本申请涉及散热,具体提供一种基于相变冷却的散热器的加工模具及加工方法。
背景技术:
1、目前电力电子行业中,功率器件运行过程中的发热问题一直备受关注,业内通常采用在功率器件的表面设置散热器的方式对其进行冷却,以保证功率器件的运行温度在可控范围内。
2、相较于风冷、液冷等冷却方式来讲,相变冷却技术利用冷却工质受热时沸腾汽化的原理,通过汽化潜热带走热量,其冷却效率和稳定性更高。为了进一步强化沸腾换热性能,在一些相关技术中,提出在散热器内部流道的壁面上设置多孔结构的方式,通过多孔结构增加流道内壁固液交界面的面积,在冷却工质受热沸腾状态下提供更多的理想汽化核心,提高气泡的脱离频率,从而提高换热性能,但是如何在流道的内壁形成多孔结构成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请旨在解决上述技术问题,即,解决如何在散热器内部流道的内壁加工形成多孔结构以提高散热效率的问题。
2、在第一方面,本申请提供一种基于相变冷却的散热器的加工模具,所述散热器包括:
3、主体部,其具有相对的第一端面和第二端面,所述主体部设置有贯穿其中的多个流道,所述流道的两端分别与所述第一端面和所述第二端面连通;
4、第一端盖,其设置于所述第一端面,所述第一端盖上设置有与所述流道连通的进液孔;
5、第二端盖,其设置于所述第二端面,所述第二端面上设置有与所述流道连通的排气孔;
6、所述加工模具包括:
7、第一封堵件,其上连接有多个与所述流道对应的柱芯,所述柱芯分别伸进所述流道内时,所述第一封堵件将所述流道的一端封闭,且所述柱芯的侧表面与所述流道的内壁之间形成间隙。
8、在上述加工模具的一个技术方案中,所述第一封堵件朝向所述柱芯的表面开设有与所述主体部截面形状适配的第一定位槽,所述主体部嵌设于所述第一定位槽时,所述柱芯的轴线与所述流道的轴线重合。
9、在上述加工模具的一个技术方案中,所述柱芯与所述第一封堵件可拆卸连接,所述加工模具还包括:
10、第一锁紧件,其用于将所述柱芯与所述第一封堵件固定。
11、在上述加工模具的一个技术方案中,所述第一锁紧件为第一螺钉,所述柱芯的端面开设有与所述第一螺钉适配的螺纹孔;
12、所述第一定位槽的底面还开设有与所述柱芯截面形状适配的多个第一限位槽,所述柱芯嵌设于所述第一限位槽内时,所述第一螺钉能够穿过所述第一封堵件并与所述柱芯螺纹连接。
13、在上述加工模具的一个技术方案中,所述加工模具还包括:
14、第二封堵件,其通过第二锁紧件可拆卸连接于所述柱芯远离所述第一封堵件的端部,所述第二封堵件用于将所述流道的另一端封闭,以使所述柱芯与所述流道的内壁之间形成封闭空间。
15、在上述加工模具的一个技术方案中,所述第二封堵件朝向所述柱芯的表面开设有与所述主体部截面形状适配的第二定位槽,所述主体部能够嵌设于所述第二定位槽;并且/或者
16、所述第二锁紧件为第二螺钉,所述柱芯的端面开设有与所述第二螺钉适配的螺纹孔,所述第二封堵件上开设有与所述柱芯截面形状适配的多个第二限位槽,所述柱芯嵌设于所述第二限位槽内时,所述第二螺钉能够穿过所述第二封堵件并与所述柱芯螺纹连接。
17、在上述加工模具的一个技术方案中,所述柱芯的表面设置有微槽结构或者凸起结构。
18、在上述加工模具的一个技术方案中,所述柱芯的截面为矩形。
19、在第二方面,本申请提供一种基于相变冷却的散热器的加工方法,采用加工模具进行加工,所述加工模具包括第一封堵件,其上连接有多个与散热器的流道对应的柱芯,所述加工方法包括:
20、提供待加工的散热器的主体部;
21、将所述柱芯插入所述主体部的流道内,使所述第一封堵件将所述流道的一端封闭;
22、向所述柱芯与所述流道之间的间隙内填充粉末材料;
23、对所述加工模具和所述主体部进行烧结,使所述粉末材料固定于所述流道的内壁并形成多孔介质层;
24、将所述加工模具与所述主体部分离。
25、在上述加工方法的一个技术方案中,所述加工模具还包括第二封堵件,在“向所述柱芯与所述流道之间的间隙内填充粉末材料”的步骤之后,所述加工方法还包括:
26、将所述第二封堵件与所述主体部相连,使所述第二封堵件将所述流道的另一端封闭;
27、对所述主体部进行振荡;
28、将所述第二封堵件与所述主体部分离,再次向所述柱芯与所述流道之间的间隙内填充粉末材料;
29、重复上述步骤,直到所述柱芯与所述流道之间的间隙内紧密充满粉末材料。
30、如上,在采用上述技术方案的情况下,本申请采用上述加工模具进行流道内壁多孔介质层的加工,柱芯插进流道内后与流道的内壁之间形成间隙,然后通过在该间隙内填充粉末材料以烧结形成多孔介质层,首先多孔介质层的加工过程较为简单,对于设备精度以及技术方面的要求较低,而且可实现批量加工,有利于降低加工成本。其次在形成多孔介质层的过程中,柱芯起到定位作用,通过控制柱芯与流道内壁之间的相对位置关系能够尽可能地保证流道内壁的多孔介质层的均匀性,即有利于提升多孔介质层的成型质量。最后,通过高温烧结粉末形成的多孔介质层,多孔介质层内能够形成不规则的孔洞结构,其相对于通过刀具刻蚀形成粗糙面的方式来讲,多孔介质层的比表面积更大,因此提供的汽化核心数量更多,气泡脱离多孔介质层的频率也越大,从而更有利于提升沸腾换热性能,提高散热器的散热性能。
1.一种基于相变冷却的散热器的加工模具,其特征在于,所述散热器包括:
2.根据权利要求1所述的加工模具,其特征在于,所述第一封堵件朝向所述柱芯的表面开设有与所述主体部截面形状适配的第一定位槽,所述主体部嵌设于所述第一定位槽时,所述柱芯的轴线与所述流道的轴线重合。
3.根据权利要求2所述的加工模具,其特征在于,所述柱芯与所述第一封堵件可拆卸连接,所述加工模具还包括:
4.根据权利要求3所述的加工模具,其特征在于,所述第一锁紧件为第一螺钉,所述柱芯的端面开设有与所述第一螺钉适配的螺纹孔;
5.根据权利要求1至4中任一项所述的加工模具,其特征在于,所述加工模具还包括:
6.根据权利要求5所述的加工模具,其特征在于,所述第二封堵件朝向所述柱芯的表面开设有与所述主体部截面形状适配的第二定位槽,所述主体部能够嵌设于所述第二定位槽;并且/或者
7.根据权利要求1所述的加工模具,其特征在于,所述柱芯的表面设置有微槽结构或者凸起结构。
8.根据权利要求1所述的加工模具,其特征在于,所述柱芯的截面为矩形。
9.一种基于相变冷却的散热器的加工方法,采用加工模具进行加工,其特征在于,所述加工模具包括第一封堵件,其上连接有多个与散热器的流道对应的柱芯,所述加工方法包括:
10.根据权利要求9所述的加工方法,其特征在于,所述加工模具还包括第二封堵件,在“向所述柱芯与所述流道之间的间隙内填充粉末材料”的步骤之后,所述加工方法还包括: