تكنولوجيا بثق ملفات الرادياتير/المشتتات الحرارية

يستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في معدات تبديد الحرارة نظرًا لوزنها الخفيف والجميل، والتوصيل الحراري الجيد، وسهولة معالجتها إلى أشكال معقدة. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من معدات تبديد الحرارة المصنوعة من سبائك الألومنيوم: مسطحة وعريضة، على شكل مشط أو عصا السمك؛ زاوية، زعانف خارجية متفرعة على شكل دائري أو بيضاوي. ميزاتها المشتركة هي: المسافة بين الزعانف قصيرة، ويتشكل أخدود بين زعنفتين متجاورتين، ونسبة العمق كبيرة؛ فرق سمك الجدار كبير، والمشتت الحراري رقيق، واللوحة السفلية عند الجذر سميكة. لذلك، فإن تصميم وتصنيع وإنتاج ملف تبديد الحرارة أمر صعب.

بعض ملفات المبرد صغيرة الحجم ومتماثلة الشكل. معظم ملفات المبرد مسطحة وعريضة، وحجم الشكل كبير، وبعضها غير متماثل، ونسبة عمق الأخدود إلى العرض بين صفائح المشتت الحراري كبيرة جدًا، لذا من الصعب إنتاجها. من أجل إنتاج ملف المبرد بسلاسة، نحتاج إلى التعاون مع السبيكة والقالب وتقنية البثق. يجب أن تتمتع السبائك المستخدمة في بثق ملفات المبرد بقدرة بثق وتوصيل حراري جيدين، مثل 1A30 و 1035 و 6063. في الوقت الحاضر، يستخدم سبائك 6063 على نطاق واسع لأنه لا يتمتع فقط بقدرة بثق وتوصيل حراري جيدين، ولكنه يتمتع أيضًا بخصائص ميكانيكية جيدة.

يجب أن يعتمد إنتاج ملف المبرد المصنوع من سبائك الألومنيوم على جودة السبيكة ومواد القالب والتصميم وتقليل ضغط البثق وعملية البثق.

1. متطلبات الجودة لسبائك الألومنيوم

يجب التحكم بدقة في تركيبة سبيكة سبائك الألومنيوم لضمان نقاء سبيكة المصهور. بالنسبة لسبائك 6063، يجب التحكم في محتوى Fe و Mg و Si. يجب أن يكون محتوى Fe أقل من 0.2٪. يتم التحكم في محتوى Si بشكل عام عند الحد الأدنى للمعايير الوطنية، ومحتوى Mg هو 0.45٪ ≤ 0.55٪، ومحتوى Si هو 0.25٪ ≤ 0.35٪. يجب تجانس سبائك الألومنيوم بالكامل بحيث تكون البنية المجهرية والخصائص موحدة ومتسقة.

يجب أن يكون سطح سبائك الألومنيوم أملسًا بدون انفصال أو رمل. يجب أن يكون السطح النهائي للسبيكة المصبوبة مسطحًا ولا يمكن قطعه على شكل درجة أو أن يكون المنحدر كبيرًا جدًا (يجب أن يكون منحدر القطع في حدود 3٪). نظرًا لأن شكل الدرجة أو منحدر القطع كبير جدًا، عندما يتم بثق شريط قسم تبديد الحرارة بواسطة القالب المسطح، تتلامس سبيكة الألومنيوم مباشرة مع القالب إذا لم يتم تصميم الزعنفة الموجهة، ويتلامس القالب أولاً مع القالب بسبب السطح النهائي غير المستوي للسبيكة، بحيث يتم توليد تركيز الإجهاد، وشكل أسنان القالب سهل الكسر، أو يتسبب في التفريغ بشكل مختلف، ويمكن بسهولة توليد ظاهرة أن وضع الحجب أو التشكيل بالبثق ليس جيدًا.

2. متطلبات القوالب

نظرًا لأن قالب ملف المبرد عبارة عن العديد من الأسنان الرفيعة، لتحمل الكثير من ضغط البثق، يجب أن يتمتع كل سن بقوة وصلابة عالية جدًا، إذا كان هناك فرق كبير بين خصائص بعضها البعض، فمن السهل كسر تلك الأسنان ذات القوة أو الصلابة الضعيفة. لذلك، يجب أن تكون جودة فولاذ القالب موثوقة، فمن الأفضل استخدام فولاذ H13 الذي تنتجه الشركات المصنعة الموثوقة، أو اختيار فولاذ مستورد عالي الجودة. المعالجة الحرارية للقالب مهمة جدًا. من أجل أن يتم إخماده عن طريق التسخين بالفراغ، من الأفضل استخدام إخماد النيتروجين النقي عالي الضغط، والذي يمكن أن يضمن الأداء الموحد لجميع أجزاء القالب بعد الإخماد. يجب أخذ ثلاث عمليات تقوية بعد الإخماد، بحيث يمكن ضمان صلابة القالب للحصول على صلابة كافية في ظل فرضية HRC48 ~ 52. هذا شرط مهم لمنع القالب من كسر الأسنان.

المفتاح لنجاح بثق ملف المبرد هو أن تصميم القالب يجب أن يكون معقولًا وأن تكون الصناعة دقيقة. تجنب بشكل عام بثق السبيكة مباشرة إلى حزام عمل القالب. بالنسبة لملف المبرد المشط المسطح والعريض، يتم تصميم قالب تحويل صغير ومتوسط ​​وكبير لجعل المعدن يتدفق إلى كلا الجانبين، وتقليل ضغط البثق على حزام عمل القالب، وجعل توزيع الضغط موحدًا. نظرًا للاختلاف الكبير في سمك جدار قسم ملف المبرد، فمن الضروري الحفاظ على اختلافهم عند تصميم حزام عمل القالب، أي يجب أن يكون حزام العمل ذو سمك الجدار الكبير أكبر بشكل خاص، والذي يمكن أن يكون كبيرًا مثل 20 مم ≤ 30 مم، ويجب أن يخترق موضع طرف السن الروتين ويقلل من حزام العمل. باختصار، من الضروري ضمان توحيد تدفق المعدن في كل مكان. بالنسبة للمبرد المسطح العريض، من أجل ضمان أن يكون للقالب صلابة معينة، يجب زيادة سمك القالب بشكل صحيح. الزيادة في السماكة حوالي 30٪ ≤ 60٪. يجب أن تكون صناعة القالب دقيقة جدًا أيضًا، يجب أن يكون السكين الفارغ متماثلًا لأعلى ولأسفل، ويسارًا ويمينًا، يجب أن يكون خطأ المعالجة بين الأسنان أقل من 0.05 مم، ومن السهل أن ينتج خطأ المعالجة أسنانًا جزئية، أي أن سمك المشتت الحراري غير متساوٍ، وحتى ستحدث ظاهرة الأسنان المكسورة.

بالنسبة لتصميم القسم الناضج، فهو أيضًا طريقة أفضل لإدخال قالب فولاذي سبيكة، لأن قالب الفولاذ السبيكة يتمتع بصلابة جيدة ومقاومة للتآكل، وليس من السهل إنتاج التشوه، وهو أمر مفيد لتشكيل ملف المبرد.

3. تقليل ضغط البثق

من أجل منع كسر أسنان القالب، يجب تقليل ضغط البثق قدر الإمكان، ويرتبط ضغط البثق بطول السبيكة، ومقاومة تشوه السبيكة، وحالة السبيكة، ودرجة التشوه وما إلى ذلك. لذلك، يجب ألا يكون قضيب الصب لملف الألومنيوم المبثوق لتبديد الحرارة طويلاً جدًا، وهو حوالي 0.6 × 0.85 ضعف طول قضيب الصب العادي. خاصة عند اختبار القالب وبثق قضيب الصب الأول، من أجل ضمان الإنتاج السلس للمنتجات المؤهلة، من الأفضل اختبار القالب بقضيب صب أقصر، أي طول قضيب الصب العادي (0.4 ≤ 0.6) مرات.

بالإضافة إلى تقصير طول قضيب الصب، يمكن النظر في قسم ملف المبرد ذي الشكل المعقد للبثق التجريبي الأول باستخدام صب قصير من الألومنيوم النقي، ثم البثق باستخدام السبيكة العادية بعد نجاح البثق التجريبي.

لا يمكن للتلدين المتجانس للسبيكة أن يجعل البنية المجهرية والخصائص موحدة فحسب، بل يحسن أيضًا أداء البثق ويقلل من ضغط البثق، لذلك يجب أن يتم تلدين السبيكة بشكل متجانس. أما بالنسبة لتأثير درجة التشوه، نظرًا لأن مساحة مقطع ملف المبرد أكبر بشكل عام، فإن معامل البثق أقل من 40 بشكل عام، لذلك له تأثير ضئيل.

4. عملية البثق

المفتاح لإنتاج ملف المبرد هو الاختبار الأول للقالب لقالب البثق. إذا كانت هناك ظروف، يمكن إجراء اختبار المحاكاة على الكمبيوتر لمعرفة ما إذا كان حزام عمل تصميم القالب معقولًا، ثم يمكن اختبار القالب على الطارد. الاختبار الأول للقالب مهم جدًا، يجب أن يسمح المشغل للمكبس الرئيسي بالتحرك للأمام والضغط ببطء تحت الضغط المنخفض أقل من 8 ميجا باسكال، فمن الأفضل لشخص ما أن يعتني بمخرج القالب بضوء المصباح اليدوي، وما إلى ذلك، بعد أن يتم بثق كل مشتت حراري لقالب البثق بالتساوي من فتحة القالب، يمكن تسريع البثق تدريجيًا. عندما يستمر البثق بعد نجاح اختبار القالب، يجب الانتباه إلى التحكم في سرعة البثق والتشغيل بسلاسة. يجب الانتباه إلى درجة حرارة تسخين القالب في إنتاج ملف المبرد، ويجب أن تكون درجة حرارة القالب مماثلة لدرجة حرارة السبيكة. إذا كان فرق درجة الحرارة كبيرًا جدًا، فبسبب سرعة البثق البطيئة، ستنخفض درجة حرارة المعدن، وستحدث بسهولة ظاهرة انسداد القالب أو معدل التدفق غير المتكافئ.

لا ترتبط تقنية بثق ملف المبرد بالعوامل المذكورة أعلاه فحسب، بل ترتبط أيضًا بقدرة ومستوى الطارد، ودرجة أتمتة المعدات الخلفية، ومهارات تشغيل العمال وما إلى ذلك. يجب أن تتخذ أقسام ملف تبديد الحرارة المختلفة الإجراءات المقابلة وفقًا لخصائصها، والتي لا يمكن تلخيصها.

محرر المقال: صناعة الألومنيوم Yuefeng، لمزيد من التفاصيل الفنية للإنتاج، راجع www.profiles-aluminum.com