專利名稱：散熱風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種散熱風(fēng)扇，特別是一種利用鎂合金經(jīng)由鍛造方式制成的散熱風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
一般風(fēng)扇構(gòu)件，例如扇框基座、扇輪或蓋板等，大都選擇以ABS、PC或PBT等復(fù)合 性塑料材料利用射出成型方式制成，其中前述復(fù)合性塑料材料大都具有質(zhì)量輕、具高可塑 性及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被大量運(yùn)用于散熱風(fēng)扇的生產(chǎn)制作及應(yīng)用上。隨著科技持續(xù)進(jìn)步，電子產(chǎn)品的效能越來越快速，且產(chǎn)品尺寸也越來越小，因此如 何對電子產(chǎn)品進(jìn)行散熱降溫也為當(dāng)前積極研究開發(fā)的課題。目前大部分的電子產(chǎn)品大都利 用散熱風(fēng)扇作為主要的冷卻降溫工具，使得散熱風(fēng)扇的尺寸微小化及散熱效能提升也相對 成為該領(lǐng)域極欲改善的主要方向。然而，由于前述復(fù)合性塑料材料本身的熱傳導(dǎo)能力較差，導(dǎo)致該塑料風(fēng)扇構(gòu)件本 身的作業(yè)溫度容易快速升高，且不容易降溫，連帶影響該塑料風(fēng)扇構(gòu)件組成的散熱風(fēng)扇的 整體散熱效能；又，前述復(fù)合性塑料材料本身的機(jī)械強(qiáng)度不足，使得該塑料風(fēng)扇構(gòu)件的整體 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也受到影響，不利于該塑料風(fēng)扇構(gòu)件長時(shí)間在高溫及持續(xù)震動(dòng)的環(huán)境下使用，進(jìn) 而縮短了該塑料風(fēng)扇構(gòu)件組成的散熱風(fēng)扇的使用壽命。有鑒于此，為了克服前述現(xiàn)有塑料風(fēng)扇構(gòu)件的缺點(diǎn)，選擇了鋁合金作為制造該風(fēng) 扇構(gòu)件的另一種材質(zhì)，其中鋁合金相較于前述復(fù)合性塑料材料具有極佳的熱傳導(dǎo)能力及高 機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，因此該鋁合金風(fēng)扇構(gòu)件確實(shí)能夠有效提升散熱風(fēng)扇的整體散熱效能，并 強(qiáng)化其結(jié)構(gòu)可靠度，延長使用壽命。然而，由于前述鋁合金材質(zhì)的比重2. 8約略為前述復(fù)合性塑料材料(以ABS為例) 比重1. 04的三倍，導(dǎo)致該風(fēng)扇構(gòu)件的重量大幅增加，因?yàn)樯容喼亓康脑黾訉斐缮犸L(fēng) 扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)芯軸或其他支撐構(gòu)件的負(fù)載也隨之增加，故高比重的鋁合金風(fēng)扇構(gòu)件反而會增加 機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生的情況，而縮短散熱風(fēng)扇的使用壽命。另外，由于前述復(fù)合性塑料材料在生產(chǎn)制作該塑料風(fēng)扇構(gòu)件時(shí)受到射出成形方式 的工藝限制，以及材料本身的機(jī)械強(qiáng)度不足等因素，使得射出成型制成的該塑料風(fēng)扇構(gòu)件 必須維持有一定厚度比例(目前能達(dá)到的最小厚度約為1mm)，才能讓該塑料風(fēng)扇構(gòu)件成 型，造成該塑料風(fēng)扇構(gòu)件的尺寸無法進(jìn)一步縮小。又，前述鋁合金材質(zhì)在生產(chǎn)制作該風(fēng)扇構(gòu)件時(shí)，該鋁合金風(fēng)扇構(gòu)件大都選擇以鋁 擠或壓鑄方式成型，然而鋁擠或壓鑄成型方式往往會造成該鋁合金風(fēng)扇構(gòu)件產(chǎn)生表面缺陷 (例如氣孔或擠痕等)，使得初步成型的風(fēng)扇構(gòu)件需要多經(jīng)過一道表面處理程序消除表面 缺陷，以致工藝步驟過于繁雜及生產(chǎn)成本過高等缺點(diǎn)。另一方面，由于受到鋁擠或壓鑄成 型方式的工藝限制，使得鋁擠或壓鑄制成的該鋁合金風(fēng)扇構(gòu)件也必須維持有一定厚度比例 (目前能達(dá)到的最小厚度約為0.8mm)，才能讓該鋁合金風(fēng)扇構(gòu)件成型，且成品形狀也受到 限制?；谏鲜鲈颍緦?shí)用新型提供一種風(fēng)扇構(gòu)件進(jìn)一步克服上述缺點(diǎn)，提升散熱風(fēng)扇的散熱效能及整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種散熱風(fēng)扇，借助機(jī)械制造方式將AZ-31鎂合金制成風(fēng)扇構(gòu) 件，借此獲得具高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及高導(dǎo)熱能力的輕質(zhì)風(fēng)扇構(gòu)件，為本實(shí)用新型的目的。本實(shí)用新型提供一種散熱風(fēng)扇，將AZ-31鎂合金利用鍛造方式制成風(fēng)扇構(gòu)件，在 維持風(fēng)扇構(gòu)件的機(jī)械強(qiáng)度前提下達(dá)到薄型化的目的，為本實(shí)用新型的另一發(fā)明目的。本實(shí)用新型提供一種散熱風(fēng)扇，用以提升散熱風(fēng)扇的整體散熱效率，為本實(shí)用新 型的再一發(fā)明目的。為達(dá)到前述發(fā)明目的，本實(shí)用新型所運(yùn)用的技術(shù)手段有一種散熱風(fēng)扇，該散熱風(fēng)扇由扇框基座、扇輪及蓋板組成，該蓋板與該扇框基座相 結(jié)合，并形成一個(gè)容置空間，該扇輪轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)于該扇框基座上，該扇框基座、該扇輪或該蓋 板所用的材料是AZ-31鎂合金。本實(shí)用新型的有益效果在于，借助機(jī)械成型方式制成具有高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、高導(dǎo)熱能 力及厚度薄的輕質(zhì)風(fēng)扇構(gòu)件，有助于提升散熱風(fēng)扇的散熱效率，并延長其使用壽命。將 AZ-31鎂合金利用鍛造方式制成風(fēng)扇構(gòu)件，在維持風(fēng)扇構(gòu)件的機(jī)械強(qiáng)度前提下達(dá)到薄型化。 借助風(fēng)扇構(gòu)件，用以提升散熱風(fēng)扇的整體散熱效率。

圖1 本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的散熱風(fēng)扇的立體分解示意圖。圖2 本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的鎂合金蓋板相較于塑料蓋板及鋁合金蓋板的應(yīng) 力-應(yīng)變比較圖。圖3 本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的鎂合金扇輪相較于塑料扇輪的應(yīng)力-應(yīng)變比較圖。主要元件符號說明1扇框基座 2扇輪 3蓋板
具體實(shí)施方式
為讓本實(shí)用新型的上述及其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本實(shí)用 新型的較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下請參照圖1所示，一般散熱風(fēng)扇主要由一扇框基座1、一扇輪2及一蓋板3等風(fēng)扇 構(gòu)件所組合而成，該蓋板3與該扇框基座1相結(jié)合，并形成一個(gè)容置空間，該扇輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的 設(shè)于該扇框基座1上。本實(shí)用新型較佳實(shí)施例選擇由一 AZ-31鎂合金以機(jī)械成型方式制 成該扇框基座1、扇輪2及蓋板3等風(fēng)扇構(gòu)件，其中該AZ-31鎂合金的成分重量百分比包含 有鋁(Α1)2·5 至 3.5%、銅(Cu)O. 05% 以下、鈣(Ca)0. 04% 以下、鐵(Fe)0. 005% 以下、錳 (Mn)O. 2%以下、鋅(Zn)O. 6至1.4%、鎳(Ni)O. 005%以下、硅(Si)O. 以下，以及其余比 例為鎂(Mg)。該ΑΖ-31鎂合金的組成密度約為1. 77g/cm3。請參照下列表1所示，本實(shí)用新型所采用的AZ-31鎂合金不論在機(jī)械強(qiáng)度(例如 降伏強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度等)及熱傳導(dǎo)系數(shù)均明顯優(yōu)于復(fù)合性塑料材料ABS ；另外，再參照圖2 及圖3所示，由圖示可清楚得知本實(shí)用新型的鎂合金風(fēng)扇構(gòu)件不論是該鎂合金扇輪2或該鎂合金蓋板3，相較現(xiàn)有ABS塑料風(fēng)扇構(gòu)件均明顯具有較佳的抗應(yīng)變能力，故該鎂合金散熱 風(fēng)扇具有的高強(qiáng)度及高導(dǎo)熱性能夠克服現(xiàn)有ABS塑料風(fēng)扇構(gòu)件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的缺陷，并延 長散熱風(fēng)扇的使用壽命。又，請同時(shí)參照下列表1及2，相較于利用ADC12鋁合金所制成的鋁合金風(fēng)扇構(gòu)件， 雖然該鋁合金風(fēng)扇構(gòu)件在機(jī)械強(qiáng)度及導(dǎo)熱能力上并不比本實(shí)用新型的鎂合金風(fēng)扇構(gòu)件差， 但是由于AZ-31鎂合金的比重遠(yuǎn)低于ADC12鋁合金的比重，故在相同體積的前提下，本實(shí)用 新型的鎂合金蓋板3的重量僅為現(xiàn)有鋁合金蓋板重量的60% (如表2所示)，同理可知其 他的鎂合金扇框基座1或扇輪2等構(gòu)件也相對具有輕量化的效果，其能夠大幅降低散熱風(fēng) 扇的整體重量，同時(shí)減輕散熱風(fēng)扇在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)該扇輪2的芯軸(未繪示)或其他支撐構(gòu)件的 負(fù)載，延長散熱風(fēng)扇的使用壽命。在目前電子產(chǎn)品講求微小化及輕量化的前提下，本實(shí)用新型的鎂合金風(fēng)扇構(gòu)件相 較于現(xiàn)有鋁合金風(fēng)扇構(gòu)件不但能夠大幅減輕構(gòu)件重量，達(dá)到輕量化的目的，同時(shí)還能使散 熱風(fēng)扇保有極佳的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。表1、現(xiàn)有風(fēng)扇構(gòu)件材料ABS、鋁合金ADC12及本實(shí)用新型AZ-31鎂合金的材質(zhì)特性。 表2、具相同尺寸的ABS塑料扇輪、ADC12鋁合金扇輪及本實(shí)用新型AZ-31鎂合金
扇輪的重量比較表。
上述本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的散熱風(fēng)扇的制作裝置，較佳選用機(jī)械鍛造方式制作 成形該AZ-31鎂合金風(fēng)扇構(gòu)件，制造上述風(fēng)扇構(gòu)件的裝置包括一臺鍛造壓床，其包含鍛錘 及固定砧；一組鍛造模具，其至少包含一個(gè)上模及一個(gè)下模，該上模及該下模能夠相互對 接，該上模的一個(gè)模穴及下模的一個(gè)模穴對接后構(gòu)成前述風(fēng)扇構(gòu)件形狀的空穴；該上模結(jié)合于鍛造壓床的鍛錘上，該下模則對應(yīng)上模設(shè)置于該鍛造壓床的一固定砧上。對應(yīng)該風(fēng)扇構(gòu)件的外形輪廓預(yù)制一上模具及一下模具；置放一 AZ-31鎂錠于該下 模具的一模穴中；最后，利用一鍛錘帶動(dòng)該上模具配合該下模具對該AZ-31鎂錠進(jìn)行沖鍛， 以成形一 AZ-31鎂合金風(fēng)扇構(gòu)件成品。更詳言之，該上模具及下模具的對應(yīng)面上分別設(shè)有一模穴，且該二模穴共同構(gòu)成 的形狀相同于欲成型的風(fēng)扇構(gòu)件的外形輪廓(例如該上模具與該下模具相互對接后，該 二模穴能夠共同形成該扇框基座1的外形輪廓)，并將該上模具結(jié)合于一鍛造壓床的鍛錘 上；該下模具則設(shè)置于該鍛造壓床的一固定砧上，且對應(yīng)位于該上模具下方。接著，在該AZ-31鎂錠置放于該下模具的模穴進(jìn)行沖鍛之前，可依風(fēng)扇構(gòu)件成品 需求(例如尺寸大小、精度或機(jī)械性質(zhì))選擇預(yù)先加熱該AZ-31鎂錠至其再結(jié)晶溫度以 上；加熱該AZ-31鎂錠至室溫(25°C )以上，但未超過其再結(jié)晶溫度；或者，不加熱該AZ-31 鎂錠，直接于室溫下等三種鍛造環(huán)境溫度下的其中一種，進(jìn)行后續(xù)進(jìn)行沖鍛成形工藝。其 中，該AZ-31鎂合金的再結(jié)晶溫度約為300°C。最后，借助鍛造壓床的鍛錘帶動(dòng)該上模具朝向該下模具移動(dòng)，以便該上模具產(chǎn) 生一沖擊力施加于該下模具的模穴內(nèi)的AZ-31鎂錠上，通過該上模具的連續(xù)沖擊迫使該 AZ-31鎂錠對應(yīng)該二模穴的輪廓形狀產(chǎn)生變形，借此獲得該AZ-31鎂合金風(fēng)扇構(gòu)件的成品。 又，在完成前述工藝取得該成品之后，可利用烤漆、陽極處理或?yàn)R鍍等方式對該成品進(jìn)行表 面處理，以提升其表面質(zhì)感。相較于現(xiàn)有復(fù)合性塑料材料利用射出成型方式制造該風(fēng)扇構(gòu)件，以及現(xiàn)有鋁合金 材質(zhì)利用鋁擠方式成形該風(fēng)扇構(gòu)件而無法縮減其尺寸厚度的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型經(jīng)由鍛造形 成的該鎂合金風(fēng)扇構(gòu)件，借助該AZ-31鎂合金本身的高強(qiáng)度及鍛造工藝的特性，使得鍛造 成形的鎂合金風(fēng)扇構(gòu)件在維持相同結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下能夠縮減其厚度至0. 5mm，且其尺寸 公差也可控制在+/-0. 02mm內(nèi)，進(jìn)一步達(dá)到輕量化及尺寸薄型化的目的。再者，本實(shí)用新型借助鍛造方式成形該鎂合金風(fēng)扇構(gòu)件，并不會于構(gòu)件成品表面 產(chǎn)生氣孔或細(xì)紋等表面缺陷，相較于利用壓鑄成形的鋁合金風(fēng)扇構(gòu)件，本實(shí)用新型可以省 去補(bǔ)土或修整等表面處理程序，進(jìn)而具有簡化整體工藝及提升生產(chǎn)效率的功效。請參照下列表3所示，其中編號1的散熱風(fēng)扇由ADC12蓋板及ABS扇輪所構(gòu)成；編 號2的散熱風(fēng)扇由ABS蓋板及ABS扇輪所構(gòu)成；編號3的散熱風(fēng)扇由AZ-31蓋板及AZ-31 扇輪所構(gòu)成；編號4的散熱風(fēng)扇由AZ-31蓋板及ABS扇輪所構(gòu)成；及，編號5的散熱風(fēng)扇由 ADC12蓋板及AZ-31扇輪所構(gòu)成，另外該AZ-31扇輪的平均厚度約為0. 5mm,而該ABS扇輪 的平均厚度約為1mm。通過表3可清楚得知，由于本實(shí)用新型的AZ-31扇輪的厚度能夠縮 減至0. 5mm,使得每分鐘通過該AZ-31扇輪(如編號3、5)的驅(qū)風(fēng)量相較于通過該ABS扇輪 (如編號1、2、4)的驅(qū)風(fēng)量可明顯提升。又，請參照下列表4所示，該編號1至3的散熱風(fēng)扇進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)測試，其中各該散 熱風(fēng)扇的初始溫度及環(huán)境溫度均為25°C，且在經(jīng)過至少30分鐘后的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)后達(dá)到一個(gè) 穩(wěn)定的作業(yè)溫度。由表4可知，該編號1及2的散熱風(fēng)扇最后的穩(wěn)定作業(yè)溫度均上升至 61. 5°C，其二者的溫度變化值為36. 5°C ；相較之下，該編號3的散熱風(fēng)扇由于AZ-31鎂合金 的高導(dǎo)熱能力，使得最后的穩(wěn)定作業(yè)溫度為47°C，其溫度變化值僅為22°C。綜上所述，借助 鍛造制成的鎂合金風(fēng)扇構(gòu)件所組成的散熱風(fēng)扇，不但能夠有效提升整體驅(qū)風(fēng)效率，更可進(jìn)一步提升其散熱效能。表3、不同材質(zhì)的風(fēng)扇類型的P-Q對照表。
表4、不同材質(zhì)的風(fēng)扇類型的散熱效率比較表。
權(quán)利要求一種散熱風(fēng)扇，其特征在于，該散熱風(fēng)扇由扇框基座、扇輪及蓋板組成，該蓋板與該扇框基座相結(jié)合，并形成一個(gè)容置空間，該扇輪轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)于該扇框基座上，該扇框基座、該扇輪或該蓋板所用的材料是AZ-31鎂合金。
2.依權(quán)利要求1所述的散熱風(fēng)扇，其特征在于，該扇框基座、該扇輪及該蓋板的平均厚 度為0. 5mmο
3.依權(quán)利要求1所述散熱風(fēng)扇，其特征在于，該扇框基座、該扇輪及該蓋板為模鍛成型 的風(fēng)扇構(gòu)件。
專利摘要一種散熱風(fēng)扇，該散熱風(fēng)扇由扇框基座、扇輪及蓋板組成，該蓋板與該扇框基座相結(jié)合，并形成一個(gè)容置空間，該扇輪轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)于該扇框基座上，該扇框基座、該扇輪或該蓋板所用的材料是AZ-31鎂合金。如此，借助機(jī)械成型方式制成具有高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、高導(dǎo)熱能力及厚度薄的輕質(zhì)散熱風(fēng)扇，有助于提升散熱風(fēng)扇的散熱效率，并延長其使用壽命。
文檔編號F04D25/08GK201636033SQ20092027886
公開日2010年11月17日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者李朝勛, 洪銀樹, 王啟明, 謝岡穎 申請人:建準(zhǔn)電機(jī)工業(yè)股份有限公司