高密齒散熱器鋁合金型材由于其良好的散熱性能得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是散熱器鋁型材由于齒又多又密，屬于男生產(chǎn)的鋁型材。要生產(chǎn)合格的散熱器鋁型材，模具的設(shè)計(jì)是重要因素。通過(guò)實(shí)際例子介紹了這類(lèi)型材模具的設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)的主要理念在于通過(guò)合理的金屬分配供應(yīng)、合理的金屬流速調(diào)整, 降低金屬擠壓成形時(shí)對(duì)懸臂的沖擊，從而改善懸臂的受力狀況，達(dá)到提高懸臂的強(qiáng)度和剛度的目的。實(shí)踐證明，這些是可行的和有效的，供同行參考，下面分幾種設(shè)計(jì)思路以大家探討，相互交流下。

一、鋁合金散熱器的分析

（1）鋁合金散熱器型材的特點(diǎn)與分類(lèi)

鋁合金的導(dǎo)熱性能本來(lái)就很好，如果增大型材的表面積，那么散熱效果會(huì)更佳，因此，鋁合金散熱器型材在空調(diào)、電子等需要控溫的工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廠泛的應(yīng)用。 

目前，鋁合金散熱器型材主要分為集中空調(diào)和交通運(yùn)輸業(yè)用的大型鋁合金散熱器型材和電子及精密機(jī)械與儀表工業(yè)中使用的小型精密高倍齒散熱器型材。前者的斷面尺寸大，舌比R一般不大于10 ，寬度為200~800mm ，需要在大型擠壓機(jī)上生產(chǎn)；后者一般斷面尺寸較小，而精度更嚴(yán)，舌比R一般大于 10 ，有的甚至大于 20 ，是一種難度很大的擠壓型材。

鋁合金散熱器型材多用純鋁或軟鋁合金生產(chǎn)，因此允訐使用寬展導(dǎo)流模擠壓。

二、大型散熱器型材模具設(shè)計(jì)

（2）大型散熱器型材模的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與方法

大型散熱器上用鋁合金擠壓型材多為實(shí)心，其特點(diǎn)是外接圓尺寸大，斷面形狀復(fù)雜，壁厚相差懸殊，散熱齒距小而懸臂大。當(dāng)同一截面的斷面比值和舌比（懸臂長(zhǎng)：齒距=舌比）值及型材外接圓直徑超過(guò)一定范圍時(shí)，用平面模擠壓很難使金屬流動(dòng)均勻，且極易損壞模具。為了解決上述問(wèn)題，開(kāi)發(fā)研制了幾種典型結(jié)構(gòu)的模具。

（一）寬展導(dǎo)流模

寬展倒流模（圖4-3-90）是在25MN擠壓機(jī)上用φ260mm的擠壓筒擠壓的外接圓直徑為 200~340mm的大型梳狀散熱器型材。這些型材的平面間隙要求極為嚴(yán)格，舌比較大，而且筋板與齒的壁厚相差懸殊。該種模具采用了寬展結(jié)構(gòu)和導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流板中心部位比較靠近模孔，而邊部呈扇形擴(kuò)大以調(diào)整金屬流速。

（二）分流組合模結(jié)構(gòu)

該種結(jié)構(gòu)可擠壓如圖4-3-91和圖4-3-92所示的復(fù)雜斷面的散熱型材。這類(lèi)型材的壁厚差過(guò)于懸殊，斷面比值超過(guò)100 以上；放射型齒頂處于擠壓筒邊緣，中心與邊部流速差十分懸殊，難以控制；齒多且為波紋狀，增大了表面積，加劇了流速控制和成形難度；舌比大，懸臂長(zhǎng)和支承剛度難以保證。

按常規(guī)的方法設(shè)計(jì)與加工模具顯然難以獲得合格的產(chǎn)品。為此，在充分研究了金屬流動(dòng)規(guī)律、模具各結(jié)構(gòu)要素的作用及其對(duì)流動(dòng)速度的影響與互相作用關(guān)系之后，人們研制岀了如圖4-3-93和圖4-3-94所示的結(jié)構(gòu)。

圖4-3-93結(jié)構(gòu)模具主要用于擠壓放射形散熱型材，其特點(diǎn)是：按斷面形狀進(jìn)行一次金屬流量預(yù)分配。擴(kuò)大靠近擠壓筒邊緣的分流面積，使之呈扇形按一定的范圍向中心縮小過(guò)渡，以適應(yīng)中心部分金屬重新焊合速度的需要。分流孔邊部沿模子直徑方向呈一定角度擴(kuò)展，以加快齒尖的流速，便于在分流空間上為二次填充擠壓創(chuàng)造條件。由于型材中心面積過(guò)大，為控制該部分的流速，在設(shè)計(jì)四個(gè)分流孔的基礎(chǔ)上，再在中心部位加一個(gè) 40mm并帶有螺紋狀的分流孔，以適應(yīng)金屬二次焊合的流量需要。 

圖4-3-94所示結(jié)構(gòu)模具的主要特點(diǎn)是綜合了寬展導(dǎo)流模和平面分流模的功能及優(yōu)點(diǎn)，采用二次變形（即寬展變形、分流調(diào)整變形和擠出成形）的工藝原理設(shè)計(jì)而成，從而拓寬了擠壓工藝范圍，提高了模具使用壽命，保證了商品的品質(zhì)。

（三）電子用高倍齒散熱器型材模的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與方法

該類(lèi)型材屬高精度高難度型材，需采用特殊的工藝和設(shè)計(jì)制造特種模具才能擠壓成功。模具材料一定要好的高強(qiáng)耐熱合金鋼，需經(jīng)過(guò)鍛造、預(yù)處理和探傷。模具硬度不宜過(guò)高，且不宜氮化處理。模具設(shè)計(jì)可根據(jù)其形狀和技術(shù)要求，采用特種導(dǎo)流模、寬展模及平面組合模等方式，對(duì)每個(gè)尺寸、每個(gè)部位的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行精密計(jì)算和調(diào)配。如工作帶、出口帶以及寬展角、導(dǎo)流模尺寸等都要進(jìn)行精密設(shè)計(jì)，以精密分配金屬流量和流速。此外，在制模時(shí)一定要按圖紙?zhí)幪幍轿?，并保證公差。在生產(chǎn)此類(lèi)散熱器型材時(shí)，修模和擠壓工的控制也十分重要。

 （四）鋁型材散熱器型材模的設(shè)計(jì)案例

圖4-3-95~圖4-3-98為各類(lèi)鋁合金散熱器型材擠壓模的設(shè)計(jì)方案。這些設(shè)計(jì)圖都是經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)過(guò)的，但在選用時(shí)應(yīng)結(jié)合本企業(yè)的使用條件。

三、幾種散熱器設(shè)計(jì)實(shí)例

綜上所述，將大懸臂的散熱器型材模具設(shè)計(jì)成假分流模的結(jié)構(gòu)，不僅有效地減少了由于模具承受較大的正面壓力所導(dǎo)致的?？孜ｋU(xiǎn)斷面的斷裂，極大地延長(zhǎng)了模具的使用壽命，而且，這種帶有分流橋的結(jié)構(gòu)，還有效地減小了模孔底部較大壁厚處的流速，確保了擠壓型材流速的均衡平穩(wěn)、同時(shí)，這種結(jié)構(gòu)的擠壓模具設(shè)計(jì)方案，為壁厚相差懸殊的實(shí)心型材模具的設(shè)計(jì)開(kāi)辟了新的思路和途徑。

散熱器型材的擠壓技術(shù)除與上面因素有關(guān)外，還與擠壓機(jī)的能力和水平、后部設(shè)備的自動(dòng)化程度、工人的操作技巧等有關(guān)，不同的散熱型材斷面應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)采取相應(yīng)的措施，不能一概而論。