铝合金散热器型材及其应用、在线淬火工艺的制作方法

本发明涉及铝合金加工技术领域，具体而言，涉及铝合金散热器型材及其应用、在线淬火工艺。

背景技术：

所谓4G，即第四代移动通信技术，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品，具有通信速度更快、网络频谱更宽、通信更加灵活、智能性能更高、兼容性能更平滑、实现更高质量的多媒体通信、频率使用效率更高等诸多优点，是未来通信行业发展的趋势。其通信技术主要通过4G基站来实现。

4G基站需要用到散热器型材，传统的散热器型材对硬度指标没有要求，为了防止散热器齿片由于应力不均而引起变形，所以一般不进行在线淬火，而是直接空冷。而4G基站用铝合金散热器型材要求底部有高的硬度，以满足后期机加工的要求，这就需要采用在线淬火工艺，以达到硬度指标。但4G基站用铝合金散热器型材的尺寸大、横截面复杂、形状不对称以及底部厚而齿片薄，所以一般的在线淬火工艺往往导致散热器型材的齿面发生严重变形。虽然我国也有少数铝加工企业拥有1万吨级以上的挤压设备，这些设备具备了4G基站用铝合金散热器型材的生产能力，但由于缺乏合适的在线淬火工艺，因而未见有企业能够生产出满足4G基站建设要求的铝合金散热器型材。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种铝合金散热器型材的在线淬火工艺，此在线淬火工艺能够在保障型材底部满足硬度要求的同时，也能避免型材齿片发生变形。

本发明的另一目的在于提供一种铝合金散热器型材，该型材满足使用要求，适用于4G基站中电子元器件的高效散热。

本发明的再一目的在于提供上述铝合金散热器型材的应用。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

一种铝合金散热器型材的在线淬火工艺，包括以下步骤：在模具加热温度为480～520℃、挤压筒温度为430～460℃的条件下，对铝合金圆锭进行挤压，然后利用吹风装置对挤压出的铝合金散热器型材的底部进行吹风，铝合金散热器型材的底部的风速为40～50m/s，铝合金散热器型材的顶部和两侧的风速均为0m/s。

优选地，在本发明较佳实施例中，铝合金散热器型材的底部的风速为49～50m/s。

优选地，在本发明较佳实施例中，铝合金圆锭为6XXX系铝合金圆锭。

优选地，在本发明较佳实施例中，对铝合金圆锭进行挤压时的挤压比为9.0～9.2，挤压速度为1～1.4m/min。

优选地，在本发明较佳实施例中，铝合金圆锭的保温温度以485～495℃为起始温度，从靠近挤压处往远离挤压处逐渐递增至510～520℃。

优选地，在本发明较佳实施例中，吹风装置设置于铝合金散热器型材的下方，吹风装置包括风机本体和引流件，引流件的一端与风机本体的中部连接，另一端为自由端并且围绕垂直于地面的中心轴线朝铝合金散热器型材盘旋延伸，引流件具有往中心轴线方向延伸的4～7cm的宽度。

优选地，在本发明较佳实施例中，引流件包括一体成型的上部件和下部件，下部件与风机本体连接，下部件的盘旋直径朝远离风机本体的方向逐渐增大，上部件的盘旋直径朝远离下部件的方向逐渐减小，引流件的最大盘旋直径小于铝合金散热器型材的底部宽度。

优选地，在本发明较佳实施例中，下部件靠近中心轴线的内缘低于外缘，上部件靠近中心轴线的内缘高于外缘。

另外，一种铝合金散热器型材，是通过上述的铝合金散热器型材的在线淬火工艺制得。

另外，上述的铝合金散热器型材在4G基站中的应用。

相对于现有技术，本发明包括以下有益效果：本发明将原料在一定条件下挤压后，就进行在线淬火，通过对挤压出的型材底部一定风速的吹风，来避免过饱和固溶体的迅速脱溶，使其在后期人工时效后也能起到较好的析出强化的作用，从而使铝合金散热器型材的硬度达到4G基站的使用要求。而且由于本发明依据铝合金散热器型材的特定形状进行了设置，在在线淬火工艺中，保证了铝合金散热器型材的顶部和两侧的风速均为0m/s，所以也能够避免型材的两侧和顶部(即齿部)因应力不均而产生变形。

本发明的工艺既能够保障铝合金散热器型材的底部满足硬度要求，又能够保证其齿部满足要求，保证了型材的整体性能。制得的铝合金散热器型材用于4G基站中电子元器件的高效散热，可有效地保护电子元器件，极大延长基站的无故障运行时间。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例三提供的吹风装置的示意图；

图2是本发明实施例三提供的引流件的局部示意图；

图3是不同铝合金散热器型材底部的硬度比较示意图；

图4是现有技术制得的铝合金散热器型材的形貌图；

图5是本发明实施例四提供的铝合金散热器型材的形貌图。

图标：300-吹风装置；310-风机本体；320-引流件；321-上部件；322-下部件；323-内缘；324-外缘。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的铝合金散热器型材及其应用、在线淬火工艺进行具体说明。

铝合金散热器型材的在线淬火工艺包括以下步骤：在模具加热温度为480～520℃、挤压筒温度为430～460℃的条件下，对铝合金圆锭进行挤压，然后利用吹风装置对挤压出的铝合金散热器型材的底部进行吹风，铝合金散热器型材的底部的风速为40～50m/s，铝合金散热器型材的顶部和两侧的风速均为0m/s。

铝合金散热器型材的主要难度在于：型材壁厚相差大，最厚壁与最薄壁之比约为44，并且型材齿部的齿根不在一个平面上，齿部左右两侧也不对称，所以铝流非常难平衡，这也对挤压工艺、模具、在线淬火工艺带来了非常高的要求。本发明中，工艺参数的设定就是基于其复杂的形状，温度限定既保证了适当的挤压力，又保证了产品的尺寸精度；在线淬火工艺能够保证第二相粒子在后期时效过程中的弥散均匀析出。

铝合金散热器型材的在线淬火工艺分为上、下、左、右四个部分，分别对应于型材的顶部(即型材的齿部)、底部和两侧：

散热器型材的齿部的淬火风速设置为0m/s，目的是减少因淬火应力而引起的齿部变形；

散热器型材的两侧的淬火风速设置为0m/s，目的是减少因淬火应力而引起的两侧齿片的变形；

散热器型材的底部采用在线强风淬火工艺，淬火风速设置为40～50m/s，目的是保证底部的硬度。底部的风速优选为49～50m/s，更优选为49.5m/s，风速越大，挤压得到的型材的冷却速度越快，强化效果越好，底部硬度也就越高。

本发明中，铝合金圆锭可以为大规格6XXX系铝合金圆锭，如6061、6063。吹风装置可以利用现有技术中常见或常用的吹风装置，鼓风机、风扇、厂家根据自身情况特定设置的用于吹风降温的装置等都行，吹风装置只要能够对铝合金散热器型材的底部进行快速且满足风速要求的吹风即可。

在对大规格铝合金圆锭进行挤压时，挤压比为9.0～9.2，挤压速度为1～1.4m/min。此种挤压比和挤压速度是综合了大规格铝合金散热器型材的生产难度和生产效率来制定的，在各种条件的限定下，此种挤压比和挤压速度能够生产出质量较好的铝合金散热器型材。

大规格铝合金圆锭的保温温度以485～495℃为起始温度，从靠近挤压处往远离挤压处逐渐递增至510～520℃。以梯度温度来加热，按照5(℃/区)递增，保证大规格铝合金圆锭的恒温挤压。

本发明还提供了一种铝合金散热器型材，是通过上述的铝合金散热器型材的在线淬火工艺制得。

本发明还提供了上述铝合金散热器型材在4G基站中的应用，特别适用。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：

实施例一

本实施例提供的铝合金散热器型材的在线淬火工艺，包括以下步骤：在模具加热温度为480℃、挤压筒温度为430℃的条件下，对大规格6061铝合金圆锭进行挤压，挤压时挤压比为9.0，挤压速度为1m/min，在挤压后，利用风机对挤压出的铝合金散热器型材的底部进行吹风，保证铝合金散热器型材的底部的风速为40m/s，铝合金散热器型材的顶部和两侧的风速均为0m/s。

本发明还提供了通过上述在线淬火工艺制得的铝合金散热器型材。

实施例二

本实施例提供的铝合金散热器型材的在线淬火工艺，包括以下步骤：

大规格铝合金圆锭的保温温度以495℃为起始温度，从靠近挤压处往远离挤压处逐渐递增至520℃；

在模具加热温度为520℃、挤压筒温度为460℃的条件下，对大规格6063铝合金圆锭进行挤压，挤压时挤压比为9.2，挤压速度为1.4m/min；

在挤压后，利用风机对挤压出的铝合金散热器型材的底部进行吹风，铝合金散热器型材的底部的风速为50m/s，铝合金散热器型材的顶部和两侧的风速均为0m/s。

本发明还提供了通过上述在线淬火工艺制得的铝合金散热器型材。

实施例三

本实施例提供的铝合金散热器型材的在线淬火工艺，包括以下步骤：在模具加热温度为490℃、挤压筒温度为450℃的条件下，对大规格6061铝合金圆锭进行挤压，挤压时挤压比为9.1，挤压速度为1.1m/min，在挤压后，利用吹风装置300对挤压出的铝合金散热器型材的底部进行吹风，铝合金散热器型材的底部的风速为45m/s，铝合金散热器型材的顶部和两侧的风速均为0m/s。

其中，吹风装置300设置于铝合金散热器型材的下方，吹风装置300包括风机本体310和引流件320，参见图1，引流件320的一端与风机本体310的中心位置连接，另一端为自由端并且围绕垂直于地面的中心轴线朝铝合金散热器型材盘旋延伸，引流件320具有往中心轴线方向延伸的5cm的宽度。也就是说，引流件320就像一个5cm宽的弯曲延伸的板。引流件320的设置，能够起到风向导向的作用，以在不借助其他设备的条件下，达到“铝合金散热器型材的底部风速为45m/s，顶部和两侧的风速均为0m/s”的条件。

风机本体310吹出风后，由于风机本体310是常规的，也包括外壳和扇叶，引流件320是安装在外壳上的，当扇叶转动，吹出风，在距离风机本体310的较近位置，风向偏移，风会扩散，其就可能会沿铝合金散热器型材的边沿而吹到铝合金散热器型材的齿片，而此种情况是要避免的，所以引流件320又包括一体成型的上部件321和下部件322。下部件322与风机本体310连接，下部件322的盘旋直径朝远离风机本体310的方向逐渐增大，上部件321的盘旋直径朝远离下部件322的方向逐渐减小，引流件320的最大盘旋直径小于铝合金散热器型材的底部宽度，而且，下部件322靠近中心轴线的内缘323低于外缘324，上部件321靠近中心轴线的内缘323高于外缘324，参见图2。也就是说，引流件320整体呈上下窄、中间宽的形状，所以引流件320的最大盘旋直径也就在中部位置。当风机本体310吹出风后，风在引流件320的下部件322的形状作用下，逐渐扩散到引流件320的中部位置，而由于中部位置的宽度小于铝合金散热器型材的底部宽度，所以能够降低风吹到铝合金散热器型材齿片的概率。而又由于紧接着引流件320的上部件321的盘旋直径逐渐减少，所以起到了聚拢作用，将风汇聚性的引流到铝合金散热器型材的底部，从而进一步避免了风吹到散热器型材齿片的情况的发生。

其中，所提到的盘旋直径，均是以引流件320中的外缘324来计算。

本发明还提供了通过上述在线淬火工艺制得的铝合金散热器型材。

实施例四

对比试验(现有技术)：

在模具加热温度为500℃、挤压筒温度为450℃的条件下，采用大规格6061铝合金圆锭在110MN/Φ580mm挤压机进行完整挤压，型材挤出后采用空冷方式，然后进行时效处理，时效制度为175℃、8h。待铝合金散热器型材冷却至室温后，测量型材底部的硬度，测量时，分别取型材底部的中心和两边，共三个位置来测量，结果参见图3的(a)曲线。再测量型材齿部的齿形，采用直接目测的方法，结果如图4所示。

本实施例提供的铝合金散热器型材的在线淬火工艺，包括以下步骤：在模具加热温度为500℃、挤压筒温度为450℃的条件下，采用大规格6061铝合金圆锭在110MN/Φ580mm挤压机进行完整挤压，型材挤出后采用采用底部在线强风淬火工艺(利用风机对挤压出的铝合金散热器型材的底部进行吹风)，保证铝合金散热器型材的底部的风速为49.5m/s，铝合金散热器型材的齿部和两侧的风速均为0m/s。待铝合金散热器型材冷却至室温后，利用对比试验中的方法取样测量型材底部的硬度、型材齿部的齿形，结果分别参见图3中的(b)曲线和图5。

由图3可以看出，采用实施例四提供的在线淬火工艺，硬度方面，型材底部的平均硬度由现有技术中的71HB提升到在线淬火后的82HB，提升了11HB；由图4和图5可以看出，齿形方面，采用现有技术处理时，齿形出现严重波浪，而采用实施例四提供的在线淬火工艺时，型材的齿形竖直无波浪。总体来看，采用实施例四提供的在线淬火工艺，得到的铝合金散热器型材整体性能更佳。

另外，将其它实施例提供的铝合金散热器型材的在线淬火工艺用于进行上述试验，获得的结果与上述试验结果一致。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。