Управление температурным режимом теперь определяет пределы возможностей светодиодных светильников и силовой электроники электромобилей.. Когда температура соединения повышается, светоотдача падает, Конденсаторы драйвера стареют быстрее, и элементы батареи деградируют неравномерно. Поэтому материал, который отводит тепло из упаковки, не является подробной спецификацией. — это благоприятный выбор. В этой статье объясняется, где подходят алюминиевые сплавы с высокой теплопроводностью., как сплавы литья под давлением, такие как AlSi8, LHB1, и HA7-S сравнить с кованым 6061, и какие средства контроля процесса обеспечивают достоверность заявлений о проводимости в производстве.
Почему тепло стало узким местом в разработке светодиодов и электромобилей
Светодиодный чип преобразует большую часть входной мощности в тепло., и каждые 10°C устойчивого повышения температуры перехода заметно сокращает срок его службы.. Аккумуляторы электромобилей и бортовые зарядные устройства сталкиваются с одним и тем же уравнением с более высокими ставками., потому что температурные градиенты приводят к дисбалансу клеток и преждевременному старению. В обоих случаях сам корпус является основным источником тепла.: тепло должно пройти через стенку корпуса к ребрам или охлаждающей пластине, прежде чем оно достигнет окружающего воздуха..
Это делает теплопроводность сплава корпуса параметром системного уровня.. Корпус, который плохо проводит тепло, заставляет дизайнеров увеличивать площадь ребер., мощность вентилятора, или снижение маржи — все это стоит больше, чем потребовалось бы обновление сплава. Для получения информации о стандартных литейных марках, наш руководство по ADC12, А380, А360, и сплавы ENAC покрытия, где традиционная химия достигает максимума.
The 6061 Контрольный показатель: Отличная проводимость, Неправильный процесс
Алюминиевый сплав 6061 показатель теплопроводности примерно 167 Вт/м·К (Т6 закал) это число, с которым выросло большинство инженеров-теплотехников, и не зря: 6061 пластины превращаются в превосходные холодные плиты и распределители тепла.. Ограничение – производство., не производительность. 6061 представляет собой деформируемый сплав с широким диапазоном затвердевания., поэтому он рвется, а не течет в машине для литья под давлением, и он не может заполнить тонкую стенку, плотная геометрия, необходимая для корпусов светодиодов и электромобилей.
Обработка корпуса из 6061 пластина также покупает проводимость по цене за штуку, что имеет смысл только в небольших объемах., потому что большая часть заготовки становится стружкой. Для годовых объемов свыше нескольких тысяч штук, экономика решительно поворачивается в сторону кастинга.
АлСи8, LHB1, ХА7-С: Литые под давлением сплавы, предназначенные для нагревания
Сплавы для литья под давлением с высокой проводимостью решают проблему с химической стороны.. Обычные литейные сплавы имеют 9–12% кремний для текучести, но кремний, растворенный в решетке алюминия, рассеивает электроны, переносящие тепло. Марки с высокой проводимостью сокращают содержание кремния до очень низкого уровня и удерживают примеси, такие как железо., никель, и цинк в тесных окнах, это то, что раскрывает их производительность: литые корпуса из AlSi8, LHB1, и HA7-S достигают теплопроводности до 200 ж/(м·К) — показатель, соответствующий или превосходящий показатель алюминиевого сплава 6061 эталон теплопроводности, оставаясь при этом полностью пригодным для литья под давлением.
Инженерная профессия реальна, и о ней следует прямо сказать.: с меньшим количеством кремния, эти сплавы менее щадящие в матрице. Они требуют более жесткого контроля химического состава расплава., дисциплинированная температура матрицы, и моделирование процессов при проектировании оснастки. Литейный завод, который уже проводит спектрометрические проверки и моделирование потоков, может поддерживать стабильное производство.; тот, кто не может, будет бороться с холодными замыканиями на плавниковых стенках.
Применение светодиодных корпусов: плавники, Уплотнение, и поддержание люмена
Уличные светодиодные светильники — флагманское применение. Литой под давлением корпус светодиода из сплава с высокой проводимостью быстрее отводит тепло от MCPCB через ребристую структуру., поддержание более низкой температуры перехода при том же количестве ребер — или позволить дизайнерам убрать ребра и вес, чтобы достичь целевой стоимости светильника. Более низкая температура перехода напрямую приводит к более медленному износу светового потока., какой метрический показатель на самом деле покупают специалисты по освещению. Примеры продукции вы можете посмотреть в нашем Портфолио запчастей для светодиодного освещения.
При эксплуатации на открытом воздухе добавляются требования к герметизации. Корпуса IP65 и IP67 должны пройти испытания на герметичность и погружение в воду., а сама отливка не должна иметь сквозных пор, которые могли бы создать путь утечки.. Обнаружение утечек гелия и испытание давлением воздуха в вакуумной камере проверяют каждое семейство корпусов перед выпуском., потому что сплав с оптимизированной проводимостью бесполезен, если корпус плачет в первый сезон дождей.
Применение электромобилей и аккумуляторов: МАТФ 16949 Бар
Программы электромобилей снова поднимают планку. Крышки батарейного отсека, корпуса инверторов, и торцевые щиты двигателя из сплавов с высокой проводимостью должны соответствовать требованиям системы качества автомобильной промышленности. — что для квалифицированного OEM-поставщика означает IATF 16949 сертифицированный контроль процесса от плавки до отгрузки. Два требования доминируют в повседневной работе:
Чистота и плотность. Клиенты автомобильной отрасли указывают пределы чистоты, которым должны соответствовать поступающие детали., проверено автоматическими системами извлечения и анализа чистоты, в то время как измерение плотности расплава водородом сохраняет внутреннюю пористость ниже уровня, который снижает как проводимость, так и герметичность..
Присоединение и отслеживаемость. Сварка трением соединяет половинки литого корпуса без образования пустот, которые оставляет сварка плавлением в сплавах с высоким содержанием кремния., и осмотр металлургического сечения под микроскопом подтверждает соединение. Коды с лазерной маркировкой связывают каждый корпус с его расплавом и обрабатывают данные через систему MES., так что полевой вопрос три года спустя относится к конкретному производственному окну.
Средства управления процессом, которые поддерживают высокую проводимость
Проводимость – это не только химия; это то, что потом литейный завод делает с плавкой. Растворенный водород образует поры, которые прерывают тепловые пути., поэтому плотность водорода в расплаве измеряется, а не предполагается. Вторичные отходы плавятся и очищаются в центральной печи с контролируемым химическим режимом, а не переплавляются по частям на каждой машине.. И поскольку разница между 190 и 200 Вт/м·К обитает в микроэлементах, химический состав процесса проверяется каждые два часа на спектрометре, не один раз за смену.
Покупатели могут все это проверить, не принимая на веру.: протоколы испытаний сырья сопровождают поставки бесплатно, с указанием фактического химического состава тепла, от которого исходят ваши детали.. Элементы, важные для проводимости (кремний, железо, медь) перечислены, чтобы ваша новая команда могла проверить их на соответствие согласованной спецификации. The обзор мастерской показывает центральную плавильную печь, спектрометрическая лаборатория, и инспекционный центр, где проводятся эти проверки.
Выбор между 6061 и отливки с высокой проводимостью
В таблице ниже показано, когда выигрывает каждый маршрут.. Предполагается, что геометрия корпуса удобна для литья.; если деталь представляет собой простую пластину, механическая обработка 6061 остается законным выбором при небольших объемах. Считайте любой номер таблицы данных проводимости предварительным до тех пор, пока он не будет подтвержден на уровне расплава.: специальные сорта проверяются для каждой плавки с помощью спектрометрических журналов., не лабораторные образцы.
| Материал / Маршрут | Теплопроводность (ок.) | Свобода геометрии | Стоимость по объему | Лучшее соответствие |
|---|---|---|---|---|
| 6061-Т6 обработанный | ~167 Вт/м·К | Ограничен доступом к фрезе | Высокий (потеря чипа) | Холодильные плиты малого объема, простые блоки |
| ADC12 литой под давлением | ~90–100 Вт/м·К | Отличный тонкостенный | Низкий | Экономичные корпуса без тепловых целей |
| АлСи8 актерский состав | ~180 Вт/м·К | Отличный тонкостенный | Низкая-средняя | Светодиодные драйверы, тепловые пластины |
| LHB1 / HA7-S литой под давлением | до ~200 Вт/м·К | Отличный тонкостенный | Низкая-средняя | Корпуса светодиодных светильников, Корпуса электромобилей |
Если на вашем чертеже указано целевое термическое сопротивление, самый быстрый путь к решению - это обмен DFM с литейным заводом, который его будет разливать — отправьте чертеж и цель через наш страница контактов и рекомендация по сплаву возвращается с цитатой.
Часто задаваемые вопросы
Какова теплопроводность алюминиевого сплава 6061?
6061 в Т6 темперамент ведет примерно 167 Вт/м·К, что сделало его эталоном по умолчанию для механически обработанных радиаторов и холодных пластин.. Ограничение – это процесс, не число: 6061 представляет собой деформируемый сплав, который нельзя отливать под высоким давлением., поэтому достижение этого в сложном корпусе обычно означает обработку пластины с высокой себестоимостью детали..
Как делают литой AlSi8, LHB1 и HA7-S достигают 200 ж/(м·К)?
Они разрезают кремний намного ниже 9–12% стандартных литейных сплавов и удерживают примесные элементы в узких окнах. Поскольку растворенный кремний рассеивает электроны, переносящие тепло, химия с низким содержанием кремния повышает проводимость в сторону 200 ж/(м·К) потолок. Торговля - менее щадящий процесс литья., именно поэтому эти марки требуют химических проверок спектрометром каждые два часа и дисциплинированного обращения с расплавом..
Совместимы ли корпуса с высокой проводимостью с уплотнением IP65/IP67??
Да, при условии, что отливки проверены, не предполагается. Сквозная пористость – это риск утечки при любом литье под давлением., поэтому семейства светильников перед выпуском проверяются с помощью тестеров на утечку воздуха и гелиевого оборудования в вакуумной камере.. Конструкции корпусов, в которых имеются канавки для прокладок и обработанные уплотнительные поверхности, соответствуют требованиям по погружению IP65 и IP67 для сплавов с высокой проводимостью, как и обычные отливки..
Когда часть EV должна перемещаться из 6061 к литому сплаву с высокой проводимостью?
Двигайтесь, когда три условия складываются: геометрия имеет тонкие стенки или сложные ребра, годовой объем превышает несколько тысяч штук, а тепловая цель находится между тем, что обеспечивает ADC12, и тем, что полностью обработано. 6061 будет стоить. Марки для литья под давлением, такие как AlSi8., LHB1, и HA7-S затем обеспечивают проводимость около 6061 с экономикой литья., под эгидой IATF 16949 управление процессами для автомобильных программ.
