本技术介绍了一种铲齿散热器及其制备方法，制备方法包括以下步骤：S1：制备硬度为32HB 39HB的6系 铝合金板材；S2：对步骤S1所得的6系铝合金板材进行铲齿加工，形成具有底板和散热齿片的铲齿散热器 半成品；S3：对步骤S2所得的铲齿散热器半成品进行时效热处理，至铲齿散热器半成品的硬度提升至 55 64HB；S4：对经步骤S3处理后的铲齿散热器半成品进行机加工，得到铲齿散热器成品。本技术通过降 低铝板铲齿前的硬度，以改善铲齿难度和高度，再通过时效提升铝板铲齿后的硬度，改善铝合金底板的机 加工性。 技术要求 1.一种铲齿散热器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：制备硬度为32HB-39HB的6系铝合金板材； S2：对步骤S1所得的6系铝合金板材进行铲齿加工，形成具有底板和散热齿片的铲齿散热器半成品； S3：对步骤S2所得的铲齿散热器半成品进行时效热处理，至铲齿散热器半成品的硬度提升至55-64HB； S4：对经步骤S3处理后的铲齿散热器半成品进行机加工，得到铲齿散热器成品。 2.根据权利要求1所述的铲齿散热器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述6系铝合金板的制备 过程如下： S1.1：将熔炼所得的6系铝合金铸锭进行均匀化处理，分段冷却； S1.2：对经步骤S1.1处理的6系铝合金铸锭进行挤压成型，对挤压成型的板材进行固溶热处理，得到6系 铝合金板材。 3.根据权利要求2所述的铲齿散热器的制备方法，其特征在于，所述铝合金铸锭的成分为：Si： 0.25~0.35%，Fe：≤0.20%，Cu：≤0.05%，Mn：≤0.07%，插片散热器Mg：0.35~0.45%，Ti：≤0.025%；余量为Al和 不可避免的杂质；其中每种杂质的重量百分比为0.05%，总量为0.15%。 4.根据权利要求3所述的铲齿散热器的制备方法，其特征在于，所述均匀化处理的温度为560±5℃，保温 时间为8-10h。 5.根据权利要求4所述的铲齿散热器的制备方法，其特征在于，所述冷却的具体过程为：先将铸锭冷却 至300±50℃，冷却时间为30±5min；再将铸锭冷却至100℃以下，冷却时间为60min±5。 6.根据权利要求2-5任一项所述的铲齿散热器的制备方法，其特征在于，所述挤压成型的进料温度为 430±5℃，出料温度为470-490℃。 7.根据权利要求6所述的铲齿散热器的制备方法，其特征在于，所述固溶热处理的过程为：将挤压成型 后温度为470-490℃的板材进行强风冷却，冷却时间5-8min，至板材温度小于250℃。 8.根据权利要求1-5任一项所述的铲齿散热器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述时效热处 理的温度为200±5℃，时间为3±0.1h。 9.根据权利要求1-5任一项所述的铲齿散热器的制备方法，其特征在于，所述铝合金铸锭的熔炼过程如 下：将铝锭熔炼至融化，配料后，再依次经过二次精炼、双级板式过滤、铸造，得到6系铝合金圆铸 锭。 10.一种如权利要求1-9任一项所述的铲齿散热器的制备方法所制得的铲齿散热器。 技术说明书 一种铲齿散热器及其制备方法 技术领域 本技术涉及散热器制备技术领域，尤其涉及一种铲齿散热器及其制备方法。 背景技术 铲齿散热器突破了常规散热器的厚长比例限制，可制造出密度很高的散热器。齿片和底座是一体的，不 存在任何界面阻抗的问题，散热效果很好，接近铝挤散热器，广泛用于光伏产业，电动汽车、逆变器、 通讯产品。铲齿散热器的加工工艺为利用特殊的刀具(铲刀)在铝合金铝板上将齿片一片一片地铲出并竖 立起来。 铝合金铝板大多采用1060铝合金热轧板，硬度为24-38HB，板材宽度50-500mm，铲齿高度为 100mm，齿片厚度约为1mm。也有采用6063铝合金挤压板，硬度约为34-42HB，铲齿高度为50mm， 齿片厚度约为1mm。 上述两种合金均存在一定的问题。1060铝合金热轧板为热处理无法强化合金，材质硬度较低，虽铲齿难 度较低但后续加工成本较高。如铣削底板时易出现粘刀断刀问题，钻孔攻牙后，牙孔易滑牙断丝锥致使 工件报废，为改善此类问题，需降低工件加工速度并增加大量螺纹孔变径螺母来改善，从而导致机加工 成本高。而6063铝合金挤压板材因硬度偏高，铲齿高度远低于1060热轧板，且存在自然时效硬化现 象，一旦坯料长时间未使用，硬度自然升高后可能造成铲齿过程的质量异常。 技术内容 本技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种易于加工的铲齿散热器及其制备方法。 为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案： 一种铲齿散热器的制备方法，包括以下步骤： S1：制备硬度为32HB-39HB的6系铝合金板材； S2：对步骤S1所得的6系铝合金板材进行铲齿加工，形成具有底板和散热齿片的铲齿散热器半成品； S3：对步骤S2所得的铲齿散热器半成品进行时效热处理，至铲齿散热器半成品的硬度提升至55-64HB； S4：对经步骤S3处理后的铲齿散热器半成品进行机加工，得到铲齿散热器成品。 本技术通过降低铝板铲齿前的硬度，以改善铲齿难度和高度，再通过时效提升铝板铲齿后的硬度，改善 铝合金底板的机加工性。 上述的铲齿散热器的制备方法，优选地，所述步骤S1中，所述6系铝合金板的制备过程如下： S1.1：将熔炼所得的6系铝合金铸锭进行均匀化处理，分段冷却； S1.2：对经步骤S1.1处理的6系铝合金铸锭进行挤压成型，对挤压成型的板材进行固溶热处理，得到6系 铝合金板材。 上述的铲齿散热器的制备方法，优选地，所述铝合金铸锭的成分为：Si：0.25～0.35％，Fe： ≤0.20％，Cu：≤0.05％，Mn：≤0.07％，Mg：0.35～0.45％，Ti：≤0.025％；余量为Al和不可避免的杂 质；其中每种杂质的重量百分比为0.05％，总量为0.15％。 常规6063成分范围为Si：0.2～0.6％，Fe：≤0.35％，Cu：≤0.1％，Mn：≤0.1％，Mg：0.45～ 0.90％，Ti：≤0.1％；相对于6063合金，本专利所述成分Si含量控制在0.25～0.35％，处于6063的极下 限，Mg含量0.35～0.45％，低于6063的极下限。通过降低Mg、Si两种强化合金硬度的元素含量，来降低 原材料挤压固溶后的硬度峰值，同时又保留了一定比例的Mg、Si含量，以确保铲齿后可通过时效强化的 方式提升板材的硬度，从而满足后续加工要求。 Mg2Si对基体的强化机理为，在490℃以上可以固溶入铝合金基体内，形成亚稳态组织。在自然停放状态 下，随着时间的延长，固溶入基体的Mg2Si又逐渐析出长大，通过阻碍铝基体晶格结构在外力作用下的 位错移动，从而提升了铝合金的硬度和强度。这种效应在室温条件下被称为自然时效，因停放产生的性 能变化，被称为停放效应。这种时效强化效果，在人工加热情况下可以被显著加速，从而使铝合金的强 度实现工业化可控应用，被称为人工时效。Mg2Si含量越高，对铝合金材料强度的影响越大。本专利通 过控制Mg2Si在铝基体中的含量，并采用合理的均质、淬火、时效等热处理工艺，使铝合金在不同阶段 具备不同的加工特性，以满足铲齿散热器的各项功能要求。 上述的铲齿散热器的制备方法，优选地，所述均匀化处理的温度为560±5℃，保温时间为8-10h。 低Mg2Si含量的铝合金铸棒采用560±5℃均质8-10h后，除了可有效消除铸棒在铸造过程中产生的成分组织 偏析外，Mg2Si强化相可充分固溶入铝合金基体内，通过两段式冷却可实现部分Mg2Si相的均匀析出，同 时又达到不长大粗化的效果，为铝挤压过程提供低Mg2Si含量且充分固溶细化的铝合金铸棒原材料。 上述的铲齿散热器的制备方法，优选地，所述冷却的具体过程为：先将铸锭冷却至300±50℃，冷却时间 为30±5min；再将铸锭冷却至100℃以下，冷却时间为60min±5。 具体地，可先采用强风和小水喷淋冷却30±5min，确保铸棒温度降至300±50℃，再采用强风和大水喷淋 冷却60min±5，确保铸棒温度降至100℃以下；其中，小水喷淋管的直径为8-12mm，大水喷淋管的直径为 25-35mm。强风和小水喷淋可促使铸棒中已固溶的Mg2Si强化相少量均匀析出，并将此组织结构稳定保留 至挤压过程中。 上述的铲齿散热器的制备方法，优选地，所述挤压成型的进料温度为430±5℃，出料温度为470-490℃。 挤压成型的铝合金铸棒加热温度为430±5℃，通过挤压变形成型，得到铲齿散热器用铝板坯料，受到挤 压变形和摩擦生热影响，挤出的坯料温度提升至470-490℃。在相同挤压速度条件下，铸棒温度越高，挤 出的坯料温度越高。为保障挤出的坯料温度低于Mg2Si强化相快速固溶的490℃温度线，同时提升挤压生 产效率，本技术对铝合金铸棒的加热温度和挤出坯料的温度进行了限制，从而确保铝合金铸棒经均匀化 两段冷却后获得的少量析出的Mg2Si不会因温度过高而再次固溶入铝合金基体中，以此来抑制坯料在铲 齿前的存放阶段可能产生的自然停放硬度提升。 上述的铲齿散热器的制备方法，优选地，所述固溶热处理的过程为：将挤压成型后温度为470-490℃的板 材进行强风冷却，至板材温度小于250℃。 上述的铲齿散热器的制备方法，优选地，所述步骤S3中，所述时效温度为200±5℃，时间为3±0.1h。因 Mg、Si含量明显低于6063标准范围，若温度和时间高于或低于标准范围，均会造成时效后硬度或强度的 损失，从而可能造成底板加工中的质量异常。 上述的铲齿散热器的制备方法，优选地，所述铝合金铸锭的熔炼过程如下：将铝锭熔炼至融化，配料 后，再依次经过二次精炼、双级板式过滤、铸造，得到6系铝合金圆铸锭。 与现有技术相比，本技术的优点在于： 通过成分设计优化、熔铸均匀化控制、挤压淬火工艺控制，获得一种兼具1060铝合金的低硬度易铲齿的 6063铝合金，有效改善了6063铝合金硬度高而铲齿高度限制的问题，铲齿高度可提升至70mm；再通 过时效热处理工艺控制，将该6063铝合金硬度提升至52HB以上，显著改善了材料的切削性能和攻牙滑牙 缺陷异常问题，可直接在铝底板上钻孔攻牙，有效提升加工效率并省去增加螺纹孔变径螺母的环节。因 此，本技术显著缩短了铲齿散热器加工周期，提升了制造合格率，降低了加工成本。 具体实施方式 以下结合具体优选的实施例对本技术作进一步描述，但并不因此而限制本技术的保护范围。 实施例1： 一种本实施例的铲齿散热器的制备方法，229mm×25mm规格铝合金异形挤压板材上进行6系新合金挤压生 产，时效前硬度满足1060铝合金同等铲齿要求，铲齿时效后，硬度满足底板机加工防粘刀和免螺纹孔变 径螺母工序要求。具体制备过程如下： 1)熔炼： 将原材料铝锭(纯度99.70％)加热至735℃熔化，得到铝液，去除铝液表面浮渣，按化学成分：Si 0.28％，Mg 0.35％，Cu0.02％，Fe 0.12％，Mn 0.02％，Cr 0.02％，Zn0.005％，Ti 0.05％，余量为Al的 标准调整铝液中合金元素含量，并精炼、静置；将静置后的铝液使用过滤，然后进行以温度为23℃水冷 却60min时铸造，得到直径为308mm的铝棒； 2)均匀化处理： 圆铸锭在均质炉内进行采用560℃均匀化处理，保温8.2小时，出炉后在冷却炉内先采用强风+小水冷却 30min，再采用强风+大水冷却60min后锯切为600-1000mm不同长度短锭。其中，小水管直径为10mm，大 水管直径为30mm。 3)挤压成型： 使用36MN吨位正向单动挤压机挤压，铸棒温度430±5℃，挤压速度为6-8m/min，出料口温度为470490℃，板材出料口后采用强风冷却，风速为20m/s，，冷却时间为3min，从而确保冷却后温度230235℃。 经检测，获得的异形板材硬度32HB～37HB，停放48h后，硬度33HB～38HB，与1060铝合金硬度范围一 致。 4)铲齿加工：经检测，铲齿高度由50mm提升至80.2mm。 5)时效热处理： 铲齿后物料在时效炉内采用202℃保温3.1h时效处理，硬度由33HB～38HB提升至55～64HB，硬度数据满 足6系铝合金T5热处理状态要求。 6)机加工： 在铝底板上钻孔攻牙方式加工，粘刀断刀问题得到有效改善。 Si：0.25～0.35％，Fe：≤0.20％，Cu：≤0.05％，Mn：≤0.07％，Mg：0.35～0.45％，Ti：≤0.025％； 实施例2： 一种本实施例的铲齿散热器的制备方法，229mm×25mm规格铝合金异形挤压板材上进行6系新合金挤压生 产，时效前硬度满足1060铝合金同等铲齿要求，铲齿时效后，硬度满足底板机加工防粘刀和免螺纹孔变 径螺母工序要求。具体制备过程如下： 1)熔炼： 将原材料铝锭(纯度99.70％)加热至735℃熔化，得到铝液，去除铝液表面浮渣，按化学成分：Si 0.25％，Mg 0.41％，Cu0.02％，Fe 0.11％，Mn 0.02％，Cr 0.02％，Zn0.005％，Ti 0.05％，余量为Al的 标准调整铝液中合金元素含量，并精炼、静置；将静置后的铝液使用过滤，然后进行以温度为26℃水冷 却62min时铸造，得到直径为308mm的铝棒； 2)均匀化处理： 圆铸锭在均质炉内进行采用556℃均匀化处理，保温8.3小时，出炉后在冷却炉(35吨铸棒冷却室)内先采用 强风+小水冷却30min，再采用强风+大水冷却61min后锯切为600-950mm不同长度短锭。其中，小水管直 径为10mm，大水管直径为30mm。 3)挤压成型： 使用36MN吨位正向单动挤压机挤压，铸棒温度420±5℃，挤压速度为8-10m/min，出料口温度为481492℃，板材出料口后采用强风冷却，风速为20m/s，冷却时间为2.5min，从而确保冷却后温度258265℃。 经检测，获得的异形板材硬度30HB～36HB，停放48.5h后，插片散热器硬度34HB～39HB，与1060铝合金硬度范围 一致。 4)铲齿加工：经检测，铲齿高度由50mm提升至79.5mm。 5)时效热处理： 铲齿后物料在时效炉内采用203℃保温3.1h时效处理，硬度由33HB～38HB提升至56～65HB，硬度数据满 足6系铝合金T5热处理状态要求。 6)机加工： 在铝底板上钻孔攻牙方式加工，粘刀断刀问题得到有效改善。 实施例3： 一种本实施例的铲齿散热器的制备方法，229mm×25mm规格铝合金异形挤压板材上进行6系新合金挤压生 产，时效前硬度满足1060铝合金同等铲齿要求，铲齿时效后，硬度满足底板机加工防粘刀和免螺纹孔变 径螺母工序要求。具体制备过程如下： 1)熔炼： 将原材料铝锭(纯度99.70％)加热至735℃熔化，得到铝液，去除铝液表面浮渣，按化学成分：Si 0.25％，Mg 0.41％，Cu0.02％，Fe 0.11％，Mn 0.02％，Cr 0.02％，Zn0.005％，Ti 0.05％，余量为Al的 标准调整铝液中合金元素含量，并精炼、静置；将静置后的铝液使用过滤，然后进行以温度为26℃水冷 却62min时铸造，得到直径为308mm的铝棒； 2)均匀化处理： 圆铸锭在均质炉内进行采用556℃均匀化处理，保温8.3小时，出炉后在冷却炉(35吨铸棒冷却室)内先采用 强风+小水冷却30min，插片散热器再采用强风+大水冷却61min后锯切为600-950mm不同长度短锭。其中，小水管直 径为10mm，大水管直径为30mm。 3)挤压成型： 使用36MN吨位正向单动挤压机挤压，铸棒温度440±5℃，挤压速度为4-6m/min，出料口温度为460480℃，板材出料口后采用强风冷却，风速为22m/s，，冷却时间为5min，从而确保冷却后温度212220℃。 经检测，获得的异形板材硬度29HB～34HB，停放48.2h后，硬度32HB～37HB，与1060铝合金硬度范围 一致。 4)铲齿加工：经检测，铲齿高度由50mm提升至76.1mm。 5)时效热处理： 铲齿后物料在时效炉内采用203℃保温3.1h时效处理，硬度由32HB～37HB提升至58～66HB，硬度数据满 足6系铝合金T5热处理状态要求。 6)机加工： 在铝底板上钻孔攻牙方式加工，粘刀断刀问题得到有效改善。 对比例1： 按照实施例1制备方法，229mm×25mm规格铝合金异形挤压板材上进行6系新合金挤压生产，不同的是， 步骤(3)中，铸棒温度480±5℃，挤压速度为4-6m/min，出料口温度为500-520℃，板材出料口后采用强风 冷却，风速为30m/s，冷却时间为5min，从而确保冷却后温度255-265℃。 对比例2 按照实施例1制备方法，229mm×25mm规格铝合金异形挤压板材上进行6系新合金挤压生产，不同的是， 步骤(3)中，铸棒温度±5℃，挤压速度为4-6m/min，出料口温度为430-452℃，板材出料口后采用强风 冷却，风速为20m/s，冷却时间为5min，从而确保冷却后温度190-205℃。 对比例3 按照实施例1制备方法，229mm×25mm规格铝合金异形挤压板材上进行6系新合金挤压生产，不同的是， 步骤(2)中，圆铸锭在均质炉内进行采用560℃均匀化处理，保温8.3小时，出炉后在冷却炉(35吨铸棒冷却 室)内采用强风冷却240min后，锯切为600-1000mm不同长度短锭。 测试例 测定实施例1-3和对比例1-3加工得到的铝合金异形挤压板材的铲齿前硬度、停放48h后硬度、时效后硬 度、铲齿高度。 测定结果见表1所示。 通过表1的结果可以看出，实施例1-3加工得到的铝合金异形挤压板材在铲齿前硬度29-38HB，停放48h后 硬度在32-39HB，铲齿高度在80.5-81.2mm，时效后硬度在55-66HB。 以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示 如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利 用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
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