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铝合金电子散热器加工的变形应力处理措施

发布时间:2018-7-29     来源:电子散热器
 
      铝合金电子散热器因为其密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中大量应用。
铝合金在工艺加工尤其机加工过程中容易产生较大的应力变形导致尺寸超差报废,一些没有在当时变形超差的也往往在装机后产生变形导致更大的系统问题。现行的几种铝合金去应力方法包括热时效去应力、振动时效去应力、机械拉伸、装模校正及深冷复合去应力等方法。
铝合金电子散热加工应力如何消除:
  1.在铝型材加工制造过程中深感头疼的一件事就是在完成了大部分加工工序后,突然发现最终抛光面上有沙孔或不知名的杂粒出现,而令工件报废。
  2.我们的产品是电子机械手和电子工装板,此铝型材加工成形后不能有一点点变形,为什么我们以前在市场上买到的欧洲板或国产板在加工后一天或两天内突然变形?
  冷变形对铝材性能的影响
  A:理化性能。
  1)密度。冷变形后,因晶内及晶间出现了显微裂纹或宏观裂纹、裂口空洞等缺陷,使铝材密度减小。
  2)电阻。晶间物质的破坏使晶粒直接接触、晶粒位向有序化、晶间及晶内破裂等,都对电阻的变化有明显的影响。前两者使电阻随变形程度的增加而减少,后者则相反。
  3)化学稳定性。经冷变形后,材料内能增高,使其化学性能更不稳定而易被腐蚀,特别是易于产生应力腐蚀。
  B:力学性能。
  铝材经冷变形后,由于发生了晶内及晶间的破坏,晶格产生了畸变以及出现了第二类残余应力等,使塑性指标急剧下降,在极限状态下可能接近于完全脆性的状态;另一方面,由于晶格畸变、位错增多、晶粒被拉长细化以及出现亚结构等,而使其强度指标大为提高,即出现加工硬化现象。
  C:结构及各向异性
  铝合金电子散热器铝型材加工经较大冷变形后,由于出现织构而使材料呈现各向异性。
      热时效去应力一般针对中小零件,是一种传统的去应力方法,由于很多铝合金材料对温度非常敏感,所以限制了时效温度不能太高,否则将降低材料的强度。所以通常热时效在不高于200℃温度进行,因此去应力效果只能去除大约10-35%。
振动时效去应力是利用一受控振动能量通过夹持在被加工产品表面的激振器作用于被加工产品,在某一特定频率下进行振动处理,从而达到释放、降低工件残余应力的目的。该种加工方法常见于大型结构件、焊接及铸造件的去应力处理,去除效果大约在50-60%。
      机械拉伸法消除应力的原理是将淬火后的铝合金板材,沿轧制方向施加一定量的永久拉伸塑性变形,使拉伸应力与原来的淬火残余应力叠加后发生塑性变形,使残余应力得以缓和与释放。有关研究结果表明,机械拉伸法最高可消除90%以上的残余应力。但该种方法仅适合于形状简单的零件,且对拉伸前铝合金板材的组织均匀性要求较高,多用于铝加工工厂。
      铝模具校正冷压法是在一个特制的精整模具中,通过严格控制的限量冷整形来消除复杂形状铝合金模锻件中的残余应力,该种方法是调整而不是消除零件的整体应力水平,它使铝合金产品上某些部位的残余应力得到释放的同时,有可能使其他部位的残余应力增大。另外,鉴于工件本来就己存在很大的残余应力,模压变形量过大将可能引起冷作硬化、裂纹和断裂;而变形过小则使应力消除效果不佳,而且通制作整形模具的成本也较高,整形操作的难度也较大,因此该种方法的局限性是在实际操作中难以应用。
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