[发明专利]一种提高AlSiC件螺纹孔拆装次数的方法

说明书

本发明公开了一种提高AlSiC件螺纹孔拆装次数的方法，首先加工陶瓷胚体，然后对成型的陶瓷胚体进行机加工，在陶瓷胚体上预留底孔，再将硬质合金制成的镶嵌件镶进陶瓷胚体的预留底孔中进行装模，然后通过浸渗铝将镶嵌件和陶瓷胚体结合，通过机械锁合的方式将镶嵌件固定在铝碳化硅胚体中，最后在镶嵌件上机加螺纹孔制成铝碳化硅件成品。本发明镶嵌件与碳化硅胚体结合紧密，镶嵌件强度高，整个过程一次成型，使用可靠性高。

技术领域

本发明属于电力电子及航空航天技术领域，具体涉及一种提高AlSiC件螺纹孔拆装次数的方法。

背景技术

AlSiC即铝碳化硅，其作为第三代电子封装材料，由于热导率高(180～240W/(m·K))、膨胀系数小(6.5～9.5×10^-6)、密度低2.9～3.2g/cm³、抗弯强度高(＞300MPa)等优点被广泛制成功率模块封装底板及航空航天结构件等。

铝碳化硅底板和结构件等往往通过螺纹孔、沉孔、通孔和盲孔等方式和其他元器件配合在一起形成最终的模块或器件。由于铝碳化硅材料硬度高、脆性大，直接在其上面攻牙不仅对刀具磨损较快，还易造成螺纹崩牙的破坏，另外，在安装螺丝过程中还会由于应力集中而使得铝碳化硅件产生脆性断裂等风险。

为克服铝碳化硅底板及结构件等的安装孔裂，现有方法是将安装孔处设计成铝合金，后期攻丝和安装直接在铝合金上进行，这样紧固螺丝过程中引起的应力集中在铝材中得到有效释放，避免了纯铝碳化硅孔安装过程中因应力集中而导致的脆性断裂。然而，铝材强度较低，铝合金螺孔抗拆状次数低(M3的螺孔其抗拆装次数一般低于10次，其使用的扭力为3N·m)，其螺牙在拆装过程中极易损坏。传统增强铝合金螺纹孔的方法是在螺纹孔中嵌入钢丝螺套，但这种方法使用次数多或者上螺丝过程中用力不当会造成螺套的脱落或滑出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种提高AlSiC件螺纹孔拆装次数的方法。

本发明采用以下技术方案：

一种提高AlSiC件螺纹孔拆装次数的方法，首先加工陶瓷胚体，然后对成型的陶瓷胚体进行机加工，在陶瓷胚体上预留底孔，再将硬质合金制成的镶嵌件镶进陶瓷胚体的预留底孔中进行装模，然后通过浸渗铝将镶嵌件和陶瓷胚体结合，通过机械锁合的方式将镶嵌件固定在铝碳化硅胚体中，最后在镶嵌件上机加螺纹孔制成铝碳化硅件成品。

具体的，镶嵌件为锥形结构，在碳化硅胚体内孔开有对应的安装槽，将镶嵌件放入安装槽内完成装配，然后对组装件进行渗铝，打孔并安装螺丝完成装配。

进一步的，镶嵌件的锥度为2°～10°。

进一步的，镶嵌件的小头直径比螺丝的预攻螺纹外径大1～2mm。

具体的，镶嵌件为卡槽结构，在碳化硅胚体内孔开有对应的安装槽，将镶嵌件放入安装槽内完成装配，然后对组装件进行渗铝，打孔并安装螺丝完成装配。

进一步的，镶嵌件直径方向最小尺寸比螺丝2的预攻螺纹外径大1～2mm。

具体的，镶嵌件与预留底孔的配合间隙为0～0.1mm。

具体的，硬质合金为钛合金或不锈钢。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种提高AlSiC件螺纹孔拆装次数的方法，通过机械锁合的方式将镶嵌件固定在铝碳化硅胚体中，限制镶嵌件Z轴和XY方向的自由度，保证了镶嵌件在受到扭力作用下不脱落。

进一步的，镶嵌件为锥形加平面设计，这种设计主要是通过锥形限制镶嵌件Z轴自由度(此处需要注意锁合方向，保证镶嵌件大口反向螺帽方向，这样镶嵌件受朝上的分力时，大口刚好卡住，镶嵌件不至于被拔出)，侧面平面设计限制镶嵌件XY方向自由度，镶嵌件侧面螺牙保证了其与所渗铝进行机械锁合。