[发明专利]一种冷锻散热器基板生产工艺

说明书

本发明公开了一种冷锻散热器基板生产工艺，包括：S1、分别称取铬包芯线和无氧铜杆作为原料；S2、将铬包芯线和无氧铜杆分别放入石墨坩埚中，进行熔炼，得到合金溶液，然后利用连铸机进行上引连续铸造，得到盘圆铜杆坯料；S3、将盘圆铜杆坯料进行连续挤压处理，挤压处理完得到铜排；S4、对铜排进行锯切，然后对锯切后的铜排进行冷锻处理，即可得到冷锻散热器基板成品；本发明设计合理，所制备的冷锻散热器基板成品精度高、一致性好，有利于促进电力电子行业的发展。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体是涉及一种冷锻散热器基板生产工艺。

背景技术

冷锻散热器主要应用于IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，是能源变換与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU＂，广泛应用于电动/混合动力汽车、轨道交通、变频家电、电力工程、可再生能源和智能电网等领域，是电力电子最重要的大功率主流器件之一。伴随高铁建设、电网升级、清洁能源规模应用、节能环保等多方面的需求拓展，IGBT产业链迎来全速发展期。

然而，传统散热器基板与散热片之间是通过车加工后铆接或钎焊在一起的，之间必有空隙，产生间接热阻，同时散热器在使用过程中的热胀冷缩，也会导致间隙产生及变大，更会增加热阻，不利热量传导；铜底板散热器结构采用冷锻技术一体锻造成型，散热器基板与鳍片是一体成型的，之间没有任何间隙，基板的热量可以无阻隔传导到散热鳍片上，但是散热器在安装时需要焊接，而纯铜的铜底板焊接后容易软化，导致产品失效，而且散热器长期在高温下工作，影响使用寿命。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种冷锻散热器基板生产工艺。

本发明的技术方案为：一种冷锻散热器基板生产工艺，包括以下步骤：

S1、配料

按重量百分含量计，原料中Cr元素的百分含量为0.25～0.35％，Cu元素的百分含量为99.65～99.75％；其中，Cr元素来源于铬包芯线，Cu元素来源于无氧铜杆；

S2、熔炼、铸造

S2-1、将步骤S1铬包芯线和无氧铜杆分别放入石墨坩埚中，然后将石墨坩埚置于感应炉中加热至1150～1350℃，待铬包芯线和无氧铜杆完全熔化后继续精炼20～45min，得到合金溶液；其中，熔炼过程中向感应炉中充入0.01～0.02MPa的氩气；

S2-2、将步骤S2-1所得合金溶液注入结晶器中，控制结晶器冷却水套内冷却水压力为0.25～0.45MPa；待合金溶液冷却至900～1000℃，利用连铸机进行上引连续铸造，得到Φ20～30mm的盘圆铜杆坯料；其中，连铸机的上引速度为300～700mm/min，上引节矩为3～20mm；

S3、挤压

将步骤S2-2所得盘圆铜杆坯料采用铜材连续挤压机进行连续挤压处理，挤压模具采用INC718单孔模具，控制挤压速度采为7～9m/min，挤压温度为580～725℃，挤压处理完得到铜排；

S4、冷锻

根据产品尺寸对步骤S3所得铜排进行锯切，然后对锯切后的铜排进行冷锻处理，即可得到冷锻散热器基板成品。

进一步地，步骤S4完成后，对冷锻散热器基板成品进行退火处理，具体操作为：将冷锻散热器基板成品加热至700～750℃，保温3～5h，待冷锻散热器基板成品冷却至300～450℃时出炉空冷，控制退火硬度55～75HRB；通过对冷锻散热器基板成品进行退火处理，有利于提高冷锻散热器基板成品的延展性，避免冷锻散热器基板成品使用过程中开裂变形，提高其使用寿命。