz rompa los dientes.
La clave para la extrusión exitosa del perfil del radiador es que el diseño de la matriz debe ser razonable y la fabricación debe ser precisa. Generalmente, evite la extrusión del lingote directamente a la banda de trabajo de la matriz. Para el perfil del radiador de peine plano y ancho, se diseña una pequeña matriz de desviación media y grande para hacer que el metal fluya a ambos lados, reducir la presión de extrusión en la banda de trabajo de la matriz y hacer que la distribución de la presión sea uniforme. Debido a la gran diferencia de espesor de pared de la sección del perfil del radiador, es necesario mantener su diferencia al diseñar la banda de trabajo de la matriz, es decir, la banda de trabajo con un gran espesor de pared debe ser especialmente más grande, que puede ser tan grande como 20 mm ≤ 30 mm, y la posición de la punta del diente debe romper la rutina y minimizar la banda de trabajo. En resumen, es necesario asegurar la uniformidad del flujo de metal en todas partes. Para el radiador plano y ancho, con el fin de asegurar que la matriz tenga una cierta rigidez, el espesor de la matriz debe aumentarse adecuadamente. El aumento del espesor es de aproximadamente 30% ≤ 60%. La fabricación del molde también debe ser muy fina, el cuchillo vacío debe ser simétrico arriba y abajo, izquierda y derecha, el error de mecanizado entre los dientes debe ser inferior a 0,05 mm, el error de mecanizado es fácil de producir dientes parciales, es decir, el espesor del disipador de calor es desigual, e incluso ocurrirá el fenómeno de dientes rotos.
Para el diseño de sección madura, también es un método mejor insertar una matriz de acero de aleación, porque la matriz de acero de aleación tiene buena rigidez y resistencia al desgaste, y no es fácil producir deformación, lo que es beneficioso para la formación del perfil del radiador.
3. Reducir la presión de extrusión
Para evitar la rotura de los dientes de la matriz, la presión de extrusión debe reducirse tanto como sea posible, y la presión de extrusión está relacionada con la longitud del lingote, la resistencia a la deformación de la aleación, el estado del lingote, el grado de deformación, etc. Por lo tanto, la varilla de fundición del perfil de aluminio extruido para la disipación de calor no debe ser demasiado larga, que es aproximadamente 0,6 × 0,85 veces la longitud normal de la varilla de fundición. Especialmente al probar la matriz y extruir la primera varilla de fundición, con el fin de asegurar la producción sin problemas de productos calificados, es mejor probar la matriz con una varilla de fundición más corta, es decir, la longitud normal de la varilla de fundición (0,4 ≤ 0,6) veces.
Además de acortar la longitud de la varilla de fundición, la sección del perfil del radiador con forma compleja se puede considerar para la primera extrusión de prueba con fundición corta de aluminio puro, y luego la extrusión con lingote normal después de una extrusión de prueba exitosa.
El recocido de homogeneización del lingote no solo puede hacer que la microestructura y las propiedades sean uniformes, sino también mejorar el rendimiento de extrusión y reducir la presión de extrusión, por lo que el lingote debe ser recocido de homogeneización. En cuanto a la influencia del grado de deformación, debido a que el área de la sección del perfil del radiador es generalmente mayor, el coeficiente de extrusión es generalmente inferior a 40, por lo que tiene poco efecto.
4. Proceso de extrusión
La clave para la producción del perfil del radiador es la primera prueba de matriz de la matriz de extrusión. Si existen condiciones, la prueba de simulación se puede llevar a cabo en la computadora para ver si la banda de trabajo del diseño de la matriz es razonable, y luego la matriz se puede probar en la extrusora. La primera prueba de matriz es muy importante, el operador debe dejar que el émbolo principal avance y presione lentamente bajo la baja presión por debajo de 8MPa, es mejor que alguien vigile la salida de la matriz con una linterna, y así sucesivamente, después de que cada disipador de calor de la matriz de extrusión se extruya uniformemente fuera del orificio de la matriz, la extrusión se puede acelerar gradualmente. Cuando la extrusión continúa después del éxito de la prueba de la matriz, se debe prestar atención al control de la velocidad de extrusión y al funcionamiento sin problemas. Se debe prestar atención a la temperatura de calentamiento de la matriz en la producción del perfil del radiador, y la temperatura de la matriz debe ser similar a la temperatura del lingote. Si la diferencia de temperatura es demasiado grande, debido a la baja velocidad de extrusión, la temperatura del metal disminuirá, y el fenómeno de bloqueo de la matriz o la velocidad de flujo desigual ocurrirá fácilmente.
La tecnología de extrusión del perfil del radiador no solo está relacionada con los factores anteriores, sino también con la capacidad y el nivel de la extrusora, el grado de automatización del equipo trasero, las habilidades de operación de los trabajadores, etc. Las diferentes secciones de perfil de disipación de calor deben tomar las medidas correspondientes de acuerdo con sus características, lo que no se puede resumir.
Editor del artículo: Industria del aluminio Yuefeng, más detalles técnicos de producción consulte www.profiles-aluminum.com
