预涂铝板材、铝板材以及车载led照明用散热器的制造方法_2

文档序号:9204060阅读:来源:国知局
0系、一部分3000系、一 部分6000系。
[0050] 本发明的用于车载LED照明用散热器1的铝板材优选为1000系,特别优选的组成 如下。
[0051] (Si含量的优选范围0.03~1.00质量% )
[0052] Si具有固溶于基体相内而提高铝合金板的强度的效果,伴随Si含量增加,其效果 提高。Si含量若为0. 03质量%以上则其效果变得更充分,若为1. 00质量%以下则热导性 提尚而作为散热材的性能提尚。
[0053] (Fe含量的优选范围0? 10~0.80质量% )
[0054] Fe具有固溶于基体相内而提高铝合金板的强度的效果,伴随Fe含量增加,其效果 提高。Fe含量若为0. 10质量%以上则其效果变得更充分,若为0. 80质量%以下则热导性 提尚而作为散热材的性能提尚。
[0055] (Cu含量的优选范围0? 30质量%以下)
[0056]Cu具有固溶于基体相内而提高铝合金板的强度的效果,伴随Cu含量增加,其效果 提高。Cu含量若为0. 30质量%以下则热导性提高而作为散热材的性能提高。
[0057] (Mn含量的优选范围0? 20质量%以下)
[0058] Mn具有固溶于基体相内而提高铝合金板的强度的效果,伴随Mn含量增加,其效果 提尚。Mn含量若为0. 20质量%以下则热导性提尚而作为散热材的性能提尚。
[0059] (Mg含量的优选范围0? 20质量%以下)
[0060]Mg具有固溶于基体相内而提高铝合金板的强度的效果,伴随Mg含量增加,其效果 提尚。Mg含量若为0. 20质量%以下,则热导性提尚而作为散热材的性能提尚。
[0061] (Cr含量的优选范围0? 10质量%以下)
[0062] Cr具有固溶于基体相内而提高铝合金板的强度的效果,伴随Cr含量增加,其效果 提高。Cr含量若为0. 10质量%以下,则热导性提高而作为散热材的性能提高。
[0063] (Zn含量的优选范围0? 20质量%以下)
[0064] Zn具有固溶于基体相内而提高铝合金板的强度的效果,伴随Zn含量增加,其效果 提高。Zn含量若为0. 20质量%以下,则热导性提高而作为散热材的性能提高。
[0065] (Ti含量的优选范围0? 10质量%以下)
[0066] Ti具有使铝合金铸造组织细微化、均质化(稳定化)的效果,具有防止轧制用板坯 的铸锭时的铸造破裂的效果。Ti含量若超过0.10质量%则其效果饱和。另外,Ti含量若 为0.10质量%以下,则热导性提高。因此,不需要含有超过0.10质量%的量。
[0067] [热导率]
[0068] 散热器成形体2由于其用途为散热器1,因此要求放热性。为了确保本发明中所期 望的放热性,构成散热器成形体2的铝板材的热导率必须为150W/m4以上。优选为200W/m?K以上。需要说明的是,对于上限值没有特别规定,但从经济观点出发优选为240W/m?K 以下。作为具有这样的特性的铝合金,可以举出前述那样的特定的产品编号和组成的合金。 [0069] 热导率可以通过例如激光闪光法进行测定。
[0070] 需要说明的是,用于散热器成形体2的铝板材可以无处理,也可以是预涂材,还可 以是后涂材。另外,在加工后可以对成形体2进行阳极氧化处理,但从经济观点出发优选预 涂材。
[0071] [算术平均粗糙度Ra]
[0072] 散热器成形体2通过对铝板材进行成形加工而制造。作为铝板材的成形加工的方 法,有弯曲加工、压制加工、深拉加工、减薄拉伸加工等,但在以板材为基础制作车载散热器 时,主要加工法为弯曲加工。通过实施这样的成形加工,当初的平坦的平面状的铝板材变形 成立体的。此时,特别是在弯曲加工中经变形的加工部的表面的表皮粗糙,有时发生凹凸, 或发生龟裂。若发生这样的现象,则发生局部的板厚的减小,板材的截面积减小,妨碍热传 导,而放热性降低。
[0073] 另外,在后述的表面形成皮膜时,皮膜破裂、基底露出,而外观上的商品性降低。
[0074] 对引起这样的放热性的降低那样的成形体的加工部的表面粗糙度进行研宄的结 果明确了,为了抑制放热性的降低、并成为外观上也可以容许的水平,需要将加工部发生的 表皮粗糙的表面的算术平均粗糙度Ra设为1. 5ym以下。算术平均粗糙度Ra优选为1. 0ym 以下,更优选为〇. 8ym以下,进一步优选为0. 7ym以下。加工部的表面的算术平均粗糙度 Ra的下限值实用上为0. 3ym以上即可。
[0075] 算术平均粗糙度Ra的测定使用市售的表面粗糙度测定器进行测定。例如,可以使 用Surfcorder等。
[0076] 从成形体的加工部切出试验片,将表面粗糙度测定器的探针对试验片沿与轧制方 向垂直的方向扫描,作为JISB0601中记载的算术平均粗糙度(Ra)进行测定。
[0077] <结晶组织>
[0078] 铝板材优选结晶组织为纤维状。"纤维状"是指,具有结晶组织的长轴方向与短轴 方向的纵横比为10倍以上的伸长组织的状态。铝板材的结晶组织若为纤维状,则上述的成 形体的加工部的表面变得平滑,加工部的表面的算术平均粗糙度变小,因而优选。纤维状组 织中,结晶组织的短轴方向的长度为5~50ym的铝板材加工部的表皮粗糙变得更小,而优 选。具有粗大的粒状的结晶组织的铝板材通常加工部的表面的算术平均粗糙度变大,而不 优选。
[0079] 铝板材的结晶组织的辨别可以通过显微镜进行。用显微镜辨别结晶组织时,观察 与通过轧制而铝被延伸的方向(轧制方向)平行的铝的截面。
[0080] 接着,对为了实现纤维状的组织的优选退火条件进行说明。
[0081] 为了实现纤维状的组织、具备良好的弯曲加工性的退火条件优选为130~280°C、 1~10小时。退火温度低于130°C时在退火的铝卷材内特性发生偏差。另一方面,若退火 温度超过280°C则恢复、再结晶进行,屈服强度下降,且晶粒粗大化。另外,退火时间低于1 小时时,与温度低时同样铝卷材内的特性发生偏差。另一方面,若退火时间超过10小时则 工厂生产率降低。
[0082]〈皮膜〉
[0083] 构成本发明的散热器成形体2的铝板材在其表面形成有皮膜3。通过在散热器成 形体2的表面形成皮膜3,能够使散热器成形体2的耐久性提高。在此,表面是指散热器成 形体2的表面的至少一面,包括所谓的表面、背面。
[0084] 作为皮膜3的种类,没有特别限定,有预涂、后涂、阳极氧化等的树脂系皮膜、无机 系皮月吴。
[0085] 皮膜3优选为热固性树脂。热固性树脂可以通过例如包含选自聚酯树脂、环氧树 月旨、酚树脂、密胺树脂、尿素树脂、丙烯酸树脂中的2种以上,形成两种树脂所具有的羟基、 羧基、缩水甘油基、氨基、异氰酸酯基等相互化学键合的组合而得到。包含2种以上这样的 组合的树脂彼此时,一种树脂与另一种树脂相互作为主剂和固化剂发生热固化反应,因而 成为热固性树脂。根据组合而热固化反应不充分进行时,可以另外与异氰酸酯化合物等固 化剂组合。
[0086]只单独包含这些树脂的情况下(例如单独的聚酯树脂的情况下),在散热器1的使 用时,有时皮膜3熔融。这种情况下,散热器1与LED元件4的粘接力降低,因此有时散热 器1的耐久性降低。但是,即使在单独的树脂的情况下,通过另外与异氰酸酯化合物等固化 剂组合,也能够成为具有充分的耐热性和密合性的热固性树脂。
[0087]组合2种以上的树脂成分的皮膜的组合中,若利用例如氨基固化聚酯系树脂、异 氰酸酯固化聚酯系树脂、密胺固化聚酯系树脂、酚固化环氧系树脂、脲(尿素)固化环氧系 树脂等,则耐热性和密合性提高因而进一步优选。另外,还可以适宜地使用丙烯酸改性环氧 树脂、氨酯改性聚酯树脂等改性树脂。
[0088] 皮膜3优选为黑色。这是由于若皮膜3的色调为黑色,则放热性变高,作为散热器 1的放热性进一步提高。为使皮膜3为黑色,优选使皮膜3为树脂系皮膜,使其含有黑色颜 料成分。作为黑色颜料成分的具体例,可以举出碳黑、石墨等碳系的黑色颜料成分,除此以 外,还有铜、锰、铁等金属氧化物系等。黑色颜料成分优选相对于形成皮膜的树脂材料添加 3~50质量%。皮膜3为无机系皮膜时,优选进行黑色阳极氧化。
[0089] 在第1发明的预涂错板材中,皮膜3的膜厚优选为15~200ym。膜厚低于15ym 时,皮膜3的缓冲性降低。另一方面,若膜厚超过200ym,则涂膜的热阻变得过大,因此散热 器1的放热性降低。但是,膜厚为50~200ym的范围时,缓冲性、积分辐射率的提高效果 饱和,因此从经济的观点出发,膜厚优选为15~50ym。
[0090] 皮膜3的膜厚的测定可以通过例如涡电流膜厚计IS0SC0PE(注册商标)进行测 定。
[0091] 在第2发明的预涂铝板材中,通过形成皮膜3,导热时的热阻变大,因此优选皮膜 3的膜厚比较小。若皮膜3的膜厚低于5ym则不能确保良好的辐射率。另一方面,即使皮
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