一种散热器加工工艺
阅读说明：本技术 一种散热器加工工艺 (Radiator processing technology ) 是由 张恩冬 何进榜 谈结锋 王清松 周光伟 周佳彬 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种散热器加工工艺,属于散热器型材加工技术领域,其技术方案要点是包括如下步骤：(1)铝熔体熔炼；在温度为675-725℃的条件下,向熔化的铝熔体中加入铝熔体重量3-7％的清渣剂,搅拌均匀,处理10-15min后,扒渣,直至无浮渣后加入1.1-1.5%的覆盖剂；(2)保温净化处理；将步骤(1)得到的铝熔体进行倒炉保温,在温度为655-685℃的条件下向铝熔体中加入除渣剂2-5‰,搅拌均匀,处理10-20min后扒渣；(3)浇注；在温度为655-685℃的条件下浇注；(4)型材表面处理。达到降低铝型材中的熔渣和针孔率,提高铝型材的机械性能的效果。(The invention discloses a radiator processing technology, which belongs to the technical field of radiator section bar processing, and the technical scheme is characterized by comprising the following steps: (1) smelting an aluminum melt; adding a slag removing agent accounting for 3-7% of the weight of the aluminum melt into the molten aluminum melt at 675-725 ℃, uniformly stirring, carrying out treatment for 10-15min, removing slag, and adding a covering agent accounting for 1.1-1.5% of the weight of the aluminum melt until no scum exists; (2) heat preservation and purification treatment; pouring the aluminum melt obtained in the step (1) for heat preservation, adding 2-5 per mill of slag removing agent into the aluminum melt at the temperature of 655-685 ℃, uniformly stirring, and removing slag after treatment for 10-20 min; (3) pouring; pouring at 655-685 ℃; (4) and (6) surface treatment of the profile. The effects of reducing the slag and pinhole rate in the aluminum profile and improving the mechanical property of the aluminum profile are achieved.)
技术领域
本发明涉及散热器型材加工技术领域，特别涉及一种散热器加工工艺。
背景技术
铝合金型材具有良好的延展性，容易进行表面加工处理，具有优异的热传导性能、较高的千年古都、良好的耐腐蚀、抗潮湿、耐候等性能，因此对铝合金的质量要求非常严格，不仅要对铝熔体中的氧化膜、夹杂物含量进行严格控制，而且要求氢含量越低越好，因为铝合金精炼后存在的氢气、氧化膜、夹杂物等有害物质在铝合金铸件中易形成气孔、疏松、夹杂等缺陷，直接影响铝合金铸件的物理性能、力学性能以及导热性能，同时在后续的浇注过程中会使得产品表面粗糙、气泡、裂纹等质量缺陷。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种散热器加工工艺，达到降低铝型材中的熔渣和针孔率，提高铝型材的机械性能的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种散热器加工工艺，所述加工工艺包括如下步骤：
（1）铝熔体熔炼；在温度为675-725℃的条件下，向熔化的铝熔体中加入铝熔体重量3-7％的清渣剂，搅拌均匀，处理10-15min后，扒渣，直至无浮渣后加入1.1-1.5%的覆盖剂；
（2）保温净化处理；将步骤（1）得到的铝熔体进行倒炉保温，在温度为655-685℃的条件下向铝熔体中加入除渣剂2-5‰，搅拌均匀，处理10-20min后扒渣；
（3）浇注；在温度为655-685℃的条件下浇注；
（4）型材表面处理。
通过采用上述技术方案，由于熔体中不同程度地存在气体、非金属夹杂物和其他有害金属，常常使铸锭产生疏松、夹渣、气孔等缺陷，对铝材的力学性能、加工性能、导热性能、抗蚀性及铝材的表面质量都有较大的影响。
本发明中在铝熔体中加入清渣剂后，清渣剂与铝熔体中的熔渣进行反应，使得熔渣与铝铸件分离，同时熔渣随熔剂漂浮到铝熔体表面，从而将熔渣有效去除，然后加入覆盖剂，保证大量的空气卷入铝熔体内，从而保证除渣和除氢的效率。
在保温处理过程中，加入除渣剂，能够进一步将铝熔体中的夹渣以及氢气去除，从而降低因为夹渣和杂质气体对铝型材质量的影响，保证铝型材散热器具有良好的机械性能以及导热性能。此外，本申请的熔炼温度为675-725℃、保温处理温度为655-685℃、浇注温度为655-685℃的条件下，有效防止温度过高时，产生金属氧化，同时也减少金属熔体内气体的含量，从而降低因温度过高而导致的铝型材夹渣或气孔缺陷的概率，同时也防止温度过低时，铝熔体内的熔渣和析出的气体来不及浮出液面而引起铝型材夹渣和气孔。
综上，本发明通过在铝熔体熔炼中加入清渣剂、覆盖剂以及在保温处理过程中加入除渣剂，有效除去铝型材中的熔渣以及气体，同时温度的控制，降低熔渣以及气体再生成的概率，节省成本，提高铝型材的导热性能。
本发明进一步设置为，所述步骤（1）中的清渣剂包括Na2SiF6、Na2AlF6，Na2SiF6与Na2AlF6的重量比为（0.6-1.0）：（0.8-1.3）。
通过采用上述技术方案，Na2SiF6具有发热和精炼的作用，将Na2SiF6与Na2AlF6配合使用，能够对非金属夹杂物进行润湿，使非金属夹杂物吸附在熔剂液滴表面，由于熔剂的密度低于熔体的密度，因此，熔剂能够在熔体中上浮，从而携带夹杂物漂浮于熔体的表面，从而能够有效去除铝熔体中的杂质含量，从而保证铝型材的外观质量以及其机械力学性能以及导热性能；
而Na2AlF6由于能强烈吸附三氧化二铝，并且熔点高达1000℃以上，与铝熔体间的界面张力大，从而能够提高铝热熔体和熔渣之间的分离性，更容易将铝熔体中的熔渣清理掉，减少成品中含有的夹渣量和气孔量，从而保证成品的机械性能以及导热性能。
本发明进一步设置为，所述步骤（1）中的覆盖剂包括氟化钙、氟化镁和光卤石，氟化钙、氟化镁和光卤石的重量比为（0.5-0.7）：（0.3-0.6）:1。
通过采用上述技术方案，氟化钙、氟化镁和光卤石的配合使用能够均匀散布在熔体的表面，可防止熔池氧化，减少气体的卷入，使聚集的金属液滴形成较大的液团，再沉回熔池，从而起到进一步去除熔体中夹渣的效果。
本发明进一步设置为，所述步骤（2）中的除渣剂包括氯化钠、氯化钾、稀土和碳酸钙，其中氯化钠、氯化钾、稀土和碳酸钙的重量比为（2.5-3）：（2-2.5）：（1.2-1.5）:1。
通过采用上述技术方案，氯化钠、氯化钾、稀土和碳酸钙制成的除渣剂不仅具有很好的覆盖保护作用，且本申请中除渣剂的熔点低于纯铝的熔点和熔炼的温度，随着除渣剂熔剂对氢的固定以及脱氧反应过程的进行，熔剂膜也将越来越致密，从而有效防止外界空气卷入铝熔体内，从而有效防止铝熔体中氢原子的量增加。此外，稀土成分能与铝反应，析出的稀土单质与熔体中的氢有较强的亲和力，容易形成稳定、且溶于铝熔体中的额稀土氢化物，减少熔体中的氢含量，同时，稀土单质与氧化铝夹杂发生反应生成稀土氧化物，稀土氧化物比重比较大，能够快速沉降到底部，从而便于将熔体中的夹渣去除，提高除渣和除氢的效率，减少铝型材中夹渣和气孔的数量，保证铝型材散热器的机械性能以及导热性能。
本发明进一步设置为，所述步骤（4）的型材表面处理工艺包括如下脱脂清洗、水洗、钝化处理、水洗、烘干。
通过采用上述技术方案，将铝型材进行脱脂清洗、水洗、钝化处理后，能够有效将铝型材表面的杂物去除，使得铝型材表面转化为不易被氧化的状态，从而延缓金属的腐蚀速度，提高铝型材散热器的使用寿命。
本发明进一步设置为，所述脱脂清洗步骤中，脱脂剂在水中的浓度为4-6%，处理温度为40-60℃。
本发明进一步设置为，所述脱脂清洗液中还加入消泡剂，消泡剂在水中的浓度与脱脂剂在水中的浓度比为（0.2-0.4）：1。
通过采用上述技术方案，当脱脂液中无消泡剂存在时，型材在清洗的过程中，容易产生泡沫，泡沫的存在，会影响脱脂液与铝型材的接触，从而导致铝型材表面的油脂脱除效果差，当在脱脂清洗液中加入消泡剂后，能够抑制脱脂清洗液中气泡的产生，降低表面张力，使得脱脂清洗液能够更加充分的与铝型材接触，提高对铝型材表面油脂的清洗效率，
本发明进一步设置为，所述钝化处理步骤中，钝化处理液的浓度为4-6%，处理温度为40-60℃。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明中清渣剂、覆盖剂与除渣剂的配合使用，不仅有效提高对熔渣的吸附能力，同时也提高熔渣与铝熔体的分离效果，使得最后得到的熔渣中铝液含量低，熔渣重量轻，同时也有效提高铝型材的机械性能；
2、型材表面处理过程中，使得铝型材表面的油脂含量有效降低，从而提高铝型材的导热性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
以下实施例和对比例中：
钝化剂购自上海帕卡濑精有限公司，型号为CT-3796M；
脱脂剂购自华阳-恩赛有限公司，型号为PWC-401；
消泡剂采用有机硅消泡剂，购自上海毛贺化工科技有限公司；
稀土购自赣州市恒泰稀土科技有限公司，主要成分是La和Ce；
铝熔体的量为400kg；
铝熔体的个元素质量百分含量如下表所示，单位%
锰
镁
铜
锌
硅
铁
镍
钛
铅
锡
铝
0.167
0.1802
1.825
0.7464
10.45
0.7685
0.0373
0.0316
0.0320
0.0172
余量
实施例1
一种散热器加工工艺，加工工艺包括如下步骤：
（1）铝熔体熔炼；在温度为675℃的条件下，向熔化的铝熔体中加入铝熔体重量3％的清渣剂，搅拌均匀，处理10min后，扒渣，直至无浮渣后加入1.1%的覆盖剂；其中清渣剂包括Na2SiF6、Na2AlF6，Na2SiF6与Na2AlF6的重量比为0.6：0.8；覆盖剂包括氟化钙、氟化镁和光卤石，氟化钙、氟化镁和光卤石的重量比为0.5：0.3:1；
（2）保温净化处理；将步骤（1）得到的铝熔体进行倒炉保温，在温度为655℃的条件下向铝熔体中加入除渣剂2‰，搅拌均匀，处理10min后扒渣；除渣剂包括氯化钠、氯化钾、稀土和碳酸钙，其中氯化钠、氯化钾、稀土和碳酸钙的重量比为2.5：2：1.2:1
（3）浇注；在温度为655℃的条件下浇注；
（4）型材表面处理；
型材表面处理工艺包括如下步骤：
S1：脱脂清洗；在水中加入脱脂剂，脱脂剂在水中的浓度为4%，铝型材处理温度为40℃
S2：水洗；
S3：钝化处理；在水中钝化剂，钝化处理液的浓度为4%，铝型材处理温度为40℃
S4：水洗；
S5：烘干。
实施例2
一种散热器加工工艺，加工工艺包括如下步骤：
（1）铝熔体熔炼；在温度为700℃的条件下，向熔化的铝熔体中加入铝熔体重量5％的清渣剂，搅拌均匀，处理10min后，扒渣，直至无浮渣后加入1.3%的覆盖剂；其中清渣剂包括Na2SiF6、Na2AlF6，Na2SiF6与Na2AlF6的重量比为0.8：1.1；覆盖剂包括氟化钙、氟化镁和光卤石，氟化钙、氟化镁和光卤石的重量比为0.6：0.5:1；
（2）保温净化处理；将步骤（1）得到的铝熔体进行倒炉保温，在温度为670℃的条件下向铝熔体中加入除渣剂3‰，搅拌均匀，处理15min后扒渣；除渣剂包括氯化钠、氯化钾、稀土和碳酸钙，其中氯化钠、氯化钾、稀土和碳酸钙的重量比为2.7：2.3：1.4:1
（3）浇注；在温度为670℃的条件下浇注；
（4）型材表面处理；
型材表面处理工艺包括如下步骤：
S1：脱脂清洗；在水中加入脱脂剂，脱脂剂在水中的浓度为5%，铝型材处理温度为50℃
S2：水洗；
S3：钝化处理；在水中钝化剂，钝化处理液的浓度为5%，铝型材处理温度为50℃
S4：水洗；
S5：烘干。
实施例3
一种散热器加工工艺，加工工艺包括如下步骤：
（1）铝熔体熔炼；在温度为725℃的条件下，向熔化的铝熔体中加入铝熔体重量7％的清渣剂，搅拌均匀，处理15min后，扒渣，直至无浮渣后加入1.5%的覆盖剂；其中清渣剂包括Na2SiF6、Na2AlF6，Na2SiF6与Na2AlF6的重量比为1.0：1.3；覆盖剂包括氟化钙、氟化镁和光卤石，氟化钙、氟化镁和光卤石的重量比为0.7：0.6:1；
（2）保温净化处理；将步骤（1）得到的铝熔体进行倒炉保温，在温度为685℃的条件下向铝熔体中加入除渣剂5‰，搅拌均匀，处理20min后扒渣；除渣剂包括氯化钠、氯化钾、稀土和碳酸钙，其中氯化钠、氯化钾、稀土和碳酸钙的重量比为3：2.5：1.5:1
（3）浇注；在温度为685℃的条件下浇注；
（4）型材表面处理；
型材表面处理工艺包括如下步骤：
S1：脱脂清洗；在水中加入脱脂剂，脱脂剂在水中的浓度为6%，铝型材处理温度为60℃
S2：水洗；
S3：钝化处理；在水中钝化剂，钝化处理液的浓度为4-6%，铝型材处理温度为60℃
S4：水洗；
S5：烘干。
实施例4
一种散热器加工工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤S1中，脱脂清洗液中还加入消泡剂，消泡剂在水中的浓度与脱脂剂在水中的浓度比为0.2：1。
实施例5
一种散热器加工工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤S1中，脱脂清洗液中还加入消泡剂，消泡剂在水中的浓度与脱脂剂在水中的浓度比为0.3：1。
实施例6
一种散热器加工工艺，与实施例2的不同之处在于，步骤S1中，脱脂清洗液中还加入消泡剂，消泡剂在水中的浓度与脱脂剂在水中的浓度比为0.4：1。
对比例1
与实施例2的不同之处在于，步骤（1）中的清渣剂只采用Na2SiF6。
对比例2
与实施例2的不同之处在于，步骤（1）中覆盖剂只采用光卤石。
对比例3
与实施例2的不同之处在于，步骤（1）中覆盖剂只采用氟化钙和氟化镁，氟化钙与氟化镁的重量比为0.5:0.3。
对比例4
与实施例2的不同之处在于，步骤（2）中除渣剂包括稀土和碳酸钙，稀土和碳酸钙的重量比为1.5:1。
对比例5
与实施例2的不同之处在于，步骤（2）中除渣剂包括氯化钠和碳酸钙，氯化钠和碳酸钙的重量比为3:1。
对比例6
与实施例2的不同之处在于，步骤（1）中的熔炼温度为730℃，步骤（2）中保温处理温度为700℃，步骤（3）中浇注时的温度为700℃。
性能检测
对实施例1-6和对比例1-6得到的铝型材进行力学性能以及导热性能检测，检测结果如表1所示。
表1铝型材检测结果表
项目
抗拉强度/Mpa
伸长率/%
屈服强度/Mpa
导热系数/W/m▪K
熔渣总重量/kg
针孔率/%
实施例1
308
14.2
265
228
3.4
3.6
实施例2
317
11.8
274
235
2.2
2.5
实施例3
314
12.6
270
230
2.8
3.1
实施例4
318
11.8
274
239
2.2
2.5
实施例5
317
11.8
275
245
2.2
2.5
实施例6
319
11.8
275
241
2.2
2.5
对比例1
298
15.4
251
201
5.6
6.7
对比例2
295
15.7
253
197
6.3
6.5
对比例3
301
15.2
257
205
6.2
6.1
对比例4
289
16.3
246
192
6.8
6.6
对比例5
290
16.1
244
190
6.5
6.3
对比例6
294
15.7
248
193
4.6
3.2
从表1可以看出：
实施例1-3中，实施例2中的抗拉强度、屈服强度、导热系数均优于实施例1和实施例3中的抗拉强度、屈服强度、导热系数，且实施例2中的熔渣总重量以及针孔率均小于实施例1和实施例3中的熔渣总重量、针孔率，说明实施例2中的加工工艺以及清渣剂、覆盖剂、除渣剂的含量有助于除去铝熔体中的氢气和熔渣，同时实施例2中的熔渣含量小，说明熔渣与铝熔体的分离性差，由此可见，本申请实施例2中的加工工艺有助于熔渣与铝熔体充分分离，从而提高铝型材的机械强度和导热性能；
实施例4-6与实施例2相比，在脱脂清洗液中加入消泡剂对抗拉强度、屈服强度和伸长率、熔渣总重量和针孔率没有影响，但对铝型材的导热性能有影响，主要是由于无消泡剂时铝型材与脱脂清洗液的接触不好，导致铝型材表面的油脂不能充分去除，从而导致铝型材的导热性能降低；
对比例1与实施例2相比，当清渣剂只采用Na2SiF6时，对比例1中的抗拉强度、屈服强度、伸长率和导热系数均低于实施例2中的各项性能，同时对比例1中的熔渣总重量以及针孔率均高于对比例1中的熔渣总重量和针孔率，说明当清渣剂只采用一种时，不仅熔渣与铝熔体的分离性能差、除氢率低，导致铝型材内部的针孔率提高，机械性能也会相应的降低，可见，本申请中Na2SiF6与Na2AlF6的配合使用，能够有效提高铝型材的机械性能，同时也能够使得熔渣与铝熔体充分分离，提高除氢率；
对比例2-3与实施例2相比，对比例2-3中的机械性能、导热系数均低于实施例2中的机械性能和导热系数，且对比例2-3中的熔渣总重量以及针孔率均高于实施例2中的熔渣总重量和针孔率，可见，本申请中氟化钙、氟化镁和光卤石的配合使用，能够有效防止空气被卷入铝熔体中，同时对铝熔体起到进一步的净化作用，从而提高铝型材的质量；
对比例4-5与实施例2相比，除渣剂只采用稀土和碳酸钙或氯化钠和碳酸钙时，其得到的铝型材的各项性能均低于实施例2中的各项性能，说明除渣剂中氯化钠、氯化钾、稀土和碳酸钙的配合使用，不仅能够进行二次除渣，同时有助于提高铝型材的质量以及导热性能；
对比例6与实施例2相比，当熔融温度、保温处理温度以及浇注温度过高时，会使得铝型材的各项性能均降低，由此可见，本申请中各步骤的处理温度能够有效提高铝型材的机械性能以及导热性能。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
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