一種基于內(nèi)脹外壓的方形銅熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子元器件冷卻的散熱裝置，尤其涉及一種基于內(nèi)脹外壓的方形銅熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子設(shè)備的功能和復(fù)雜性日益增長，電子元器件的集成度不斷提高，而物理尺寸卻越來越小，單位體積電子器件的發(fā)熱量快速增加，散熱問題變得越來越突出，目前發(fā)熱芯片的高熱流密度散熱問題已成為微電子工業(yè)發(fā)展的最大瓶頸之一。熱管被稱為熱的“超導(dǎo)體”，由于其利用內(nèi)部工質(zhì)的相變潛熱進(jìn)行熱傳遞，導(dǎo)熱率為同種金屬材料的幾十到上百倍，在傳熱換熱領(lǐng)域(如航天航空、大功率LED、太陽能光熱板等)上具有極大的應(yīng)用價值。傳統(tǒng)的熱管外形多為圓柱形，在實際應(yīng)用中須與同等尺寸的溝槽匹配裝配，安裝精度要求較高，且容易與外圍零部件間產(chǎn)生間隙，增大了傳熱熱阻，影響熱管傳熱效果。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，本實用新型提供了一種基于內(nèi)脹外壓的方形銅熱管，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，解決了傳統(tǒng)熱管由于圓形外形帶來的裝配精度較差、熱阻較大等問題。
[0004]本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種基于內(nèi)脹外壓的方形銅熱管，所述方形銅熱管橫向截面的外壁輪廓形狀為方形，外壁輪廓的相鄰兩平面間的圓角半徑小于0.3_。
[0006]本方案提供的方形銅熱管能很好的與同等尺寸的溝槽匹配安裝，減少安裝空隙，減少傳熱熱阻，提高傳熱效率。
[0007]進(jìn)一步地，所述方形銅熱管的內(nèi)壁設(shè)置有微溝槽或燒結(jié)有吸液芯毛細(xì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提尚熱管的換熱效率。
[0008]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果如下:
[0009](1)基于內(nèi)脹外壓的方形銅熱管，管徑向截面的外圍輪廓形狀為方形，每個側(cè)面均為方形平面，易于與電子元器件發(fā)熱面和散熱器冷凝面的貼合，且在實際應(yīng)用中的安裝更為便捷。
[0010](2)本實用新型技術(shù)手段簡便易行，成本低廉，在電子元器件散熱領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011]圖1為一種基于內(nèi)脹外壓的方形銅熱管橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為方形銅熱管制造工藝流程的示意圖，其中，圖2a為通過相變壓扁模具對圓柱形熱管加熱示意圖；圖2b為相變壓扁模具緩慢擠壓熱管示意圖；圖2c為將相變壓扁后的熱管置于模壓成型模具的凹模內(nèi)并合上模壓成型模具的凸模的示意圖；圖2d為熱管在高度方向上被壓扁至設(shè)定高度的示意圖。
[0013]圖中，1.上模具，2.下模具，3.加熱棒孔，4.圓柱形熱管，5.凸模，6.凹模。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0015]實施例一
[0016]如圖1所示，一種基于內(nèi)脹外壓的方形銅熱管，所述方形銅熱管橫向截面的外壁輪廓形狀為方形，其厚度為4_，高度為5_，長度為280_，外壁輪廓的相鄰兩平面間的圓角半徑為0.2mm，所述方形銅熱管的內(nèi)壁設(shè)置有微溝槽，可進(jìn)一步提高熱管的換熱效率。
[0017]本實施例提供的方形銅熱管在安裝使用時能很好的與同等尺寸的溝槽匹配安裝，減少安裝空隙，減少傳熱熱阻，提高傳熱效率。
[0018]實施例二
[0019]如圖2所示，一種如所述方形銅熱管的制造方法，包括步驟:
[0020](1)相變壓扁
[0021]通過相變壓扁模具對長度為280mm、直徑為Φ 5.4mm、內(nèi)部填充有去離子水的圓柱形熱管4加熱至180°C，使熱管內(nèi)部液體工質(zhì)汽化，對管壁產(chǎn)生壓力，防止管體中軸線上屈曲現(xiàn)象的產(chǎn)生，然后相變壓扁模具緩慢擠壓熱管，使熱管厚度大小壓扁至3.9_，相變壓扁模具包括上模具1與下模具2，所述上模具1和下模具2上開設(shè)若干個加熱棒孔，并在所述加熱棒孔內(nèi)插入用以加熱上模具和下模具的加熱棒，通過加熱棒加熱上模具1、下模具2及圓柱形熱管，使熱管內(nèi)部液體工質(zhì)汽化，對管壁產(chǎn)生壓力，防止管體中軸線上屈曲現(xiàn)象的產(chǎn)生;
[0022](2)相變厚度成型
[0023]將相變壓扁后的熱管置于模壓成型模具的凹模6內(nèi)，合上模壓成型模具的凸模5，然后整體置于退火爐中升溫至320°C，保溫20min ;升溫和保溫過程可將爐膛內(nèi)部抽真空或充入氫氣作為保護(hù)性氣體，所述凹模6的槽腔寬度值及凸模5的凸臺寬度值與方形熱管的厚度均為4_，高溫加熱使扁平熱管內(nèi)部液體工質(zhì)蒸發(fā)汽化，相變形成蒸汽，蒸汽的壓力迫使銅管膨脹產(chǎn)生塑性變形，從而與模壓成型模具的凹模6內(nèi)壁緊密結(jié)合，從而使熱管厚度恢復(fù)至設(shè)定的4_ ；
[0024](3)模壓高度成型
[0025]將步驟(2)處理后的凹模6、凸模5及熱管整體取出，置于已加熱至180°C的模壓模具下，保證熱管內(nèi)工質(zhì)仍然為氣態(tài)，對管壁有正向壓力情況下，施壓模壓成型模具的凸模5至與匹配的凹模6貼合，使熱管在高度方向上被壓扁至設(shè)定高度5mm，加熱至180°C的模壓模具，有效地保證了在高度方向壓縮過程中，熱管內(nèi)工質(zhì)仍然為氣態(tài)，對管壁產(chǎn)生壓力，防止壓扁過程中出現(xiàn)局部塌陷。
[0026]實施例三
[0027]如圖2所示，一種如所述方形銅熱管的制造方法，包括步驟:
[0028](1)相變壓扁
[0029]通過相變壓扁模具對長度為280mm、直徑為Φ 5.4mm、內(nèi)部填充有去離子水的圓柱形熱管4加熱至190°C，使熱管內(nèi)部液體工質(zhì)汽化，對管壁產(chǎn)生壓力，防止管體中軸線上屈曲現(xiàn)象的產(chǎn)生，然后相變壓扁模具緩慢擠壓熱管，使熱管厚度大小壓扁至3.9_，相變壓扁模具包括上模具1與下模具2，所述上模具1和下模具2上開設(shè)若干個加熱棒孔，并在所述加熱棒孔內(nèi)插入用以加熱上模具和下模具的加熱棒，通過加熱棒加熱上模具1、下模具2及圓柱形熱管，使熱管內(nèi)部液體工質(zhì)汽化，對管壁產(chǎn)生壓力，防止管體中軸線上屈曲現(xiàn)象的產(chǎn)生;
[0030](2)相變厚度成型
[0031]將相變壓扁后的熱管置于模壓成型模具的凹模6內(nèi)，合上模壓成型模具的凸模5，然后整體置于退火爐中升溫至300°C，保溫15min ;升溫和保溫過程可將爐膛內(nèi)部抽真空或充入氫氣作為保護(hù)性氣體，所述凹模6的槽腔寬度值及凸模5的凸臺寬度值與方形熱管的厚度均為4_，高溫加熱使扁平熱管內(nèi)部液體工質(zhì)蒸發(fā)汽化，相變形成蒸汽，蒸汽的壓力迫使銅管膨脹產(chǎn)生塑性變形，從而與模壓成型模具的凹模6內(nèi)壁緊密結(jié)合，從而使熱管厚度恢復(fù)至設(shè)定的4_ ；
[0032](3)模壓高度成型
[0033]將步驟(2)處理后的凹模6、凸模5及熱管整體取出，置于已加熱至190°C的模壓模具下，保證熱管內(nèi)工質(zhì)仍然為氣態(tài)，對管壁有正向壓力情況下，施壓模壓成型模具的凸模5至與匹配的凹模6貼合，使熱管在高度方向上被壓扁至設(shè)定高度5mm，加熱至190°C的模壓模具，有效地保證了在高度方向壓縮過程中，熱管內(nèi)工質(zhì)仍然為氣態(tài)，對管壁產(chǎn)生壓力，防止壓扁過程中出現(xiàn)局部塌陷。
[0034]實施例四
[0035]如圖2所示，一種如所述方形銅熱管的制造方法，包括步驟:
[0036](1)相變壓扁
[0037]通過相變壓扁模具對長度為280mm、直徑為Φ 5.4mm、內(nèi)部填充有去離子水的圓柱形熱管4加熱至200°C (見圖2a)，使熱管內(nèi)部液體工質(zhì)汽化，對管壁產(chǎn)生壓力，防止管體中軸線上屈曲現(xiàn)象的產(chǎn)生，然后相變壓扁模具緩慢擠壓熱管，使熱管厚度大小壓扁至3.9mm(見圖2b)，相變壓扁模具包括上模具1與下模具2，所述上模具1和下模具2上開設(shè)若干個加熱棒孔，并在所述加熱棒孔內(nèi)插入用以加熱上模具和下模具的加熱棒，通過加熱棒加熱上模具1、下模具2及圓柱形熱管，使熱管內(nèi)部液體工質(zhì)汽化，對管壁產(chǎn)生壓力，防止管體中軸線上屈曲現(xiàn)象的產(chǎn)生；
[0038](2)相變厚度成型
[0039]將相變壓扁后的熱管置于模壓成型模具的凹模6內(nèi)，合上模壓成型模具的凸模5(見圖2c)，然后整體置于退火爐中升溫至350°C，保溫30min ;升溫和保溫過程可將爐膛內(nèi)部抽真空或充入氫氣作為保護(hù)性氣體，所述凹模6的槽腔寬度值及凸模5的凸臺寬度值與方形熱管的厚度均為4_，高溫加熱使扁平熱管內(nèi)部液體工質(zhì)蒸發(fā)汽化，相變形成蒸汽，蒸汽的壓力迫使銅管膨脹產(chǎn)生塑性變形，從而與模壓成型模具的凹模6內(nèi)壁緊密結(jié)合，從而使熱管厚度恢復(fù)至設(shè)定的4_ ；
[0040](3)模壓高度成型
[0041]將步驟(2)處理后的凹模6、凸模5及熱管整體取出，置于已加熱至200°C的模壓模具下，保證熱管內(nèi)工質(zhì)仍然為氣態(tài)，對管壁有正向壓力情況下，施壓模壓成型模具的凸模5至與匹配的凹模6貼合，使熱管在高度方向上被壓扁至設(shè)定高度5mm (見圖2d)，所加熱至200°C的模壓模具，有效地保證了在高度方向壓縮過程中，熱管內(nèi)工質(zhì)仍然為氣態(tài)，對管壁產(chǎn)生壓力，防止壓扁過程中出現(xiàn)局部塌陷。
[0042] 上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于內(nèi)脹外壓的方形銅熱管，其特征在于:所述方形銅熱管橫向截面的外壁輪廓形狀為方形，外壁輪廓的相鄰兩平面間的圓角半徑小于0.3_。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)脹外壓的方形銅熱管，其特征在于，所述方形銅熱管的內(nèi)壁設(shè)置有微溝槽或燒結(jié)有吸液芯毛細(xì)結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于內(nèi)脹外壓的方形銅熱管，所述方形銅熱管橫向截面的外壁輪廓形狀為方形，外壁輪廓的相鄰兩平面間的圓角半徑小于0.3mm，所述方形銅熱管的內(nèi)壁設(shè)置有微溝槽或燒結(jié)有吸液芯毛細(xì)結(jié)構(gòu)。本實用新型提供的方形銅熱管能很好的與同等尺寸的溝槽匹配安裝，減少安裝空隙，減少傳熱熱阻，提高傳熱效率。
【IPC分類】F28D15/04
【公開號】CN204987988
【申請?zhí)枴緾N201520695798
【發(fā)明人】湯勇, 劉彬, 周波, 袁偉, 閆志國
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月9日