I requisiti di qualità per la lavorazione dei profili dei dissipatori di calore in lega di alluminio

Alcuni profili di dissipatori di calore, di piccole dimensioni e con forme simmetriche, sono relativamente facili da produrre. Tuttavia, la maggior parte dei profili dei dissipatori di calore sono piatti e larghi, con grandi dimensioni esterne e qualche asimmetria. Il rapporto scanalatura-larghezza tra le alette del dissipatore di calore è significativo, rendendone la produzione più impegnativa.

 

Per produrre con successo profili di dissipatori di calore, è necessaria la cooperazione sotto vari aspetti, tra cui la qualità del lingotto, il materiale e la progettazione dello stampo e i processi di estrusione.

 

1. Requisiti di qualità per i lingotti
La composizione della lega dei lingotti deve controllare rigorosamente i livelli di impurità per garantire la purezza della lega fusa. Per la lega 6063, è necessario controllare il contenuto di Fe, Mg e Si. Il contenuto di Fe dovrebbe essere inferiore allo 0,2%, mentre il contenuto di Mg e Si dovrebbe generalmente rientrare nei limiti inferiori degli standard nazionali: contenuto di Mg compreso tra 0,45% e 0,55 % e contenuto di Si compreso tra 0,25% e 0,35%. I lingotti devono essere sottoposti a un accurato trattamento di omogeneizzazione per garantire composizione e prestazioni uniformi. La superficie del lingotto deve essere liscia, senza segregazione o sabbia aderente. La faccia terminale del lingotto deve essere piana, senza gradini o inclinazioni eccessive (entro 3 mm). Le superfici terminali irregolari potrebbero portare alla concentrazione delle sollecitazioni e danneggiare lo stampo durante l'estrusione, provocando un'estrusione irregolare o il blocco dello stampo.

 

 

2. Requisiti degli stampi
Gli stampi per i profili dei dissipatori di calore sono costituiti da molti denti sottili e devono resistere a notevoli forze di estrusione. Ogni dente dovrebbe avere elevata resistenza e tenacità per evitare rotture. Pertanto, la qualità dell'acciaio per stampi è fondamentale. Si consiglia di utilizzare acciaio H13 prodotto da produttori affidabili o acciaio importato di alta qualità. È essenziale un trattamento termico adeguato, utilizzando il riscaldamento sotto vuoto e il raffreddamento con azoto puro ad alta pressione per garantire prestazioni uniformi in tutte le parti dello stampo. Dopo la tempra, sono necessari tre processi di rinvenimento per mantenere una durezza HRC48-52 con sufficiente tenacità, prevenendo la rottura dei denti. Una corretta progettazione dello stampo e una produzione accurata sono fondamentali per il successo dell'estrusione. Si consiglia di evitare l'estrusione diretta dei lingotti sul nastro di lavoro dello stampo. Per i profili dei dissipatori di calore piatti e larghi a forma di pettine, si consiglia uno stampo simmetrico di direzione del flusso con un centro più piccolo e lati più grandi per ridurre le forze di estrusione sul nastro di lavoro e garantire una distribuzione uniforme della pressione.

 

 

 

3. Ridurre le forze di estrusione
Per prevenire la rottura dei denti dello stampo, è essenziale ridurre al minimo le forze di estrusione. Queste forze dipendono da fattori quali la lunghezza del lingotto, la resistenza alla deformazione della lega, lo stato del lingotto e il grado di deformazione. Pertanto, la lunghezza dell'asta di estrusione per l'estrusione dei profili in alluminio del dissipatore di calore non dovrebbe essere eccessiva, circa il 60-85% della normale lunghezza dell'asta. Per i profili dei dissipatori di calore di forma complessa, è consigliabile utilizzare aste di estrusione più corte (40-60% della lunghezza normale) per l'estrusione di prova, soprattutto durante le prove iniziali per garantire una produzione di successo. Anche la ricottura di uniformazione dei lingotti è necessaria per migliorare le prestazioni di estrusione e ridurre le forze di estrusione.

 

4. Processo di estrusione
La chiave per produrre profili di dissipatori di calore è la prova iniziale dello stampo di estrusione. Se possibile, condurre un test di simulazione su un computer per valutare il design del nastro di lavoro nello stampo. Successivamente, procedere con una vera e propria prova di estrusione sulla macchina di estrusione. La prova iniziale è fondamentale e l'operatore deve far avanzare lentamente lo stantuffo principale a una bassa pressione inferiore a 8 MPa per garantire un'estrusione uniforme di ciascuna aletta del dissipatore di calore. Solo dopo che ciascuna aletta del dissipatore di calore è stata estrusa uniformemente attraverso il foro della matrice è possibile aumentare gradualmente la pressione. Durante l'estrusione continua dopo una prova riuscita, è essenziale controllare la velocità di estrusione per un funzionamento regolare. Prestare attenzione alla temperatura dello stampo, mantenendola prossima alla temperatura del lingotto. Una differenza significativa di temperatura può portare a un calo della temperatura, causando il blocco dello stampo o una velocità del flusso irregolare durante l'estrusione.