[发明专利]一种冷锻散热器基板生产工艺在审

专利信息
申请号: 202210986704.5 申请日: 2022-08-17
公开(公告)号: CN115491528A 公开(公告)日: 2022-12-20
发明(设计)人: 靖林;武旭红;庾高峰;马明月;杨帆;吴斌 申请(专利权)人: 陕西斯瑞新材料股份有限公司
主分类号: C22C1/02 分类号: C22C1/02;C22C1/06;C22C9/00;C22F1/02;C22F1/08;B22D11/00;C21D9/00;B21C37/02;B21J5/00
代理公司: 北京栈桥知识产权代理事务所(普通合伙) 11670 代理人: 潘卫锋
地址: 710077 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 散热器 生产工艺
【说明书】:

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。

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