專利名稱：一種鋁合金塑性材料制備led散熱器工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED散熱器的制備工藝。
背景技術(shù)：
LED光源在照明中的已經(jīng)開始應(yīng)用，并且，各類替代型的燈具已經(jīng)步入市場。從目前LED光源的特點來看，必然需要對其進(jìn)行散熱處理，例如設(shè)計合適的散熱器，使LED光源在工作時所產(chǎn)生的熱量能夠及時傳導(dǎo)至燈具表面，再經(jīng)由對流散熱的方式傳遞到空氣中；這種散熱方式的要求就是燈具暴露于自由空間中的表面積盡可能地大，并且通風(fēng)程度盡可能地好。
基于這種思路，幾乎所有的用于替代傳統(tǒng)燈具的LED燈具，都會充分利用燈具的外殼作為熱對流表面，從而將其結(jié)構(gòu)設(shè)計為以散熱器為安裝主體的形式，最大限度地利用到燈具的表面，以至于LED光源相對于外界的熱阻盡可能小。所以，這種情況下LED燈具的散熱結(jié)構(gòu)部分必然具有特殊的設(shè)計，使其暴露于空氣中的表面積足夠大，又具有足夠的熱容積，還需要能保持良好的機(jī)械強(qiáng)度和裝配難度?，F(xiàn)有的方式多半采用沖壓件組合、直接鑄造或車床加工等方式，這些方式各自具有其特點和運用，也得到了長足的發(fā)展。但通常，這些散熱器的加工方式都具有無法避免的耗時、工藝成本高特點，這一點在大量LED燈具生產(chǎn)時尤為突出，因為相對于傳統(tǒng)光源(如白熾燈)，例如R20、R30或R40類帶有聚光功能的LED燈具，這些散熱器的加工工藝使整個燈具的生產(chǎn)時間倍增。所以，LED燈具，特別是替代型的LED燈具，如何改善其散熱器的制作工藝，使散熱器的工藝時間可以有效地縮短，以至于接近傳統(tǒng)光源的工藝時間，是一個值得發(fā)展的方向。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有散熱器工藝復(fù)雜，其工藝時間長的問題，本發(fā)明提出一種鋁合金塑性材料制備LED散熱器工藝，其技術(shù)方案如下一種鋁合金塑性材料制備LED散熱器工藝，包括以下步驟預(yù)制將圓形薄板的一超塑性鋁合金內(nèi)層其中央成型為內(nèi)頂板；內(nèi)成型自該內(nèi)頂板周緣始，至該內(nèi)層的外周緣，將該內(nèi)層逐漸收縮為下大上小的內(nèi)周壁；外成型用塑性鋁合金的一外層，其中央?yún)^(qū)域成型為一外頂板，與該內(nèi)頂板的外表面同軸相固定并構(gòu)成良好的熱導(dǎo)通路；再將該外層自一外折緣始，逐漸收縮成型為包覆于該內(nèi)周壁之外的下大上小的外周壁；該外折緣半徑大于該內(nèi)層的最大半徑；并且該外周壁高度與該內(nèi)周壁高度相當(dāng)構(gòu)成一開口 ；以及封口 收縮該外周壁的頂端部分，使其與該內(nèi)周壁的頂端部分相配合且具有熱傳導(dǎo)通路；并且，該外周壁與該內(nèi)周壁之間具有環(huán)形的空腔。作為本技術(shù)方案的一些優(yōu)選者，可以在如下方面具有改進(jìn)較佳實施例中，該內(nèi)周壁與外周壁均以旋壓工藝制成；該內(nèi)成型步驟中，該內(nèi)周壁采用可傘狀膨脹的內(nèi)模具支撐于其內(nèi)表面進(jìn)行旋壓；該外成型步驟中，該內(nèi)周壁采用可伸縮膨脹的外模具支撐于其內(nèi)表面進(jìn)行旋壓。較佳實施例中，該封口步驟中，該內(nèi)模具在改內(nèi)周壁成型后仍然保留其位置，直至該封口步驟中該內(nèi)周壁與外周壁頂端通過外側(cè)的旋壓配合之后才予以移除。較佳實施例中，該內(nèi)頂板、外頂板為平面者；且該外頂板其周緣成型為可固定泡殼的固定部，該固定部可為環(huán)形槽、外回轉(zhuǎn)面或內(nèi)回轉(zhuǎn)面。較佳實施例中，該外層型步驟完成后，該外頂板與該內(nèi)頂板緊密配合。較佳實施例中，該外頂板的外側(cè)具有反光面。較佳實施例中，該內(nèi)頂板與外頂板具有穿透的通孔；鎖緊螺釘穿過此通孔螺紋配合拉緊一本體；該鎖緊螺釘與該開口同時將該本體固定。 本技術(shù)方案帶來的有益效果是I.采用超塑性鋁合金內(nèi)層和外層雙層收縮成型的方式使散熱器的制造方法得到很大的革新，用形狀規(guī)整的薄板快速成型為立體空腔的散熱器，不但成型快速，工藝簡單，避免了鑄造、銑床等復(fù)雜的工藝。2.雙層結(jié)構(gòu)構(gòu)造了合金內(nèi)部的空腔，以至于散熱器耗用較少的鋁合金材料也可以具有較大的熱容積，加快了對外頂板表面LED光源的導(dǎo)熱速度，具有較好的散熱器性能。
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖I是本發(fā)明實施例一預(yù)制步驟的一個狀態(tài)，為內(nèi)層10的初始側(cè)面形態(tài)；圖2是實施例一預(yù)制步驟的第二個狀態(tài)，該內(nèi)層10中央?yún)^(qū)域被成型；圖3是實施例一內(nèi)成型步驟完畢后的剖面示意圖；圖4是實施例一外成型步驟的一個狀態(tài)；圖5是實施例一外成型步驟的第二個狀態(tài)；圖6是實施例一外成型步驟的第三個狀態(tài)；圖7是實施例一封口步驟的一個狀態(tài)示意圖；圖8是實施例個散熱器成品不意圖；圖9是實施例一與一個本體60相互固定的示意圖；

圖10是本發(fā)明實施例二成品的一個示意圖；圖11是本發(fā)明實施例三成品的一個示意圖。
具體實施例方式鋁合金塑性材料，也稱鋁合金超塑性材料，其中，超塑性是指多晶體金屬材料在拉伸條件下，表現(xiàn)出異常高的延伸率而不產(chǎn)生頸縮斷裂的現(xiàn)象，一般認(rèn)為當(dāng)該多晶體金屬的延伸率大于200%、并且應(yīng)變速率敏感指數(shù)大于O. 3時，材料即具有超塑性。利用此性能可以實現(xiàn)常用加工方式不容易實現(xiàn)的形狀，而該材料在汽車、航空等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)中，細(xì)晶鋁合金超塑成型溫度大于O. 8Tm (Tm為鋁的絕對熔點，O. 8Tm為473° C)。高溫超塑成型不僅浪費能源，還導(dǎo)致晶粒粗化、表面溶質(zhì)原子損失，降低了成型后工件的力學(xué)性能，如果能在較低溫度下進(jìn)行超塑成型則可有效克服這些不足。低溫超塑性是指在O. 5Tm以下溫度取得的超塑性，鋁合金的O. 5Tm為194° C。然而對鋁合金，取得真正意義上的低溫超塑性是非常困難的，目前公開報道的各種加工技術(shù)制備的細(xì)晶鋁合金低溫超塑性的最低溫度均大于200° C，因此350° C以下的超塑性一般就被認(rèn)為是低溫超塑性。所以，本發(fā)明實施例均采用具有低溫超塑性的鋁合金。實施例一如圖I至圖9所示，本發(fā)明實施例一的示意圖。圖I所示為一圓形薄板的超塑性鋁合金材料，在預(yù)制步驟中，作為內(nèi)層10部件，對其使用沖壓或旋壓的工藝成型為圖2所示的形狀，圖2中，該內(nèi)層中央成型為一內(nèi)頂板11。預(yù)制步驟中，內(nèi)頂板11成型后，即進(jìn)入內(nèi)成型步驟；該內(nèi)成型步驟對內(nèi)層所作的處理是自該內(nèi)頂板11的周緣始，至該內(nèi)層10的外周緣，將該內(nèi)層逐漸收縮為下大上小的內(nèi)周壁12 ;在本實施例中，實現(xiàn)此步驟利用了一個內(nèi)模具40。此內(nèi)模具的末端可傘狀膨脹，亦可收攏拔出，所以，可以如圖3所示在膨脹狀態(tài)下成為內(nèi)周壁12的支撐物，然后自整個內(nèi) 層10底部始開始旋壓收縮，直至整個內(nèi)層10的外緣全部被旋壓完畢，此為內(nèi)成型步驟。外成型步驟用超塑性鋁合金的一外層20，其中央?yún)^(qū)域成型為一外頂板21，此外頂板21與該內(nèi)頂板11的外表面同軸相固定，并且二者構(gòu)成良好的熱導(dǎo)通路，本實施例中，由于內(nèi)頂板11和外頂板12都是平面，所以可以直接緊配合，得到圖4所示的形態(tài)。在圖4的基礎(chǔ)上，該外成型步驟還要將外層20的外緣進(jìn)行收縮處理；即當(dāng)當(dāng)內(nèi)頂板11和外頂板21固定后，再將該外層20自一外折緣21始，逐漸收縮成型為包覆于內(nèi)周壁12之外的下大上小的外周壁22。本實施例使用一個外模具輔助完成該收縮工藝如圖4，設(shè)置一個可伸縮膨脹的外模具50，該外模具50在圖5中始終支撐于外周壁22的內(nèi)表面，待其旋壓完成。特別地，此外模具50限定了一個外折緣21，此為外層20的收縮起始邊緣，所以在外模具50的支撐下，超塑性鋁合金的外緣自外折緣21始收縮形成外周壁22，此外周壁22與內(nèi)周壁12形狀相當(dāng)，由于外折緣21所在的半徑r2大于內(nèi)層10成型后的最大半徑rl，所以，內(nèi)周壁12和外周壁22之間必然具有間隙，如圖5所示。在圖5的基礎(chǔ)上，外模具50利用回抽收縮，脫離內(nèi)周壁12與外周壁22之間，得到圖6所示的形態(tài)。該狀態(tài)下，其內(nèi)模具40仍然保留原有姿態(tài)未變。封口步驟在完成圖6所示的外模具抽離以后，在圖7中收縮該外周壁22的頂端部分，使其與該內(nèi)周壁12的頂端部分相配合且具有熱傳導(dǎo)通路；并且，該外周壁22與該內(nèi)周壁12之間具有環(huán)形的空腔23。外周壁22高度與該內(nèi)周壁12高度相當(dāng)構(gòu)成一開口 30，如圖8所示，此狀態(tài)下，內(nèi)模具40抽離，得到一個完整的散熱器，其中，內(nèi)頂板11和外頂板21的部位用于安裝光源，使LED光源的熱量可以快速地傳導(dǎo)進(jìn)入散熱器?？梢姡捎贸苄凿X合金內(nèi)層11和外層21雙層收縮成型的方式使散熱器的制造方法得到很大的革新，用形狀規(guī)整的薄板快速成型為立體空腔的散熱器，不但成型快速，工藝簡單，避免了鑄造、銑床等復(fù)雜的工藝，同時其雙層結(jié)構(gòu)構(gòu)造了合金內(nèi)部的空腔23，以至于散熱器耗用較少的鋁合金材料也可以具有較大的熱容積，加快了對外頂板21表面LED光源的導(dǎo)熱速度，具有較好的散熱器性能。如圖9所示，本實施例得到的散熱器與一個本體30相互固定的示意圖。該內(nèi)頂板11與外頂板21具有穿透的通孔；鎖緊螺釘61穿過此通孔螺紋配合拉緊一本體60 ;該鎖緊螺釘60與該開口 30同時將該本體60固定，可見，該實施例得到的散熱器可以通過簡單有效的方式固定其他附件，例如燈具的本體60，使之構(gòu)成一個R20、R34或R40的整燈，裝配快
速，工藝簡單。在本實施例中，外頂板21其周緣成型為可固定泡殼的固定部13，該固定部為內(nèi)回轉(zhuǎn)面，泡殼(未標(biāo)示)可以用膠合的方式定位并固定于此。實施例二
如圖10所示，本發(fā)明實施例二得到的散熱器示意圖，本實施例與實施例不同的是，其固定部13為一環(huán)形槽狀，可以比較穩(wěn)固地插接泡殼于外頂板21之外，同時，該固定部13的形狀可以在預(yù)制、外成型時得到處理，不需要散熱器成型后續(xù)的工藝，使散熱器工藝速度仍然得到保證。實施例三如圖11所示，本發(fā)明實施例三得到的散熱器示意圖。該實施例與實施例一得到的散熱器不同的是，其固定部13為外回轉(zhuǎn)面的形式，可以插接泡殼，并具有較大的插接面；另夕卜，在外頂板21的外表面具有一個反光面24,此反光面具有二次光學(xué)設(shè)計,使外頂板21同時具有光學(xué)處理的功能。而反光面24形狀本身可以在預(yù)制以及外成型步驟中在原有的工藝時間內(nèi)完成，可見，本發(fā)明的實施例使鋁合金散熱器的成型大大縮短了工藝時間，利用超塑性鋁合金的特性，快速地成型為各種散熱器。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金塑性材料制備LED散熱器工藝，其特征在于包括以下步驟 預(yù)制將圓形薄板的一超塑性鋁合金內(nèi)層其中央成型為內(nèi)頂板； 內(nèi)成型自該內(nèi)頂板周緣始，至該內(nèi)層的外周緣，將該內(nèi)層逐漸收縮為下大上小的內(nèi)周壁； 外成型用塑性鋁合金的一外層，其中央?yún)^(qū)域成型為一外頂板，與該內(nèi)頂板的外表面同軸相固定并構(gòu)成良好的熱導(dǎo)通路；再將該外層自一外折緣始，逐漸收縮成型為包覆于該內(nèi)周壁之外的下大上小的外周壁；該外折緣半徑大于該內(nèi)層的最大半徑；并且該外周壁高度與該內(nèi)周壁高度相當(dāng)構(gòu)成一開口 ；以及 封口 收縮該外周壁的頂端部分，使其與該內(nèi)周壁的頂端部分相配合且具有熱傳導(dǎo)通路；并且，該外周壁與該內(nèi)周壁之間具有環(huán)形的空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種鋁合金塑性材料制備LED散熱器工藝，其特征在于該內(nèi)周壁與外周壁均以旋壓工藝制成；該內(nèi)成型步驟中，該內(nèi)周壁采用可傘狀膨脹的內(nèi)模具支撐于其內(nèi)表面進(jìn)行旋壓；該外成型步驟中，該內(nèi)周壁采用可伸縮膨脹的外模具支撐于其內(nèi)表面進(jìn)行旋壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種鋁合金塑性材料制備LED散熱器工藝，其特征在于該封口步驟中，該內(nèi)模具在改內(nèi)周壁成型后仍然保留其位置，直至該封口步驟中該內(nèi)周壁與外周壁頂端通過外側(cè)的旋壓配合之后才予以移除。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種鋁合金塑性材料制備LED散熱器工藝，其特征在于該內(nèi)頂板、外頂板為平面者；且該外頂板其周緣成型為可固定泡殼的固定部，該固定部可為環(huán)形槽、外回轉(zhuǎn)面或內(nèi)回轉(zhuǎn)面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種鋁合金塑性材料制備LED散熱器工藝，其特征在于該外層型步驟完成后，該外頂板與該內(nèi)頂板緊密配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述一種鋁合金塑性材料制備LED散熱器工藝，其特征在于該外頂板的外側(cè)具有反光面。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述一種鋁合金塑性材料制備LED散熱器工藝，其特征在于該內(nèi)頂板與外頂板具有穿透的通孔；鎖緊螺釘穿過此通孔螺紋配合拉緊一本體；該鎖緊螺釘與該開口同時將該本體固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁合金塑性材料制備LED散熱器工藝，其特征在于先將圓形薄板的一超塑性鋁合金內(nèi)層其中央成型為內(nèi)頂板；然后自該內(nèi)頂板周緣始，將該內(nèi)層逐漸收縮為下大上小的內(nèi)周壁；再用塑性鋁合金的一外層，其中央?yún)^(qū)域成型為一外頂板，與該內(nèi)頂板的外表面同軸相固定；再將該外層自一外折緣始，逐漸收縮成型為包覆于該內(nèi)周壁之外的下大上小的外周壁；該外折緣半徑大于該內(nèi)層的最大半徑；最后收縮該外周壁的頂端部分，使其與該內(nèi)周壁的頂端部分相配合且具有熱傳導(dǎo)通路；并且，該外周壁與該內(nèi)周壁之間具有環(huán)形的空腔。這種雙層收縮成型的方式使散熱器的制造方法得到很大的革新，可快速成型為立體空腔的散熱器，成型快速，工藝簡單。
文檔編號B21D53/02GK102896254SQ20121033464
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者吳金水 申請人:廈門海萊照明有限公司, 吳金水