專利名稱：一種鎂合金led燈管型材及其擠壓成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于LED燈管制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種鎂合金LED燈管型材及其擠壓成型エ藝。
背景技術(shù)：
與目前市場上占有率極高的白熾燈、熒光燈或鈉燈相比，LED燈具具有耗電量小、發(fā)光效率高、響應(yīng)啟動快、壽命長等諸多特點，已成為一種節(jié)能減排的新光源。據(jù)測算，目前中國的照明用電約占全社會用電量的12%，若采用高效節(jié)能的LED替代白熾燈，節(jié)能減排潛力巨大。因此，國家發(fā)改委明確提出，到2016年，中國將徹底淘汰白熾燈泡。尤為重要的是，LED燈具不含水銀，對環(huán)境不會造成污染，且不會有頻閃現(xiàn)象，是典型的緑色照明光源。然而，目前LED燈的使用壽命與其理論壽命差距很大，其主要是因為目前LED的發(fā) 光效率僅能達到10% 20%，其余近90%的能量轉(zhuǎn)化為熱能。同時隨著功率型LED的發(fā)展，芯片熱流密度越來越大，如果芯片產(chǎn)生的熱量未能及時散出，將導(dǎo)致PN結(jié)溫度升高，進而導(dǎo)致LED燈具的發(fā)光效率及電路零組件使用壽命加速衰減。尤其是對于由多個LED密集排列組成的照明系統(tǒng)光源，其散熱性的要求越來越高。LED燈具的散熱主要是將熱量傳到外殼，然后依靠外殼與周圍介質(zhì)(如空氣)進行熱交換完成的。可見，選擇合適的金屬外殼或是散熱器配件是LED燈具設(shè)計中的關(guān)鍵之一。目前，LED燈具外殼多采用鋁合金或有機材料制作而成。與鋁合金相比，鎂合金密度相對較小、比熱容相對較大，當(dāng)體積與形狀相同的鎂合金和鋁合金吸收相同熱量時，鎂合金溫度變化約為鋁合金的1/3 ;且鎂合金的導(dǎo)熱系數(shù)約為鋁合金的1/2，當(dāng)相同體積與形狀的鎂合金和鋁合金材料同時接收熱源產(chǎn)生的熱量時，鎂合金材料的近熱源點和遠熱源點之間的溫度差將大于鋁合金材料的溫度差，因此當(dāng)鎂合金材料與外界空氣進行熱交換(尤其是通過擴散對流方式)時，其散熱效率相對較高、散熱所需時間亦會明顯縮短。因此，若采用鎂合金型材制作LED燈管外殼，將大大提高LED燈管的散熱效果。此外，鎂合金是目前可エ業(yè)化應(yīng)用的最輕的金屬材料，與LED體積小的特點相結(jié)合，可顯著減輕燈具質(zhì)量，在降低運輸、安裝成本的同時，也為拓寬其使用范圍提供更大空間。鎂合金還具有良好的電磁屏蔽性和防輻射性能，可有效降低LED燈具出現(xiàn)漏光時對人體造成的不必要的傷害。從設(shè)計的角度來說，根據(jù)LED用途上的差異，LED燈具的金屬外殼亦有所不同。其中，直管形燈具的金屬外殼通常采用擠壓成型的方法制作而成。為了增強其散熱效果，LED直形燈管外殼多設(shè)計為具有復(fù)雜截面的薄壁管。與常用金屬鋼和鋁合金相比，鎂合金的塑性成形性能相對較差，鎂合金管材的擠壓成型和連續(xù)生產(chǎn)較為困難，尤其是復(fù)雜截面或薄壁件，其尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性難以保證，因此具有復(fù)雜截面或薄壁件鎂合金管材的生產(chǎn)效率和成材率均較低，加工成本較高。因此，目前市場上實有必要開發(fā)ー種生產(chǎn)效率高、成材率均較高以及成本相對較低的鎂合金LED燈管型材及其擠壓成型エ藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種鎂合金LED燈管型材及其擠壓成型エ藝，其可實現(xiàn)復(fù)雜截面的薄壁鎂合金LED燈管型材的エ業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，在保證尺寸精度符合設(shè)計要求的前提下，具有提高其生產(chǎn)效率和成材率、降低其加工成本特點，以解決現(xiàn)有技術(shù)中LED燈管在加工中存在的問題。為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案ー種鎂合金LED燈管型材，其原料成分配比為A1:2. 8 3. 2wt. %，Zn:0. 8 ·I. Iwt. %，Mn:0. 25 0. 35wt. %，Si く 0. 02wt. %，F(xiàn)e く 0. 003wt. %，余量為 Mg 及不可去除雜質(zhì)。ー種鎂合金LED燈管型材擠壓成型エ藝，其包括以下步驟1，熔制原料根據(jù)成分配比要求，熔制鎂合金原料，原料成分為A1:2.8 3. 2wt. %, Zn:0. 8 I. Iwt. %, Mn:0. 25 0. 35wt. %, Si ^ 0. 02wt. %, Fe ^ 0. 003wt. %,余量為Mg及不可去除雜質(zhì)；2，制成鑄棒將步驟I熔制得到的鎂合金原料制成鎂合金鑄棒；3，均勻化處理將步驟2制成的鎂合金鑄棒加熱至400°C保溫6h進行均勻化處理后隨爐緩冷至室溫；4，擠壓前處理將步驟3均勻化處理后的鎂合金鑄棒加熱至325°C 375°C保溫2h，再緩慢加熱至395°C 425°C保溫2h后，降溫至360°C 400°C保溫Ih，同時將擠壓模具加熱至380°C 420°C保溫；5，擠壓成型將步驟4得到的擠壓模具取出裝配至擠壓機，并將鎂合金鑄棒裝填至擠壓模具的擠壓筒進行擠壓成型，擠壓成型得到鎂合金LED燈管型材。特別地，所述步驟5擠壓成型后直接利用LED燈管型材的余溫對得到的鎂合金LED燈管型材進行矯直。特別地，所述步驟5中的擠壓速率為5 6m/min，擠壓カ為120 160MPa。特別地，所述步驟2中的鎂合金鑄棒采用半連續(xù)鑄造或手澆鑄造的任ー種方式制成。特別地，所述步驟2中制成鎂合金鑄棒的直徑為60 100mm。特別地，所述步驟3中將鎂合金鑄棒加熱至400°C保溫6h進行均勻化處理。特別地，所述步驟4的擠壓前處理工序中將鎂合金鑄棒加熱至350°C保溫2h，再緩慢加熱至410°C保溫2h后，降溫至380°C保溫lh，同時將擠壓模具加熱至400°C保溫。本發(fā)明所述的鎂合金LED燈管型材擠壓成型エ藝的步驟(5)中，根據(jù)LED燈管型材截面和擠壓比的不同，合理選擇和控制擠壓速率，以確保鎂錠在擠壓筒內(nèi)的平穩(wěn)流動。本發(fā)明所述的鎂合金LED燈管型材擠壓成型エ藝中，通過改進鎂合金鑄棒擠壓前的熱處理工藝，并與適合的擠壓エ藝相配合，使鎂合金在擠壓變形中保持良好的流動性，可實現(xiàn)復(fù)雜截面的鎂合金LED燈管型材的エ業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，LED燈管型材壁厚可達0. 3mm I. Omm,長度可達20m，直線度可控制在0. 5mm/6m，保證了 LED燈管的后續(xù)自動裝配，燈管長度可根據(jù)實際需要分段截取不同長度。本發(fā)明的有益效果為，與現(xiàn)有技術(shù)相比所述鎂合金LED燈管型材及其擠壓成型エ藝具有以下優(yōu)點( I)本發(fā)明的鎂合金成分設(shè)計上均采用常規(guī)合金元素，并無稀土元素或其它貴重金屬添加，其原材料成本較低。該成分范圍內(nèi)鎂合金中溫變形性能良好，變形抗力小，可保證鎂合金LED燈管型材的連續(xù)擠壓生產(chǎn)。(2)本發(fā)明中所述及的擠壓前鑄棒的熱處理工藝，和與之對應(yīng)的擠壓エ藝相配合，可實現(xiàn)復(fù)雜截面的薄壁鎂合金LED燈管型材的生產(chǎn)制備。與目前市場上鎂合金薄壁管擠壓材相比，本發(fā)明制備的鎂合金LED燈管型材無需進行額外的尺寸修正即可達到設(shè)計要求。(3)本發(fā)明所述及的擠壓成型エ藝可使擠壓速率達到5m/min 6m/min,大大提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、有效降低了生產(chǎn)成本,且可保證較高的成材率和良好的表面質(zhì)量。


圖I是本發(fā)明采用具體實施方式
I制備的鎂合金LED燈管型材的截面結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2是本發(fā)明采用具體實施方式
2制備的鎂合金LED燈管型材的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明采用具體實施方式
3制備的鎂合金LED燈管型材的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進ー步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。實施例一ー種鎂合金LED燈管型材擠壓成型エ藝，其包括以下步驟步驟I :采用鎂合金鑄錠的常規(guī)エ業(yè)制備方法熔制直徑為70mm的鑄棒，合金成分為A1:2. 8wt. %, Zn: I. Owt. %,Mn:0. 27wt. %, Si ^ 0. 02wt. %, Fe ^ 0. 003wt. %,余量為 Mg 及不可去除雜質(zhì)。步驟2 :將鎂合金鑄棒表面機加工至直徑65mm后，采用箱式電阻爐將鑄棒加熱至400°C保溫6h均勻化處理后緩冷至室溫備用。步驟3 :將預(yù)處理后的鑄棒加熱至350°C保溫2h，再緩慢升溫至400°C保溫2h后，降溫至380°C保溫lh，同時將LED專用擠壓模具置于恒溫系統(tǒng)中加熱至400°C保溫。步驟4 :將鑄棒取出后迅速裝填至擠壓筒進行熱擠壓成形，控制鑄棒表面溫度為360°C以上，擠壓速率約為6m/min，擠壓カ為120MPa 130MPa，即可獲得高尺寸精度的鎂合金LED燈管擠壓型材，擠壓型材長度20m，利用型材余溫進行矯直后，截取所需長度I. 2m。如圖I所示，LED燈管壁厚最薄處小于0. 72mm。實施例ニ ー種鎂合金LED燈管型材擠壓成型エ藝，其包括以下步驟步驟I :采用鎂合金鑄錠的常規(guī)エ業(yè)制備方法熔制直徑為IOOmm的鑄棒，合金成分為A1:3. Owt. %, Zn: 0. 9wt. %, Mn: 0. 27wt. %, Si ^ 0. 02wt. %, Fe ^ 0. 003wt. %,余量為 Mg 及不可去除雜質(zhì)。步驟2 :將鎂合金鑄棒表面機加工至直徑95mm后，采用箱式電阻爐將鑄棒加熱至400° C保溫6h均勻化處理后緩冷至室溫備用。步驟3 :將預(yù)處理后的鑄棒加熱至350° C保溫2h，再緩慢升溫至400° C保溫2h后，降溫至380° C保溫lh，同時將LED專用擠壓模具置于恒溫系統(tǒng)中加熱至400° C保溫。步驟4 :將鑄棒取出后迅速裝填至擠壓筒進行熱擠壓成形，控制鑄棒表面溫度為360° C以上，擠壓速率約為6m/min，擠壓カ為150MPa 160MPa，即可獲得高尺寸精度的鎂合金LED燈管擠壓型材，擠壓型材長度約13m，利用型材余溫進行矯直后，截取所需長度I. 5m。如圖2所示，LED燈管的最薄處壁厚為0. 6mm。實施例三ー種鎂合金LED燈管型材擠壓成型エ藝，其包括以下步驟步驟I :采用鎂合金鑄錠的常規(guī)エ業(yè)制備方法熔制直徑為70mm的鑄棒，合金成分為A1:2. 8wt. %, Zn: I. lwt. %,Mn:0. 30wt. %, Si ^ 0. 02wt. %, Fe ^ 0. 003wt. %,余量為 Mg 及不可去除雜質(zhì)。步驟2 :將鎂合金鑄棒表面機加工至直徑65mm后，采用箱式電阻爐將鑄棒加熱至400° C保溫6h均勻化處理后緩冷至室溫備用。步驟3 :將預(yù)處理后的鑄棒加熱至350° C保溫2h，再緩慢升溫至400° C保溫2h后，降溫至380° C保溫lh，同時將LED專用擠壓模具置于恒溫系統(tǒng)中加熱至400° C保溫。步驟4 :將鑄棒取出后迅速裝填至擠壓筒進行熱擠壓成形，控制鑄棒表面溫度為360° C以上，擠壓速率約為5m/min，擠壓カ為125MPa 135MPa，即可獲得高尺寸精度的鎂合金LED燈管擠壓型材，擠壓型材長度約18m，利用型材余溫進行矯直后，截取所需長度 0. 8m。如圖3所示，LED燈管壁厚1mm。以上實施例只是闡述了本發(fā)明的基本原理和特性，本發(fā)明不受上述事例限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金LED燈管型材，其特征在于其原料成分配比為A1:2. 8 3. 2wt.%，Zn :0. 8 I. Iwt. %，Mn:0. 25 0. 35wt. %，Si ( 0. 02wt. %，F(xiàn)e ( 0. 003wt. %，余量為 Mg 及不可去除雜質(zhì)。
2.一種鎂合金LED燈管型材擠壓成型工藝，其特征在于其包括以下步驟 (1)，熔制原料根據(jù)成分配比要求，熔制鎂合金原料，原料成分為A1:2.8 3. 2wt. %，Zn :0. 8 I. Iwt. %，Mn:0. 25 0. 35wt. %，Si ( 0. 02wt. %，F(xiàn)e ( 0. 003wt. %，余量為 Mg 及不可去除雜質(zhì)； (2)，制成鑄棒將步驟I熔制得到的鎂合金原料制成鎂合金鑄棒； (3)，均勻化處理將步驟2制成的鎂合金鑄棒加熱至375°C 425°C保溫6h進行均勻化處理后隨爐緩冷至室溫； (4)，擠壓前處理將步驟3均勻化處理后的鎂合金鑄棒加熱至325°C 375°C保溫2h，再緩慢加熱至395°C 425°C保溫2h后，降溫至360°C 400°C保溫Ih，同時將擠壓模具加熱至380°C 420°C保溫； (5)，擠壓成型將步驟4得到的鎂合金鑄棒裝填至擠壓模具的擠壓筒進行擠壓成型，擠壓成型得到鎂合金LED燈管型材。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂合金LED燈管型材擠壓成型工藝，其特征在于，所述步驟5擠壓成型后直接利用LED燈管型材的余溫對得到的鎂合金LED燈管型材進行矯直。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3任一項所述的鎂合金LED燈管型材擠壓成型工藝，其特征在于，所述步驟5中的擠壓速率為5 6m/min，擠壓力為120 160MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂合金LED燈管型材擠壓成型工藝，其特征在于，所述步驟2中的鎂合金鑄棒采用半連續(xù)鑄造或手澆鑄造的任一種方式制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5任一項所述的鎂合金LED燈管型材擠壓成型工藝，其特征在于，所述步驟2中制成鎂合金鑄棒的直徑為60 100mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂合金LED燈管型材擠壓成型工藝，其特征在于，所述步驟3中將鎂合金鑄棒加熱至400°C保溫6h進行均勻化處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂合金LED燈管型材擠壓成型工藝，其特征在于，所述步驟4的擠壓前處理工序中將鎂合金鑄棒加熱至350°C保溫2h，再緩慢加熱至410°C保溫2h后，降溫至380°C保溫lh，同時將擠壓模具加熱至400°C保溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂合金LED燈管型材及其擠壓成型工藝，其包括以下步驟(1),根據(jù)成分配比要求，熔制鎂合金原料，(2),將熔制得到的鎂合金原料制成鎂合金鑄棒；(3)，將鎂合金鑄棒加熱至400℃保溫6h進行均勻化處理后隨爐緩冷至室溫；(4),將均勻化處理后的鎂合金鑄棒加熱至350℃保溫2h，再緩慢加熱至410℃保溫2h后，降溫至380℃保溫1h，同時將擠壓模具加熱至400℃保溫；(5),最后取出擠壓模具裝配至擠壓機，并將鎂合金鑄棒裝填至擠壓模具的擠壓筒進行擠壓成型，擠壓成型得到鎂合金LED燈管型材。上述鎂合金LED燈管型材及其擠壓成型工藝在保證尺寸精度符合設(shè)計要求的前提下，具有提高其生產(chǎn)效率和成材率、降低其加工成本的優(yōu)點。
文檔編號B21C29/00GK102758110SQ20121023552
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者丁漢林, 嚴(yán)峻, 陳偉, 魏峰 申請人:無錫福鎂輕合金科技有限公司