[发明专利]一种低阻强化换热冷板的电子束表面造型工艺

说明书

本发明涉及一种低阻强化换热冷板的电子束表面造型工艺，通过在散热器的换热冷板内部加工形成具有一定高度的三维结构的单元，在小范围内影响流体阻力的前提下，最大程度扰乱流体运动状态，从而提高换热器的换热效率，使用特殊工装有效对工件进行导热，保证造型单元的稳定性，造型工艺工序简洁易把控，工艺参数设置合理，且根据不同槽道形状和造型需要，可采用不同的造型方案，有效提高造型效率，从实际层面解决了换热冷板电子束造型的工艺难题。

技术领域

本发明涉及金属材料表面处理领域，具体涉及一种低阻强化换热冷板的电子束表面造型工艺。

背景技术

通常情况下，雷达TR组件采用冷板进行散热，通过机械加工方式在冷板上制备用于换热液体流动的槽道，流体在槽道中流动进行热量交换。目前冷板底部为光滑平面，散热效率较低。

电子束表面造型技术具有形貌可控、无污染、加工效率高等优点，非常适合工件光滑表面的造型处理，现有技术中已有一些使用电子束表面造型技术对光滑的板表面进行造型的研究，例如，发明专利CN105328325A“实现工件减阻的电子束表面加工方法和具有减阻表面的板”中，采用了电子束表面加工的能力进行攻坚表面处理，在工件表面形成多个相互平行的条形凸棱，但其核心在于加工处理高度较低的多个相互平行的条形凸棱，实现减阻目的，整个造型工艺复杂，造型过程中需要考虑的参数变量多，加工效率低，且所形成三角形沟槽微细结构形态单一，减阻效果有限；发明专利CN110391197A“一种船雷达散热器用低热阻强化换热冷板结构”，涉及一种舰船雷达散热器用低热阻强化换热冷板结构，提出了在单方向线性流道内加工星形造型阵列，提高换热器效率，其所针对的流道为线性流道，造型形状单一，且该发明专利只是提出了这种概念，没有涉及具体的电子束表面加工方法，实际造型过程中，还存在很多需要克服的难题，如，换热冷板为了提高换热效率，材质大都为导热性较强的材料，在电子束造型过程中极易发生热量集中，导致造型单元坍塌，造型难度增加，另外，实际使用的冷板槽道形状往往较为复杂，大多为曲线造型，非单一方向，不同流道区域所需的造型形状可能不同，当面对复杂的冷板槽道形状和非单一性的三维造型单元时，如何控制造型过程和工艺参数，提高加工效率并保证造型效果，都是需要技术人员进行解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种低阻强化换热板的电子束表面造型工艺，通过对换热冷板表面进行造型，形成具有一定高度的三维结构单元，有效提高换热器的换热效率，造型过程中使用专用工装对工件进行固定和导热，有效减少热量集中避免造型坍塌，保证造型单元的稳定性，通过对造型过程的优化，能够实现复杂槽道及多区域不同造型形状的处理，加工效率高，造型效果好，有效提高换热器的换热效率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种低阻强化换热冷板的电子束表面造型工艺，所述换热冷板由基板和盖板组成，所述基板上加工有槽道，所述盖板的形状与槽道对应，所述造型工艺包括如下步骤：

（1）利用酒精或丙酮清理待造型的基板和盖板表面，去除油污，干燥待用；

（2）将待造型基板或盖板安装到真空电子束焊机内部，使用冷却固定工装对基板或盖板进行固定，所述冷却固定工装为平板状，面积大于基板面积，内部加工流道并通过真空室外循环水对固定在其上的电子束造型板进行冷却，其中，对基板进行电子束表面造型时，利用冷却固定工装对基板进行固定，基板加工有槽道的一面朝上，通过压板将基板压紧在冷却固定工装上，所述基板与冷却固定工装装配后间隙≤0.2mm，固定好之后，调整基板到电子枪距离为300~1500mm范围内；对盖板进行电子束表面造型时，先将盖板放置在冷却固定工装上，盖板内表面朝上，再在盖板上加装盖板固定工装，所述盖板固定工装为面积略大于盖板的矩形板状结构，所述盖板固定工装的底面设有与盖板形状和厚度相匹配的凹槽，能够将盖板容纳在所述凹槽中，同时，所述盖板固定工装上还设置有与盖板形状相对应且宽度略小于盖板的通槽，以便将盖板上需要进行电子束造型的表面露出，通过所述盖板固定工装将盖板压紧固定在冷却固定工装上；