鋁基板，是原材料的一種，是一種具有良好散熱功能的金屬基覆銅板。它是以電子玻纖布或其它增強材料浸以樹脂、單一樹脂等為絕緣粘接層，一面或雙面覆以銅箔并經(jīng)熱壓而制成的一種板狀材料，被稱為覆銅箔層壓鋁基板，簡稱為鋁基覆銅板。下面就由康電路來為大家介紹一下鋁基板的性能和材料的表面處理。鋁基板的性能介紹：1、優(yōu)良的散熱性能--鋁基覆銅箔板具有優(yōu)良的散熱性能，這是此類板材*突出的特點。用它制成的PCB，不僅能有效地防止在其上裝載的元器件及基板的工作溫度上升，還能將電源功放元件，大功率元器件，大電路電源開關(guān)等元器件產(chǎn)生的熱量迅速地散發(fā)，除此之外還因其密度小、質(zhì)輕(2.7g/cm3)，可防氧化，價格較便宜，因此它成為金屬基覆銅板中用途*廣、用量*大的一種復(fù)合板材。絕緣鋁基板飽和熱阻為1.10℃/W、熱阻為2.8℃/W，這樣大大提高了銅導(dǎo)線的熔斷電流。2、提高機(jī)械加工的效率和質(zhì)量--鋁基覆銅板具有高機(jī)械強度和韌性，此點大大優(yōu)于剛性樹脂類覆銅板和陶瓷基板。它可以在金屬基板上實現(xiàn)大面積的印制板的制造，特別適合在此類基板上安裝重量較大的元器件。另外鋁基板還具有良好的平整度，可在基板上進(jìn)行敲錘、鉚接等方面的組裝加工或在其制成PCB上沿非布線部分折曲、扭曲等，而傳統(tǒng)的樹脂類覆銅板則不能。3、尺寸的穩(wěn)定性高--對于各種覆銅板來說都存在著熱膨脹(尺寸穩(wěn)定性)問題，特別是板的厚度方向(Z軸)的熱膨脹，使金屬化孔，線路的質(zhì)量受到影響。其主要原因是板材的線膨脹系數(shù)有差異，如銅的，而環(huán)氧玻纖布基板的線膨脹系數(shù)為3。兩者線膨脹相差很大，易造成基板受熱膨脹變化的差異，致使銅線路和金屬化孔斷裂或遭到破壞。而鋁基板的線膨脹系數(shù)在之間，它比一般的樹脂類基板小得多，而更接近于銅的線膨脹系數(shù)，這樣有利于保證印制電路的質(zhì)量和可靠性。鋁基板材料的表面處理：去油--鋁基板材表面在加工和運輸過程中表面涂有油層保護(hù)，使用前必須將其清洗干凈。其原理是利用汽油(一般用航空汽油)作為溶劑，可將其溶解，再用水溶性的清洗劑將油污除去。用流水沖其表面，使其表面干凈，不掛水珠。脫脂-經(jīng)過上述處理過的鋁基材，表面尚有未除凈的油脂，為了將其徹底去除，用強堿氫氧化鈉在50℃浸泡5min，再用清水沖洗。堿蝕--作為基底材料的鋁板表面，應(yīng)具有一定的粗糙度。由于鋁底材及其表面的氧化鋁膜層均為兩性材料，可利用酸性、堿性或復(fù)合堿性溶液體系對鋁基底材料的腐蝕作用對其表面進(jìn)行粗化處理。另外，粗化溶液中還需加入其他物質(zhì)和助劑，使其達(dá)到下述的目的。化學(xué)拋光(浸亮)--由于鋁底基材料中含有其他雜質(zhì)金屬，在粗化過程中易形成無機(jī)化合物粘附在基板表面，因而要對表面形成的無機(jī)化合物進(jìn)行分析。根據(jù)分析結(jié)果，配制相適應(yīng)的浸亮溶液，將粗化后的鋁基板置于此浸亮溶液中，保證一定的時間，從而使鋁板的表面干凈并發(fā)亮。

             雜質(zhì)元素的影響-釩在鋁合金中構(gòu)成VAl11難熔化合物，在熔鑄進(jìn)程中起細(xì)化晶粒效果，但比鈦和鋯的效果小。釩也有細(xì)化再結(jié)晶安排、進(jìn)步再結(jié)晶溫度的效果。鈣在鋁合金中固溶度極低，與鋁構(gòu)成CaAl4化合物，鈣又是鋁合金的超塑性元素，大概5%鈣和5%錳的鋁合金具有超塑性。鈣和硅構(gòu)成CaSi，不溶于鋁，因為減小了硅的固溶量，可略進(jìn)步工業(yè)純鋁的導(dǎo)電功能。鈣能改進(jìn)鋁合金切削功能。CaSi2不能使鋁合金熱處理強化。量鈣有利于去掉鋁液中的氫。鉛、錫、鉍元素是低熔點金屬，它們在鋁中固溶度不大，略下降合金強度，但能改進(jìn)切削功能。鉍在凝結(jié)進(jìn)程中脹大，對補縮有利。高鎂合金中參加鉍可避免鈉脆。銻首要用作鍛造鋁合金中的蛻變劑，變形鋁合金很少運用。僅在Al-Mg變形鋁合金中替代鉍避免鈉脆。銻元素參加某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中，改進(jìn)熱壓與冷壓工藝功能。鈹在變形鋁合金中可改進(jìn)氧化膜的構(gòu)造，削減熔鑄時的燒損和攙雜。鈹是有毒元素，能使人發(fā)生過敏性中毒。因而，觸摸食物和飲料的鋁合金中不能富含鈹。焊接資猜中的鈹含量一般操控在8μg/ml以下。用作焊接基體的鋁合金也應(yīng)操控鈹?shù)暮?。鈉在鋁中幾乎不溶解，較大固溶度小于0.0025%，鈉的熔點低(97.8℃),合金中存在鈉時，在凝結(jié)進(jìn)程中吸附在枝晶外表或晶界，熱加工時，晶界上的鈉構(gòu)成液態(tài)吸附層，發(fā)生脆性開裂時，構(gòu)成NaAlSi化合物，無游離鈉存在，不發(fā)生“鈉脆”。當(dāng)鎂含量超2%時，鎂攫取硅，分出游離鈉，發(fā)生“鈉脆”。因此高鎂鋁合金不允許運用鈉鹽熔劑。避免“鈉脆”的辦法有氯化法，使鈉構(gòu)成NaCl排入渣中，加鉍使之生成Na2Bi進(jìn)入金屬基體;加銻生成Na3Sb或加入稀土亦可起到一樣的效果。
         鋁合金零件表面變黑的原因:鋁氧化加工鋁合金鑄造一般都是用金屬型鑄造，金屬鋁及鋁合金具有很好的流動性和可塑性，但在使用過程中容易變黑，原因為：(1)工藝設(shè)計不合理。鋁合金壓鑄件在清洗或壓檢后處理不當(dāng)，為鋁合金壓鑄件發(fā)霉變黑創(chuàng)造了條件，加速了霉變的生成。(2)倉儲管理不到位。將鋁合金壓鑄件存放在倉庫不同的高度，其發(fā)霉的狀況也不同。(3)鋁合金的內(nèi)部因素。很多鋁合金壓鑄件廠家在壓鑄、機(jī)加工工序之后，不做任何清潔處理，或者簡單的用水沖沖，無法做到徹底清洗干凈，壓鑄鋁表面殘留有脫模劑、切削液、皂化液等腐蝕性物質(zhì)以及其他污漬，這些污漬加快了鋁合金壓鑄件長霉點變黑的速度。(4)鋁合金外部環(huán)境因素。鋁是活潑金屬，在一定的溫度和濕度條件下極易氧化變黑或發(fā)霉，這是鋁本身的特性決定的。(5)選用清洗劑不得當(dāng)。選用的清洗劑具有強腐蝕性，造成壓鑄鋁腐蝕氧化。

          鋁型材散熱器生產(chǎn)工藝：首先貼膜不能直接貼在鉻化層上，否則會影響膜的附著力;其次，貼膜后要及時噴涂不能停放時間過長，否則容易導(dǎo)致貼膜脫落，嚴(yán)重時還要重新貼膜;再次是撕膜時要控制流平時間，不能貼膜后馬上撕膜，這樣會對產(chǎn)品質(zhì)量帶來一定的影響;*后是兩種顏色的噴涂順序要根據(jù)具體情況確定，既要考慮到兩次固化，又要考慮到遮蓋效果。貼膜質(zhì)量控制：散熱器鋁型材質(zhì)量控制中貼膜質(zhì)量很重要，若貼不好，會導(dǎo)致噴涂困難，如貼膜的張力不大、壓緊程度要控制好;對形狀復(fù)雜的部位要分開貼膜，貼膜后要檢查貼膜是否貼牢。否則將會給噴涂帶來麻煩。影響噴涂質(zhì)量。公司生產(chǎn)的鋁型材產(chǎn)品均由專業(yè)的技術(shù)人員嚴(yán)格把關(guān)，并擁有專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，保證質(zhì)量問題，客戶可放心選購我廠產(chǎn)品。鋁型材散熱器的貼膜材質(zhì)：首先要對貼膜材質(zhì)合理選擇，根據(jù)散熱器鋁型材產(chǎn)品的要求、表面處理方式，選擇相應(yīng)的貼膜，同是還要考慮貼膜上的膠對鋁型材表面質(zhì)量的影響。
             縮孔是鋁合金壓鑄件常見的內(nèi)部缺陷，常出現(xiàn)在產(chǎn)品壁厚較大或者易形成熱點的位置。一般來講，只要縮孔不影響產(chǎn)品的使用性能，都以合格的方式來判定。然而，對于一些重要部位，如汽車發(fā)動機(jī)汽缸體的冷卻水道孔或潤滑油道孔，出現(xiàn)縮孔是不允許判定合格的。
某企業(yè)的一款鋁合金制發(fā)動機(jī)曲軸箱，采用布勒28000kN冷室壓鑄機(jī)鑄造，材質(zhì)為ADC12合金，成分見表1。鑄件毛坯質(zhì)量為6.3 kg，后工序進(jìn)行X射線探傷時發(fā)現(xiàn)第二個曲軸軸承孔油道出現(xiàn)縮孔，離油道約8 mm，存在較大的漏油風(fēng)險。據(jù)統(tǒng)計，2017年該位置的縮孔報廢率為5%，經(jīng)過一系列的探索，成功地將廢品率降低為0.2％。本課題從鋁合金壓鑄件縮孔的形成機(jī)理[1-5]和鑄造條件兩方面出發(fā)，分析鑄件產(chǎn)生縮孔的原因，尋求改善措施，以期為日后解決鋁合金壓鑄件縮孔問題提供參考。一、鋁合金壓鑄件縮孔形成機(jī)理及形態(tài)--縮孔形成機(jī)理：導(dǎo)致鋁合金壓鑄件縮孔的原因較多，追溯其本源，主要是鋁合金從液相向固相轉(zhuǎn)變過程中鋁液補縮不足而導(dǎo)致。常見的縮孔原因有：①模溫梯度不合理，導(dǎo)致鋁液局部收縮不一致。②鋁液澆注量偏少，導(dǎo)致料餅薄，增壓階段補壓不足。③模具存在熱結(jié)或尖銳區(qū)域。④模具的內(nèi)澆口寬度不夠，面積較小，導(dǎo)致鑄件過早凝固，增壓階段壓力傳遞受阻、鋁液無法補縮。⑤鑄造壓力設(shè)置過低，補縮效果較差。圖1為鋁合金鑄件縮孔形成的示意圖。鑄件縮孔形態(tài)：縮孔是一種鋁合金壓鑄件乃至鑄件常見的內(nèi)部缺陷，常出現(xiàn)在產(chǎn)品壁厚較大、模具尖角和模溫溫差較大等區(qū)域。圖2為某款發(fā)動機(jī)曲軸箱縮孔形態(tài)，縮孔呈似橢圓狀，距離軸承油道孔約10 mm，內(nèi)壁粗糙，無光澤。縮孔區(qū)域鑄件壁厚較大，約為22 mm；油道孔銷子前端無冷卻水，模溫較高。汽車發(fā)動機(jī)曲軸的兩大軸頸（主軸頸和連桿軸頸）工作載荷較大，磨損嚴(yán)重，工作時必須進(jìn)行壓力潤滑。在此情況下，軸頸的油道孔附近若存在縮孔，將會嚴(yán)重影響潤滑效果。二、縮孔相關(guān)對策：鋁合金壓鑄件產(chǎn)生鑄造缺陷的原因有產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)特征、模具設(shè)計得澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)設(shè)計不合理、工藝參數(shù)設(shè)計不合理等原因[1~4]。根據(jù)常見的鑄造缺陷原因以及鋁合金鑄件缺陷處理流程，探索解決鋁合金壓鑄件厚大部位縮孔的相應(yīng)對策。前期分析及對策：鑄件縮孔的前期分析從容易操作的工藝參數(shù)出發(fā)，通過現(xiàn)場測量及觀察，測得模具內(nèi)澆口厚度為4 mm，計算的內(nèi)澆口速度為40 m/s，產(chǎn)品壁厚*薄處為4.6 mm；料餅厚度為25 mm；鑄造壓力為60MPa。由經(jīng)驗可知，模具設(shè)計符合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)該不存在增壓階段補縮不足的問題。但是，增壓階段的鋁液補縮與料餅厚度和增壓壓力有直接的關(guān)系，合適的料餅厚度與鑄造壓力才能形成內(nèi)部組 織致密的鑄件，因此，可以懷疑縮孔是由鑄造壓力偏低和料餅偏薄而導(dǎo)致的。前期鑄件縮孔的對策分為兩個：①鑄造壓力由之前的65MPa提高至90MPa；②料餅厚度有原來的25 mm調(diào)整為30 mm。采用上述措施后，經(jīng)過小批量專流驗證，縮孔率由5%減低為4.8%，效果不明顯，說明工藝參數(shù)不是引起鑄件縮孔的主因。中期分析及對策：由于引起鑄件縮孔的本質(zhì)原因是鋁液凝固時補縮不足而導(dǎo)致，而模具溫度分布不均容易導(dǎo)致鋁液凝固順序不合理，從而補縮不足，因此，中期對策分析主要從確保合理的模具溫度入手。由產(chǎn)品3D模型可知，鑄件縮孔處壁厚為22.6mm，壁厚較大，容易引起較高的模具溫度。鋁液凝固時，壁厚較大鑄件內(nèi)部鋁液由于溫度較高，尚處于液相或者固液混合相，而此時內(nèi)澆口進(jìn)行補縮的通道可能已經(jīng)凝固。這樣，在增壓階段鑄件無法進(jìn)行鋁液補縮，從而有形成縮孔的可能。為確保合適的模具溫度，采用熱成像儀測得脫模劑噴涂后模具*高溫度為272℃（見圖3），高于正常的模具噴涂后溫度，其他區(qū)域模具溫度及其分布整體正常。因此，需要降低縮孔處模溫。另外，測得此處冷卻水孔底部距離模具型腔表面距離較大為20 mm，因為較大的熱傳遞距離會降低模具的冷卻效果，所以需要對冷卻水孔進(jìn)行更改。為降低縮孔處模具溫度，主要采取3個方法：①改善模具冷卻系統(tǒng)。將縮孔附件的冷卻水孔深度加深，由距模具表面20 mm變成12 mm，以此快速帶走附近模具熱量，降低模溫；將所有模具冷卻水管與水管統(tǒng)一編號，一一對應(yīng)，防止模具保全時裝錯，影響冷卻效果[5，6]。②降低澆注溫度，由675℃變?yōu)?45℃。③延長縮孔處模具噴涂時間，由2 s變成3 s。實施上述整改措施后，縮孔區(qū)域模具噴涂后溫度大幅度降低，約為200℃，屬于正常范圍?？s孔率有4.8%降低到4%，說明此類措施對縮孔具有一定效果，但不能徹底解決此區(qū)域的縮孔問題。后期分析及對策：通過前面兩次改善，基本保證壓鑄模具處于理論上的合理狀態(tài)，即澆注系統(tǒng)設(shè)計合理、冷卻系統(tǒng)布置合適，工藝參數(shù)設(shè)計*優(yōu)。然而，鑄件縮孔率仍有4%之多。鑄件縮孔處壁厚為22.6 mm，遠(yuǎn)大于其他部位的壁厚，較大的壁厚可能引起鑄件中心凝固時補縮不足，增壓結(jié)束后此區(qū)域還沒有完全凝固,繼續(xù)收縮產(chǎn)生縮孔[7~10]，模流分析見圖4。因此，如何解決鑄件縮孔處的補縮不足，也許才是問題的關(guān)鍵。一般來講，鑄件的補縮時通過料餅→澆道→內(nèi)澆口→鑄件這條路徑進(jìn)行的。由于鑄件厚大部位后于內(nèi)澆口凝固，切斷了增壓后期的補縮通道，因此無法補縮。