一种铜铝复合散热板制造技术

本实用新型专利技术提供一种铜铝复合散热板，与现有铜铝复合散热板相比，采用搅拌摩擦焊接方法进行铝基板和铜板的连接，不仅连接可靠性高、散热性能好，而且不需要对铝基板和铜板进行额外的预先处理，制作工序简单、生产周期短、费用少、环境友好性佳。 1

A copper aluminum composite heat sink

The utility model provides a copper aluminum composite heat sink. Compared with the existing copper and aluminum composite heat dissipation plate, the connection of aluminum substrate and copper plate is carried out by friction stir welding method. It not only has high reliability and good heat dissipation performance, but also does not need extra pre treatment on aluminum substrate and copper plate, and the production process is simple and production week. Short period, less cost and good environmental friendliness. One

【技术实现步骤摘要】
一种铜铝复合散热板
本专利技术涉及散热板领域，特别涉及一种铜铝复合散热板。
技术介绍
散热板是一种给电器中的易发热电子元件散热的装置。就散热板材质来说，每种材料其导热性能是不同的，按导热性能从高到低排列，分别是银、铜、铝、钢。不过如果用银来做散热板会太昂贵，故最好的方案为采用铜质。虽然铝便宜得多，但显然导热性就不如铜好（大约只有铜的50%左右）。目前常用的散热板材质是铜和铝合金，二者各有其优缺点。铜的导热性好，但价格较贵，加工难度较高，重量过大，热容量较小，而且容易氧化。而纯铝太软，不能直接使用，都是使用的铝合金才能提供足够的硬度，铝合金的优点是价格低廉，重量轻，但导热性比铜就要差很多。现有的散热板中，其材料构成有多种形式，如纯铝或铝合金，或纯铜或铜合金。对于纯铝或铝合金来说成本固然便宜，但其吸热和散热功效不显著，一般应用于要求散热需要不大的部件。对于纯铜或铜合金来说，其散热效果显著，但其生产成本很高，对于某些散热需要量大，但是成本投入要求低的部件来说极其没有采用价值。因此，基于上述，我们需要一种低成本、高效率散热的散热板。为了制作低成本、高效率散热的散热板，专利（公开号CN202197491）提出了一种针对发热模块的铝镶铜型散热板，但是该专利技术需要使用镀镍工序，将铝板或铝合金板、以及铜板表面镀镍，或电镀其他抗氧化导热材质的金属，再将锡金属熔化，将锡倒入镶嵌凹槽，同时将铜板扣合在镶嵌凹槽上，压紧，使得锡向外表溢出，使得铜板与铝或铝合金板紧密接触。这不仅工序复杂、生产周期长、费用高、影响因素多、环境友好性差，而且可靠性难以得到保障。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种铜铝复合散热板，该散热板不仅可靠性高、散热性能好，而且制作工序简单、生产周期短、费用少、环境友好性佳。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种铜铝复合散热板，包括铝基板、铜板和搅拌摩擦焊焊缝三部分。所述铜铝复合散热板的制作方案为：首先在铝基板上开凿出与铜板相配合的缺口；接着将铝基板置于搅拌摩擦焊设备的刚性垫板上，并将铜板放入已开凿的缺口中，用夹具将铝基板与铜板刚性固定；然后启动搅拌摩擦焊设备，沿铝基板与铜板结合线实施搅拌摩擦焊接，获得搅拌摩擦焊焊缝，从而完成铜铝复合散热板的制作。所述铝基板的材质可以是1050纯铝板、1060纯铝板、6005铝合金板、6061铝合金板、6063铝合金板、6101铝合金板、YL102铝合金板、ADC12铝合金板等。所述铝基板可以制作成平板状、圆盘状、带翅片的板状等，可以采用挤压、铸造、压铸等方式进行成型。所述铜板的材质可以是T1纯铜板、T2纯铜板、T3纯铜板、黄铜板、青铜板等。所述铜板可以根据需要制作成任意形状，如长方形、正方形、椭圆形、圆形等，可以采用挤压、铸造、锻造等方式进行成型。所述搅拌摩擦焊焊缝在成型过程中，采用的搅拌头由夹持部分、轴肩部分和搅拌针部分组成，由3Cr2W8V钢、4Cr5MoSiV钢、4Cr5MoSiV1钢、GH4169高温合金、W-25Ce合金等制作而成；所述轴肩下端面设有多个凹槽、轴肩直径为铜板厚度的1.5~3.5倍；所述搅拌针为圆锥形并在外周面上设置有多组螺纹和三个平面，以增加焊接过程中焊缝金属在厚度方向的流动性，搅拌针大端直径为铜板厚度的0.6~1.2倍、搅拌针小端直径为铜板厚度的0.3~0.6倍、搅拌针长度为铜板厚度的0.9~0.98倍。所述搅拌摩擦焊焊缝在成型过程中，旋转速度为300~2000r/min、焊接速度30~200mm/min、搅拌头倾斜角度2~3°、轴肩下压量0.1~0.5mm，搅拌针向铜板侧偏移0.1~0.3mm，以促使搅拌摩擦焊过程时铜板侧获得更加充分的热量，从而促进铜板侧金属的塑性流动，获得高质量的搅拌摩擦焊焊缝。如上所述，本专利技术的有益效果是：与现有铜铝复合散热板相比，采用搅拌摩擦焊接方法进行铝基板和铜板的连接，不仅连接可靠性高、散热性能好，而且不需要对铝基板和铜板进行额外的预先处理，制作工序简单、生产周期短、费用少、环境友好性佳。附图说明图1为本专利技术中实施例1的方案制作的铜铝复合散热板结构示意图；图2为本专利技术中实施例2的方案制作的铜铝复合散热板结构示意图；图3为本专利技术中实施例3的方案制作的铜铝复合散热板结构示意图。零件标号说明1铝基板2铜板3搅拌摩擦焊焊缝具体实施方式以下由特定的具体实施例说明专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解专利技术的其他优点及功效。实施例1：首先在挤压成型的平板状铝基板上开凿出与长方形铜板相配合的缺口；接着将铝基板置于搅拌摩擦焊设备的刚性垫板上，并将铜板放入已开凿的缺口中，用夹具将铝基板与铜板刚性固定；然后启动搅拌摩擦焊设备，沿铝基板与铜板结合线实施搅拌摩擦焊接，焊接时采用的搅拌头由夹持部分、轴肩部分和搅拌针部分组成，由GH4169高温合金制作而成；所述轴肩下端面设有多个凹槽、轴肩直径为铜板厚度的1.5倍；所述搅拌针为圆锥形并在外周面上设置有多组螺纹和三个平面，搅拌针大端直径为铜板厚度的0.6倍、搅拌针小端直径为铜板厚度的0.3倍、搅拌针长度为铜板厚度的0.9倍、旋转速度为300r/min、焊接速度30mm/min、搅拌头倾斜角度2°、轴肩下压量0.1mm，搅拌针向铜板测偏移0.1mm，获得搅拌摩擦焊焊缝，从而完成铜铝复合散热板的制作，其结构示意图如图1所示。实施例2：首先在挤压成型的平板状铝基板上开凿出与椭圆形铜板相配合的缺口；接着将铝基板置于搅拌摩擦焊设备的刚性垫板上，并将铜板放入已开凿的缺口中，用夹具将铝基板与铜板刚性固定；然后启动搅拌摩擦焊设备，沿铝基板与铜板结合线实施搅拌摩擦焊接，焊接时采用的搅拌头由夹持部分、轴肩部分和搅拌针部分组成，由GH4169高温合金制作而成；所述轴肩下端面设有多个凹槽、轴肩直径为铜板厚度的3.5倍；所述搅拌针为圆锥形并在外周面上设置有多组螺纹和三个平面，搅拌针大端直径为铜板厚度的1.2倍、搅拌针小端直径为铜板厚度的0.6倍、搅拌针长度为铜板厚度的0.98倍、旋转速度为2000r/min、焊接速度200mm/min、搅拌头倾斜角度3°、轴肩下压量0.5mm，搅拌针向铜板测偏移0.3mm，获得搅拌摩擦焊焊缝，从而完成铜铝复合散热板的制作，其结构示意图如图2所示。实施例3：首先在挤压成型的圆盘状铝基板上开凿出与正方形铜板相配合的缺口；接着将铝基板置于搅拌摩擦焊设备的刚性垫板上，并将铜板放入已开凿的缺口中，用夹具将铝基板与铜板刚性固定；然后启动搅拌摩擦焊设备，沿铝基板与铜板结合线实施搅拌摩擦焊接，焊接时采用的搅拌头由夹持部分、轴肩部分和搅拌针部分组成，由GH4169高温合金制作而成；所述轴肩下端面设有多个凹槽、轴肩直径为铜板厚度的2倍；所述搅拌针为圆锥形并在外周面上设置有多组螺纹和三个平面，搅拌针大端直径为铜板厚度的1倍、搅拌针小端直径为铜板厚度的0.45倍、搅拌针长度为铜板厚度的0.95倍、旋转速度为800r/min、焊接速度120mm/min、搅拌头倾斜角度2.5°、轴肩下压量0.3mm，搅拌针向铜板测偏移0.2mm，获得搅拌摩擦焊焊缝，从而完成铜铝复合散热板的制作，其结构示意图如图3所示。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背专利技术的精神及范畴下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜铝复合散热板，其特征在于：所述铜铝复合散热板由铝基板、铜板和搅拌摩擦

【技术特征摘要】
1.一种铜铝复合散热板，其特征在于：所述铜铝复合散热板由铝基板、铜板和搅拌摩擦焊焊缝组成；所述搅拌摩擦焊焊缝在成型过程中，采用的搅拌头由夹持部分、轴肩部分和搅拌针部分组成；所述轴肩下端面设有多个凹槽；所述搅拌针为圆锥形并在外周面上设置有多组螺纹和三个平面。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐远金，徐安莲，杜彦斌，罗素琴，李力，
申请(专利权)人：广东柳泰焊接科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44