【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于梯度硅铝管壳制造领域，尤其涉及一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置及方法。
技术介绍
1、随着航空航天事业的不断发展，其中微波电路逐渐向复杂化、小型化、轻量化、高可靠和高功率的方向发展，这些特点都对封装材料提出了更高的要求。在功率电子产品中发展封装和承载作用的外壳(即金属封装管壳)，在产品中起到热传导和机械支撑等重要作用，考虑到空天环境的特殊性以及微波电路极高的组装要求，管壳必须具备低热膨胀系数、高热导率等诸多封装性能条件。传统的第一代封装材料(kovar合金)、第二段封装材料(mocu、wcu合金)，虽然其可靠性与散热性能可以达到要求，但是在轻量化方面逐渐失去竞争力，kovar合金密度8.17g/cm3，mocu合金密度9.3～9.9g/cm3，wcu合金密度11.85～15.90g/cm3。在航空航天产品中，质量每增加1克都会使运行成本成本的提高。同时，随着电子元器件的集成机器功率的提升，芯片发热量急剧上升，使得芯片寿命下降。温度每升高10℃，gaas或si基半导体芯片因寿命的缩短而产生的失效事故就为原来的三倍。目前第三代封装材料为高硅铝合金与al/sic金属基复合材料(密度为2.4～2.6g/cm3)，但al/sic金属基复合材料加工难度大，作为大规格壳体材料难以成型，且加工后电镀效果不佳，加工成本高，在实际应用中存在很多限制。而高硅铝合金导热性优良、机械性能好、加工精度高成本低，其热膨胀系数在5～9×10-6/k，与si、gaas芯片材料匹配，同时可以与低温共烧陶瓷基板(ltcc)相适配。高硅铝材料的
2、现有技术一，专利名称：一种高硅铝合金电子封装壳体及其制造方法，公告号cn113001108a。该专利技术提供一种高硅铝合金电子封装壳体的制造方法，由不同硅含量的高硅铝合金分别作为其底部、过渡部和焊接部，形成梯度材料结构，满足电子封装材料对强度、热导率、热膨胀系数等材料性能以及机加工、表面镀覆、激光焊接等工艺性能的综合要求。该技术主要是将管壳底座、围框等部件进行分别加工，然后进行焊接，该技术的劣势其一在于其精度难以保证，综合每个零件的误差下，整个管壳的误差将会非常大，不适用与精密器件，其二在于焊接失效风险大，由于硅铝合金本身的脆性特征，因此数个零件拼焊后的管壳将会有多个焊接区，焊接区或多或少有着硅元素分布，脆性特征明显，因此整体管壳的失效风险大。
3、现有技术二，专利名称：一种适用于激光封焊的薄壁梯度硅铝管壳及激光封焊方法，公告号cn115430910a。该专利技术公开了一种适用于激光封焊的薄壁梯度硅铝管壳，管壳为硅铝合金材料，且管壳由顶端向底端方向硅铝合金材料中的硅含量呈三个梯度增大，该专利技术提高了管壳的可焊接性。该专利技术的梯度硅铝合金仅仅有三个梯度，三个不同成分的硅铝合金之间热膨胀系数差距显著，因此当承受高温、高压、外加载荷时由于应力集中产生失效的概论将大大增大，不适应与航天航空等需要高可靠性的
4、现有技术三，专利名称：一种梯度结构电子封装外壳及其制备加工方法，公告号cn115255366a。该专利技术所述的梯度结构电子封装外壳的制备加工方法步骤为采用喷射沉积和热等静压制备高硅铝合金锭坯，将高硅铝合金锭坯加工后得到所需尺寸的板材作为热匹配层，采用增材制造方法在热匹配层上堆积制备外壳侧壁和壳内凸台，得到梯度结构电子封装外壳粗坯，梯度结构电子封装外壳粗坯进行加热加压处理，精密加工后得到梯度结构电子封装外壳。该专利技术的劣势与技术二相同，仍然是少量不同含量的硅铝合金的堆叠然后进行焊接方法，这种方法对于热膨胀系数不同导致应力集中的缺陷是无法避免的，同样后续无论怎样热处理都是难以消除的。
5、现有技术四，专利名称：基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法，公告号cn110729251a。该专利技术公开了一种基于梯度硅铝合金的内置流道电子封装模块及其成形方法，内置流道电子封装模块包括封装盒体和盖板，封装盒体的材料为梯度硅铝合金；硅的体积分数由低到高呈现梯度变化；封装盒体具有内腔结构和蛇形流道结构；内腔结构在高硅层处加工；蛇形流道在低硅层处加工。该技术的主要是通过扩散焊失效梯度硅铝材料的复合，这种方法仍然具有应力集中的隐患。
6、综合现有技术方案，实现硅铝合金梯度化的方法主要还是通过不同si含量的硅铝合金之间进行复合，但是由于彼此热膨胀系数的差异，因此都存在复合面的失效隐患。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置及方法，具体技术方案为：
2、一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，包括氩气舱和激光控制器，所述氩气舱内并排设有送料仓和成型仓，所述送料仓和成型仓上方设有刮刀控制台，所述刮刀控制台上设置可以水平移动的刮刀，所述刮刀底端与所述送料仓顶端在同一平面上；所述送料仓内设有可升降的送料机构，所述送料仓的边侧连接si粉喷射嘴和al粉喷射嘴，所述si粉喷射嘴和al粉喷射嘴分别对应连接si粉仓和al粉仓；所述成型仓内设有可升降的下料机构，所述下料机构顶端安装成型基板；所述激光控制器通过光纤2连接设置在氩气舱内的激光头，所述激光头安装在运动面板上，能够在xy方向上运动。
3、优选的，所述送料仓顶端设有激光探测感应装置。
4、优选的，所述送料机构包括可伸缩的送料顶杆，所述送料顶杆顶端设有第一承载平台，所述第一承载平台边缘紧贴送料仓设置，所述第一承载平台中部设有超声振动机，所述超声振动机的四周设有安装在第一承载平台上的磁力搅拌机。
5、优选的，所述下料机构包括可伸缩的下料顶杆，所述下料顶杆顶端设有第二承载平台，所述第二承载平台边缘紧贴成型仓设置，所述第二承载平台内置加热装置，其上表面安装成型基板，所述送料仓与成型仓顶端设有用以连接二者的过渡板。
6、进一步的，所述成型基板为alsi10mg合金，成型基板表面做喷砂处理。
7、进一步的，所述成型基板表面的粗糙度ra在0.8～1.5μm之间。
8、进一步的，所述上料机构、下料机构、运动面板和刮刀控制台均与成型控制电脑连接。
9、一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的方法，使用制备梯度硅铝管壳的装置来实现，包括如下步骤：
10、s1，将si-al粉、si粉、al粉在真空干燥箱进行干燥处理，设置干燥温度为90℃，干燥时间为5小时；
11、s2，干燥完成后通过200目筛子在筛粉机上分别对si-al粉、si粉和al粉进行筛选过滤；将si-al粉倒入送料仓中，使得送料仓内si-al粉有一定厚度，将si粉和al粉分别倒入si粉仓和al粉仓中；
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【技术保护点】
1.一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，其特征在于，包括氩气舱和激光控制器，所述氩气舱内并排设有送料仓和成型仓，所述送料仓和成型仓上方设有刮刀控制台，所述刮刀控制台上设置可以水平移动的刮刀，所述刮刀底端与所述送料仓顶端在同一平面上；所述送料仓内设有可升降的送料机构，所述送料仓的边侧连接Si粉喷射嘴和Al粉喷射嘴，所述Si粉喷射嘴和Al粉喷射嘴分别对应连接Si粉仓和Al粉仓；所述成型仓内设有可升降的下料机构，所述下料机构顶端安装成型基板；所述激光控制器通过光纤连接设置在氩气舱内的激光头，所述激光头安装在运动面板上，能够在XY方向上运动。
2.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，其特征在于，所述送料仓顶端设有激光探测感应装置。
3.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，其特征在于，所述送料机构包括可伸缩的送料顶杆，所述送料顶杆顶端设有第一承载平台，所述第一承载平台边缘紧贴送料仓设置，所述第一承载平台中部设有超声振动机，所述超声振动机的四周设有安装在第一承载平台上的磁力搅拌机。
4.根据权
5.根据权利要求4所述的一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，其特征在于，所述成型基板为AlSi10Mg合金，成型基板表面做喷砂处理。
6.根据权利要求5所述的一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，其特征在于，所述成型基板表面的粗糙度Ra在0.8～1.5μm之间。
7.根据权利要求5所述的一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，其特征在于，所述上料机构、下料机构、运动面板和刮刀控制台均与成型控制电脑连接。
8.一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的方法，使用如权利要求1-7任一项所述的选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置来实现，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的方法，其特征在于，所述成型控制电脑控制刮刀每刮除一次送料顶杆顶出的Si-Al粉后，控制送料顶杆退回原位，然后喷出Al粉和Si粉，通过超声振动机和磁力搅拌机共同作用将Si-Al粉混合均匀后经送料顶杆再次顶出；所述激光头完成一层融化作业后，成型控制电脑控制下料顶杆下降，使得激光头融化制备的材料件高度始终与成型仓顶端持平。
...【技术特征摘要】
1.一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，其特征在于，包括氩气舱和激光控制器，所述氩气舱内并排设有送料仓和成型仓，所述送料仓和成型仓上方设有刮刀控制台，所述刮刀控制台上设置可以水平移动的刮刀，所述刮刀底端与所述送料仓顶端在同一平面上；所述送料仓内设有可升降的送料机构，所述送料仓的边侧连接si粉喷射嘴和al粉喷射嘴，所述si粉喷射嘴和al粉喷射嘴分别对应连接si粉仓和al粉仓；所述成型仓内设有可升降的下料机构，所述下料机构顶端安装成型基板；所述激光控制器通过光纤连接设置在氩气舱内的激光头，所述激光头安装在运动面板上，能够在xy方向上运动。
2.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，其特征在于，所述送料仓顶端设有激光探测感应装置。
3.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，其特征在于，所述送料机构包括可伸缩的送料顶杆，所述送料顶杆顶端设有第一承载平台，所述第一承载平台边缘紧贴送料仓设置，所述第一承载平台中部设有超声振动机，所述超声振动机的四周设有安装在第一承载平台上的磁力搅拌机。
4.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化技术制备梯度硅铝管壳的装置，其特征在于，所述下料机构包括可伸缩的下料顶杆，所述下料顶杆顶端设有第二承载平台，所述第二承载平...
【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，陈原，刘帅，党作红，雷杰，赵鹏森，高杨涛，
申请(专利权)人：中航富士达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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