Les exigences de qualité pour le traitement des profils de dissipateurs thermiques en alliage d'aluminium

Certains profils de dissipateurs thermiques, de petite taille et de formes symétriques, sont relativement faciles à réaliser. Cependant, la plupart des profils de dissipateurs thermiques sont plats et larges, avec de grandes dimensions extérieures et une certaine asymétrie. Le rapport rainure/largeur entre les ailettes du dissipateur thermique est important, ce qui rend leur production plus difficile.

 

Pour produire avec succès des profils de dissipateurs thermiques, une coopération est nécessaire sur divers aspects, notamment la qualité des lingots, le matériau et la conception du moule, ainsi que les processus d'extrusion.

 

1. Exigences de qualité pour les lingots
La composition de l'alliage des lingots doit contrôler strictement les niveaux d'impuretés pour garantir la pureté de l'alliage fondu. Pour l'alliage 6063, la teneur en Fe, Mg et Si doit être contrôlée. La teneur en Fe doit être inférieure à 0,2 %, tandis que la teneur en Mg et Si doit généralement se situer dans les limites inférieures des normes nationales : teneur en Mg entre 0,45 % et 0,55. % et teneur en Si comprise entre 0,25 % et 0,35 %. Les lingots doivent subir un traitement d'homogénéisation approfondi pour garantir une composition et des performances uniformes. La surface du lingot doit être lisse, sans ségrégation ni sable adhérant. La face d'extrémité du lingot doit être plate, sans marches ni inclinaison excessive (moins de 3 mm). Des faces d'extrémité inégales pourraient entraîner une concentration de contraintes et endommager le moule pendant l'extrusion, provoquant une extrusion inégale ou un blocage du moule.

 

 

2. Exigences relatives aux moules
Les moules pour profilés de dissipateurs thermiques sont constitués de nombreuses dents fines et doivent résister à des forces d'extrusion importantes. Chaque dent doit avoir une résistance et une ténacité élevées pour éviter la casse. Par conséquent, la qualité de l’acier moulé est essentielle. Il est recommandé d'utiliser de l'acier H13 produit par des fabricants fiables ou de l'acier importé de haute qualité. Un traitement thermique approprié est essentiel, utilisant un chauffage sous vide et une trempe à l'azote pur à haute pression pour garantir des performances uniformes dans toutes les parties du moule. Après la trempe, trois processus de revenu sont nécessaires pour maintenir une dureté HRC48-52 avec une ténacité suffisante, évitant ainsi la casse des dents. Une conception appropriée du moule et une fabrication précise sont essentielles à une extrusion réussie. Il est conseillé d'éviter l'extrusion directe des lingots sur la bande de travail du moule. Pour les profils de dissipateur thermique plats et larges en forme de peigne, un moule symétrique dirigeant le flux avec un centre plus petit et des côtés plus grands est recommandé pour réduire les forces d'extrusion sur la bande de travail et assurer une répartition uniforme de la pression.

 

 

 

3. Réduire les forces d'extrusion
Pour éviter la casse des dents du moule, il est essentiel de minimiser les forces d’extrusion. Ces forces dépendent de facteurs tels que la longueur du lingot, la résistance à la déformation de l'alliage, l'état du lingot et le degré de déformation. Par conséquent, la longueur de la tige d'extrusion pour l'extrusion de profilés en aluminium pour dissipateur thermique ne doit pas être trop longue, environ 60-85 % de la longueur normale de la tige. Pour les profils de dissipateur thermique de forme complexe, il est conseillé d'utiliser des tiges d'extrusion plus courtes (40-60 % de la longueur normale) pour l'extrusion d'essai, en particulier lors des essais initiaux afin de garantir une production réussie. Un recuit d'uniformisation des lingots est également nécessaire pour améliorer les performances d'extrusion et réduire les forces d'extrusion.

 

4. Processus d'extrusion
La clé de la production de profils de dissipateur thermique est l’essai initial du moule d’extrusion. Si possible, effectuez un test de simulation sur ordinateur pour évaluer la conception de la bande de travail dans le moule. Ensuite, procédez à un véritable essai d’extrusion sur la machine d’extrusion. L'essai initial est crucial et l'opérateur doit faire avancer lentement le piston principal à une basse pression inférieure à 8 MPa pour garantir une extrusion uniforme de chaque ailette du dissipateur thermique. Ce n'est qu'une fois que chaque ailette du dissipateur thermique a été uniformément extrudée à travers le trou de la matrice que la pression peut être progressivement augmentée. Lors de la poursuite de l'extrusion après un essai réussi, il est essentiel de contrôler la vitesse d'extrusion pour un fonctionnement fluide. Faites attention à la température du moule, en le gardant proche de la température du lingot. Une différence de température significative peut entraîner une baisse de température, provoquant un blocage du moule ou une vitesse d'écoulement inégale pendant l'extrusion.