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)計是重要因素。通過實(shí)際例子介紹了這類型材模具的設(shè)計。其設(shè)計的主要理念在于通過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對懸臂的沖擊，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

鋁合金的導(dǎo)熱性能本來就很好，如果增大型材的表面積，那么散熱效果會更佳，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

（2）大型散熱器型材模的設(shè)計結(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：齒距=舌比）值及型材外接圓直徑超過一定范圍時，用平面模擠壓很難使金屬流動均勻，且極易損壞模具。為了解決上述問題，開發(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。這類型材的壁厚差過于懸殊，斷面比值超過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，懸臂長和支承剛度難以保證。

按常規(guī)的方法設(shè)計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規(guī)律、模具各結(jié)構(gòu)要素的作用及其對流動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大，為控制該部分的流速，在設(shè)計四個分流孔的基礎(chǔ)上，再在中心部位加一個 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)計特點(diǎn)與方法

該類型材屬高精度高難度型材，需采用特殊的工藝和設(shè)計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)過鍛造、預(yù)處理和探傷。模具硬度不宜過高，且不宜氮化處理。模具設(shè)計可根據(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，對每個尺寸、每個部位的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行精密計算和調(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，以精密分配金屬流量和流速。此外，在制模時一定要按圖紙?zhí)幪幍轿?，并保證公差。在生產(chǎn)此類散熱器型材時，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)計案例

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

三、幾種散熱器設(shè)計實(shí)例

綜上所述，將大懸臂的散熱器型材模具設(shè)計成假分流模的結(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斷面的斷裂，極大地延長了模具的使用壽命，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，這種結(jié)構(gòu)的擠壓模具設(shè)計方案，為壁厚相差懸殊的實(shí)心型材模具的設(shè)計開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。