一种水冷铜排的制作方法

文档序号:12656295阅读:831来源:国知局

本实用新型涉及散热装置的技术领域,具体而言,涉及一种水冷铜排。



背景技术:

感应加热技术是基于电磁感应原理而发展的科学的金属加热技术。将金属材料置于交流磁场中,金属材料内部的自由电子在磁场力的作用下有规则的运动而形成电流(即涡流),利用涡流在金属材料内部流动产生热量使金属发热升温达到所需日的。

在感应加热装置中,感应圈电阻引发的热量约占电炉额定功率的20%左右,炉料也向感应圈传递相当多的热量,因此必须要有一套可靠的水冷却装置来带走这些热量,以保保障整个系统的正常运行。

现有技术中,铜板和铜管以后焊接为一体,这样既不美观还浪费了铜排跟铜管的一个接触面,还增加了人工,焊材的多方面费用,焊接处容易开裂或者漏水。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型实施例的目的一方面在于提供一种水冷铜排,该水冷铜排避免了焊接面所存在的开裂和漏水的情况。

一种水冷铜排,包括基板和铜管,所述铜管一体化设置在所述基板的表面。

进一步地,所述基板为铜板。

进一步地,所述基板为方形板状。

进一步地,所述铜管为多根。

进一步地,多根所述铜管平行排布在基板上。

进一步地,所述铜管为直形管。

进一步地,所述铜管的截面为方形。

进一步地,所述铜管的宽度为15~50mm,厚度为5~30mm。

进一步地,所述基板的宽度为100~350mm,厚度为10~30mm。

一种中频感应电炉,包括如上述的水冷铜排。

本实用新型的水冷铜排,铜管和基板一体化连接,避免了铜管和基板因焊接所存在的开裂或者漏水的现象。另外,也避免了焊接所导致的接触面不光滑而影响其美观。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的水冷铜排的立体结构图。

主要元件符号说明:

100 水冷铜排

20 基板

40 铜管。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对水冷铜排进行更全面的描述。附图中给出了水冷铜排的首选实施例。但是,水冷铜排可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对水冷铜排的公开内容更加透彻全面。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1。本实用新型实施例的水冷铜排100,包括基板20和铜管40,该铜管40一体化设置在所述基板20的表面。

上述实施例中,铜管40和基板20一体化连接,避免了铜管40和基板20因焊接所存在的开裂或者漏水的现象。另外,也避免了焊接所导致的接触面不光滑而影响其美观。

上述铜管40的作用是用来与冷却用的供水系统连接。基板20用来接触电子器件,其产生的热量传导至铜管40以被其吸收,达到冷却的目的。

可以理解的是,上述术语“一体化设置”即铜管40和基板20为一体化一体化连接或一体化结构。

此处,可列举出一体化结构的两种实现方式。在第一种实施方式中,先用高纯碳素石墨块根据预定尺寸的需要制作得到模具,再将铜水注入该模具内进行成型。其中,模具的制作方法可以是高纯碳素石墨块进行线切割雕刻。这里,线切割的工作原理是:自由正离子和电子在场中积累,很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段,两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞,形成一个等离子区,并很快升高到8000~12000℃的高温,在两导体表面瞬间熔化一些材料,同时,由于电极和电介液的汽化,形成一个气泡,并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断,温度突然降低,引起气泡内向爆炸,产生的动力把溶化的物质抛出弹坑,然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体,并被电介液排走。然后通过NC控制的监测和管控,伺服机构执行,使这种放电现象均匀一致。

在另一种方式中,可参照中国专利所述CN 1718366A。具体为:步骤一、连续铸锭。将国产电解铜或进口智利铜置于容量为每小时一吨的潜流式连体低频感应炉组,结晶器采用石墨,采用焙烧干燥木炭和鳗片石墨覆盖,铸造温度1140~1160℃,铸速速度(15~18)m/h;步骤二、水封挤压。将步骤一所得坯锭置于挤压模内,在800吨双动油压机上水封挤压,挤压温度850~900℃,为了保证产品表面质量和尺寸的稳定性,采用改性陶瓷作挤压模,这种挤压模耐高温不变形,使用寿命比一般的挤压模提高十几倍。因为有水封,产品基本不氧化。水封挤压是这样实现的:制品从挤压机的模具出来后,直接有一种特殊设计的水封头,它既要保证水不进入模具而损坏模具,又要保证从模具出来的热状态下制品立即用水将与大气隔绝,不氧化。我司在水封挤压设计中,除了水封头冷却外,还在进水槽处增加了一路强冷却水,达到了良好的水封效果。经检验水封后制品的晶粒度在0.04m/m~0.05m/m(一般水封挤压因为冷却强度不够,晶粒度在0.06m/m~0.09m/m),为后续加工的高性能打下了良好的基础。步骤三、酸洗中和。将步骤后所得产品置于酸洗中和槽内酸洗中和,酸洗用硫酸波美度1 5%,中和采用肥皂水,确保表面不留残酸,酸洗后的热水清洗很重要,采用热水槽通蒸汽确保80℃士5℃的水温。步骤四、粗拉。拉伸时延伸系数为:1.20~1.24。粗拉润滑剂采用变压器油加菜油混合使用(混合比7:3)。将步骤三所得产品置于粗拉模具内,在30吨链式拉伸机上粗拉,为确保产品的平直度,要求模具中心与拉伸中心一致。粗拉的目的是有利于剥皮工序的进行。步骤五、剥皮。采用哈夫模,与一般铜管40剥皮不同,因为产品平面宽不容易剥均匀,而且剥皮的阻力很大,所以采用了带润滑剂剥皮,润滑剂为一般拉伸用的乳液,配比1:20。步骤六、无氧化退火。将步骤五所得产品置于网链式光亮退火炉中,炉内采用98~99%氮气加1~2%氢气作保护,退火温度550℃士10℃,保温时间1.5小时士0.5小时,产品退火后表面有一层保护膜,表面呈粉红色而且光亮。步骤七、精拉。拉伸时延伸系数为1.18~1.20。精拉时采用带添加抗氧化剂的润滑剂,该抗氧化剂是以苯并三唑为主,(加入40%,配比是变压油:菜油:抗氧化剂为3:3:4),微酸性,具有耐腐蚀性和抗氧化性。本道拉伸在宽度上的变形较小,在厚度上的变形较大,以确保平直和光亮。

上述铜管40的铜材质可以T2纯铜或其它。此处,T2纯铜的外观呈紫色,故又称为紫铜,其再结晶温度为200~280℃。T2是阴极重熔铜,含微量氧和杂质,具有高的导电、导热性,良好的耐腐蚀性和加工性能,可以熔焊和钎焊。T2是含氧铜,在含氢的还原介质中易产生氢脆,俗称“氢病”,故不宜在高温(>370℃)还原介质中进行加工(退火、焊接等)和使用,在低温(至-250℃)下,无论冷作硬化状态或退火状态的纯铜,其强度均有提高。T2纯铜的电阻率ρ=0.0171μΩ·m;其室温硬度HBS 35~45(M态),HBS110~130(Y态),抗压强度1471MPa(M态棒材),冲击性能aKU=1560~1760kJ/m2,剪切强度τ=150MPa(M态)、210MPa(Y态);弹性模量E=107.9GPa(M态棒材),E=117.7GPa(Y态棒材)。切变模量G=44.1GPa(M态棒材)。泊松比μ=0.35(M态棒材)。T2纯铜有极好的冷、热加工性能,容易能用各种传统的压力加工工艺加工,如拉伸、压延、深冲、弯曲、精压和旋压等。热加工时应控制加热介质气氛,使呈微氧化性。热加工温度为800~950℃。纯铜易于锡焊、铜焊,也能进行气体保护电弧焊、闪光焊、电子束焊和气焊,但不宜进行接触点焊、对焊和埋弧焊。为提高钛合金零件的疲劳强度可进行表面喷丸处理。一般采用直径为2~5mm的钢丸,能产生大约785MPa的表面压应力,表面强化深度约为200μm。喷丸强化可显著提高TC4合金的疲劳强度。为避免钛合金零件在工作中发生擦伤和粘结,在有磨擦接触和螺纹组合的零件上,应进行阳极化、镀铬、化学镀镍或渗氮处理。T2纯铜的切削加工性为易切削黄铜HPb63-3的20%。

本例中,基板20的形状可以为方形板状,其具有六个平面,即顶面、底面、四个侧面。基板20可以为铜板。

铜管40的数量可以为一根或者多根,例如二根、四根等。

铜管40可以为直形管。此处直形管是指柱形。当然,基于更好的散热效果,铜管40可以为蛇形、螺旋形或者回字形,这样铜管40的接触面积会更大,以保证更好的散热。

铜管40形状不作限定,其截面可以为方形或者圆形。

在铜管40为多根的实施方案中,铜管40可以在基板20上呈平行排列。

在基板20为方形板状的实施方案中,基板20的宽度可以为100~350mm,例如100mm、120mm、150mm、200mm、220mm、250mm、300mm、320mm或350mm;其厚度可以为5~30mm,可列举出5mm、6mm、10mm、15mm、20mm、25mm、28mm或30mm等。

此处,基板20的宽度是指基板20是指垂直于四个侧面的方向的长度值。基板20的厚度是指在垂直于顶面或底面(由于顶面和底面平行,且顶面或底面垂直于四个侧面)方向的长度值。

在铜管40为方形管的实施方案中,铜管40的宽度可以为15~50mm,可列出出宽度为15mm、18mm、20mm、30mm、32mm、40mm、45mm、48mm或50mm等等。其厚度可以为10~30mm,可列举出10mm、12mm、15mm、20mm、25mm、28mm或30mm等。

此处,铜管40的宽度是是指垂直于铜管40的四个侧面的方向的长度值。铜管40的厚度是指在垂直于铜管40的顶面或底面(由于顶面和底面平行,且顶面或底面垂直于四个侧面)方向的长度值。

在一种实施例中,水冷铜排100,包括基板20和铜管40,所述铜管40一体化设置在该基板20的表面。基板20为铜板。基板20为方形板状。铜管40为二根。二根所述铜管40平行排布在基板20上。铜管40为直形管。铜管40的截面为方形。基板20的宽度为300mm,厚度为6mm。铜管40的宽度为20mm、厚度为15mm、壁厚为3mm。

在再一种实施例中,水冷铜排100,包括基板20和铜管40,所述铜管40一体化设置在该基板20的表面。基板20为铜板。基板20为方形板状。铜管40为一根。一根铜管40平行排布在基板20上。铜管40为直形管。铜管40的截面为方形。基板20的宽度为100mm,厚度为9mm。铜管40的宽度为22mm、厚度为13mm、壁厚为3mm。

在又一种又实施例中,水冷铜排100,包括基板20和铜管40,所述铜管40一体化设置在该基板20的表面。基板20为铜板。基板20为方形板状。铜管40为一根。一根铜管40平行排布在基板20上。铜管40为直形管。铜管40的截面为方形。基板20的宽度为185mm,厚度为15mm。铜管40的宽度为40mm、厚度为15mm,壁厚为3mm。

在一种又实施例中,水冷铜排100,包括基板20和铜管40,所述铜管40一体化设置在该基板20的表面。基板20为铜板。基板20为方形板状。铜管40为一根。一根铜管40平行排布在基板20上。铜管40为直形管。铜管40的截面为方形。基板20的宽度为120mm,厚度为15mm。铜管40的宽度为30mm、厚度为15mm、壁厚为3mm。

在再一种又实施例中,水冷铜排100,包括基板20和铜管40,所述铜管40一体化设置在该基板20的表面。基板20为铜板。基板20为方形板状。铜管40为二根。二根铜管40平行排布在基板20上。铜管40为直形管。铜管40的截面为方形。基板20的宽度为240mm,厚度为6mm。铜管40的宽度为25mm、厚度为15mm、壁厚为3mm。

在另一种又实施例中,水冷铜排100,包括基板20和铜管40,所述铜管40一体化设置在该基板20的表面。基板20为铜板。基板20为方形板状。铜管40为一根。一根铜管40平行排布在基板20上。铜管40为直形管。铜管40的截面为方形。基板20的宽度为150mm,厚度为6mm。铜管40的宽度为30mm、厚度为25mm、壁厚为3mm。

在一种又实施例中,水冷铜排100,包括基板20和铜管40,所述铜管40一体化设置在该基板20的表面。基板20为铜板。基板20为方形板状。铜管40为二根。二根铜管40平行排布在基板20上。铜管40为直形管。铜管40的截面为方形。基板20的宽度为220mm,厚度为6mm。铜管40的宽度为25mm、厚度为15mm、壁厚为3mm。

在一种又实施例中,水冷铜排100,包括基板20和铜管40,所述铜管40一体化设置在该基板20的表面。基板20为铜板。基板20为方形板状。铜管40为一根。铜管40为直形管。铜管40的截面为方形。基板20的宽度为190mm,厚度为15mm。铜管40的宽度为40mm、厚度为20mm、壁厚为3mm。

在一种又实施例中,水冷铜排100,包括基板20和铜管40,所述铜管40一体化设置在该基板20的表面。基板20为铜板。基板20为方形板状。铜管40为一根。铜管40为直形管。铜管40的截面为方形。基板20的宽度为120mm,厚度为40mm。铜管40的宽度为30mm、厚度为15mm、壁厚为3mm。

在再一种又实施例中,水冷铜排100,包括基板20和铜管40,所述铜管40一体化设置在该基板20的表面。基板20为铜板。基板20为方形板状。铜管40为二根。二根铜管40平行排布在基板20上。铜管40为直形管。铜管40的截面为方形。基板20的宽度为200mm,厚度为10mm。铜管40的宽度为40mm、厚度为10mm、壁厚为3mm。

本实用新型的中频感应电炉,包括如上述的水冷铜排100。

此处,中频感应电炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频(300HZ以上至20K HZ)的电源装置,把三相工频交流电,整流后变成直流电,再把直流电变为可调节的中频电流,供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流,在感应圈中产生高密度的磁力线,并切割感应圈里盛放的金属材料,在金属材料中产生很大的涡流。中频感应炉利用中频电源建立中频磁场,使铁磁材料内部产生感应涡流并发热,达到加热材料的目的。中频加热炉采用200-2500Hz中频电源进行感应加热,熔炼保温,中频电炉主要用于熔炼碳钢,合金钢,特种钢,也可用于铜,铝等有色金属的熔炼和提温.设备体积小,重量轻,效率高,耗电少,熔化升温快,炉温易控制,生产效率高。

可列举出一种中频感应电炉的结构,其可以主要包括(图中未示出)中频电源、无芯感应炉体(中频炉),辅助部分为循环水系统及工频供电系统(变压器或母线)。中频电源:由中频电源柜、电容补偿架两部分组成。中频电源的供电电压有380V,575V,660V,750V,950V,1100V;供电相数分为三相,六相,十二相。中频电源柜构成:主开关,整流可控硅,逆变可控硅,主控制板,平波电抗器。主控制板有恒功率主控制板,有波峰焊和手工焊两种工艺,波峰焊工艺稳定,故障率低。炉体部分:普通的采用铝壳感应炉,稍好的不锈钢壳感应炉,好一些的采用液压磁轭钢壳感应炉。倾炉方式分减速机倾炉和液压倾炉两种。工频供电系统:供电变压器,低压开关柜。可控硅:可控硅是中频电源的核心,它的准确使用对设施的运行至关重要。可控硅的工作电流从几百安到几千安,电压通常在一两千伏,良好的主控板保护和良好的水冷条件是必备的。可控硅的超负荷特性:可控硅的损坏称为击穿。在正常的水冷条件下,电流超负荷能力可达110%以上;无电压超负荷能力,就是说,硅在超压情况下,是肯定损坏的。再考虑到浪涌电压,厂家在制造设施时,往往都按工作电压的3~4倍值来选择硅元件。可控硅的准确安装压力:150~200KG/cm2。在设施出厂时,一般是用油压机压装。人工用普通的扳手用最大力气也达不到该数值,所以人工装压时,不必要担心硅会被压坏;压松了,反而会由于散热不良而烧硅。

尽管以上较多使用了表示结构的术语,例如“铜管”、“基板”等,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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