本發(fā)明涉及散熱
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種散熱材料、散熱結(jié)構(gòu)、控制器及電動工具。
背景技術(shù)：
：散熱殼體主要采用高速壓鑄(簡稱壓鑄)工藝生產(chǎn)，散熱齒和壁的尺寸較厚，一般對于高度超過40mm以上的散熱齒，其齒頂厚均在1.6mm以上，因為造成其重量較大。散熱殼體的材料常用的材料有日標(biāo)adc12、國標(biāo)yl102或歐標(biāo)alsi10mg等，這些材料所含的硅元素雖然提高了鋁的流動性，但鋁的流動性也會降低散熱效果，他們之中導(dǎo)熱系數(shù)高的有121w/(m.k)，較低的只有92w/(m.k)，因此，現(xiàn)有的散熱殼體總體而言散熱性能偏差，需要尺寸更大的散熱齒才能滿足散熱要求，然而這會導(dǎo)致散熱殼體體積加大，占用空間，且提高了制作成本。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種導(dǎo)熱系數(shù)高，液態(tài)流動性好的散熱材料、散熱結(jié)構(gòu)、控制器及電動工具。本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明之一種散熱材料，所述散熱材料中各個組分的質(zhì)量百分比為：鋁合金70%~95%，純鋁5%~30%，其中鋁合金中所含硅的質(zhì)量百分比為6%~15%。散熱材料中各個組分的質(zhì)量百分比是經(jīng)過試驗人員進(jìn)行多次的組分配比試驗得到的，這樣的比例能夠使散熱材料既保證了較佳的液態(tài)流動性，又具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，與現(xiàn)有散熱外殼相比，在體積相同的條件下，本發(fā)明的散熱效果較現(xiàn)有技術(shù)顯著；在散熱效果相同的條件下，本發(fā)明散熱外殼的體積較現(xiàn)有技術(shù)的?。徊⑶以牧仙?，大大降低加工成本和材料成本，且純鋁比鋁合金價格便宜。因為鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)平均在100w/(m.k)左右，而純鋁的導(dǎo)熱系數(shù)為237w/(m.k)，本發(fā)明通過將具有高導(dǎo)熱系數(shù)的純鋁與具有較佳液態(tài)流動性的鋁合金組合，解決了散熱性能差的問題。本發(fā)明之所以將鋁合金中硅的質(zhì)量百分比設(shè)置為6%~15%，是為了保證鋁的流動性和散熱性；若硅的質(zhì)量百分比小于6%，則不能保證較佳的液態(tài)流動性，若硅的質(zhì)量百分比大于15%，會讓純鋁的流動性過大，而破壞散熱效果。本發(fā)明之所以將純鋁的質(zhì)量百分比設(shè)置為5%~30%，也是為了保證鋁的流動性和散熱性；若純鋁的質(zhì)量百分比小于5%，當(dāng)硅含量較高時，則會破壞散熱效果，當(dāng)硅含量較低時，會影響液態(tài)流動性；若純鋁的質(zhì)量百分比大于30%，則會使得液態(tài)流動性較差。優(yōu)選地，所述鋁合金中所含硅的質(zhì)量百分比為8%~12%。優(yōu)選地，所述散熱殼體材料中各個組分的質(zhì)量百分比為：鋁合金75%~90%，純鋁10%~25%。優(yōu)選地，所述亞共晶硅鋁合金或共晶硅鋁合金，如adc12鋁合金、zl101鋁合金、yl102鋁合金、a383鋁合金等，當(dāng)然，本發(fā)明的鋁合金并不限于上述的鋁合金，只要硅含量在本發(fā)明范圍之內(nèi)，起散熱作用的鋁合金都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明之一種散熱結(jié)構(gòu)，由前述任一項所述的散熱材料通過壓鑄工藝壓鑄成型。采用壓鑄工藝具有生產(chǎn)效率高，工序簡單，鑄件公差等級較高，表面粗糙度好，機械強度大，可以省去大量的機械加工工序和設(shè)備，節(jié)約原材料等優(yōu)點。本發(fā)明的散熱結(jié)構(gòu)可以用于各散熱領(lǐng)域，如設(shè)于控制器外殼上，對大功率元器件進(jìn)行散熱，又或者設(shè)于控制器的周邊，對大功率元器件進(jìn)行散熱；又或者用作led散熱器，如設(shè)于led底座上等。本發(fā)明之一種控制器，包括控制板和收納該控制板的控制器外殼，在控制器外殼的底面設(shè)有由前述所述散熱材料制成的散熱結(jié)構(gòu)。使用前述散熱材料制成的控制器，既能減小控制器殼體的體積和生產(chǎn)成本，又提高了散熱效果。進(jìn)一步，在控制器外殼的底面設(shè)有由散熱材料制成的如前述所述的散熱結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述散熱結(jié)構(gòu)包括若干個凸起，凸起全面或部分覆蓋于控制器外殼的底部；或者散熱結(jié)構(gòu)包括凸出于控制器外殼底部的筋部，筋部全面或部分覆蓋于控制器外殼的底部，筋部上設(shè)有凸起；或者散熱結(jié)構(gòu)包括凸出于控制器外殼底部的筋部；或者所述散熱結(jié)構(gòu)為上述三種結(jié)構(gòu)中的任意組合。進(jìn)一步，所述控制器外殼的至少一個側(cè)面也設(shè)有所述散熱結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述控制器外殼采用如前述任一項所述的散熱材料制成。本發(fā)明之一種電動工具，包括作為驅(qū)動源的電機以及用于控制電機動作的根據(jù)前述任一項所述的控制器。將前述的控制器安裝于電動工具上，由于控制器殼體的體積比現(xiàn)有控制器的體積小，能夠使電動工具的內(nèi)腔空間得到合理利用，并且進(jìn)一步減小電動工具的體積。本發(fā)明的電動工具主要是指電鎬、電鋸、電鉆等。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的散熱材料中各個組分的質(zhì)量百分比是經(jīng)過試驗人員進(jìn)行多次的組分配比試驗得到的，這樣的比例能夠使散熱材料既保證了較佳的液態(tài)流動性，又具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，與現(xiàn)有散熱外殼相比，在體積相同的條件下，本發(fā)明的散熱效果較現(xiàn)有技術(shù)顯著；在散熱效果相同的條件下，本發(fā)明散熱外殼的體積較現(xiàn)有技術(shù)的?。徊⑶以牧仙?，大大降低加工成本和材料成本，且純鋁比鋁合金價格便宜。本發(fā)明的控制器，通過將控制器外殼及其底部采用上述散熱材料制成，既能減小控制器殼體的體積和生產(chǎn)成本，又能提高對大功率元器件的散熱效果。本發(fā)明的電動工具，通過安裝上述的控制器，能夠進(jìn)一步減小電動工具的體積，提高輕量化，便攜性好。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例6散熱結(jié)構(gòu)的第一種方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例6散熱結(jié)構(gòu)的第二種方案的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例1一種散熱材料，散熱材料中各個組分的質(zhì)量百分比為：鋁合金80%，純鋁20%。鋁合金為adc12鋁合金，該鋁合金中各個組分的質(zhì)量百分比為：硅12%，銅2.5%，鎂0.2%，鋅1.0%，鐵1.2%，錳0.5%，鎳0.4%，錫0.3%，鈣200ppm，鉛0.1%，鎘0.005%，其余為鋁和不可避免的微量雜質(zhì)。實施例2一種散熱材料，散熱材料中各個組分的質(zhì)量百分比為：鋁合金85%，純鋁15%。鋁合金為yl102鋁合金，該鋁合金中各個組分的質(zhì)量百分比為：硅10%，銅0.6%，錳0.5%，鎂0.05%，鐵1.1%，鋅0.3%，其余為鋁和不可避免的微量雜質(zhì)。實施例3一種散熱材料，散熱材料中各個組分的質(zhì)量百分比為：鋁合金75%，純鋁25%。鋁合金為a383鋁合金，該鋁合金中各個組分的質(zhì)量百分比為：硅11.5%，銅2%，錳0.4%，鎂0.1%，鐵1.2%，鎳0.3%，鋅2%，錫0.1%，其余為鋁和不可避免的微量雜質(zhì)。實施例4一種散熱材料，散熱材料中各個組分的質(zhì)量百分比為：鋁合金90%，純鋁10%。鋁合金為zl101鋁合金，該鋁合金中各個組分的質(zhì)量百分比為：硅6.5%，鎂0.35%，鐵0.5%，銅0.1%，錳0.3%，鋅0.2%，鈹0.05%，鈦+稀土0.2%，其余為鋁和不可避免的微量雜質(zhì)。實施例5一種散熱結(jié)構(gòu)，是由實施例1~實施例4中的任意一種鋁合金和純鋁混合后通過壓鑄工藝壓鑄成型，由于壓鑄工藝是現(xiàn)有技術(shù)，此處不再具體贅述。本實施例壓鑄成型的散熱結(jié)構(gòu)可根據(jù)不同的待散熱對象作成不同的結(jié)構(gòu)。例如用作led散熱座，散熱座上間隔排列散熱片；又如用作控制器的元器件散熱，在控制器的周邊或控制器外殼上設(shè)置散熱結(jié)構(gòu)，如散熱片或散熱齒等。實施例6一種控制器，包括控制板2和收納該控制板2的控制器外殼1，在控制器外殼1的底面設(shè)有散熱結(jié)構(gòu)3，控制器外殼1和散熱結(jié)構(gòu)3均由實施例1~實施例4中的任意一個通過壓鑄工藝制成。本實施例的散熱結(jié)構(gòu)3有四種方案，第一種方案是：散熱結(jié)構(gòu)3包括凸出于控制器外殼底部的筋部，筋部全面或部分覆蓋于控制器外殼的底部，筋部上設(shè)有凸起。具體而言，如圖1所示：本實施例的散熱結(jié)構(gòu)3采用筋部31加凸起32的設(shè)計，在與現(xiàn)有技術(shù)散熱結(jié)構(gòu)的面積相同的條件下，一方面加強了控制器外殼的結(jié)構(gòu)，另一方面，增強了熱量傳遞的橫截面積，如側(cè)面積，大大提高散熱效果。如果在控制器外殼平坦的底面上只設(shè)計凸部，在同一散熱結(jié)構(gòu)的面積下，明顯結(jié)構(gòu)強度低，散熱效果差，因為筋部為凸出結(jié)構(gòu)，控制板上的大功率元器件產(chǎn)生的熱量既可以從筋部的側(cè)壁散出，同時又從凸起的各個面上散出。筋部31全面或部分覆蓋于控制器外殼1的底部是指：控制器外殼1的底部可以整體設(shè)置筋部，也可以在設(shè)置一部分筋部，如僅在與控制板上的大功率元器件相對應(yīng)的位置處設(shè)置筋部，又或者在控制器外殼底部的中間位置設(shè)置筋部，還或者在控制器外殼底部左右側(cè)某一位置處相對稱的設(shè)置筋部等。本實施例對此不作具體限定。筋部31的厚度為0.5~2mm，之所以選擇這一厚度范圍，是因為：如果筋部的厚度過大，一方面容易在筋部的中間產(chǎn)生縮孔，并使其根部產(chǎn)生應(yīng)力過分集中，容易引起開裂，失去增強的意義，另一方面，不會增加控制器的整體體積；若筋部的厚度過小，則散熱和加強結(jié)構(gòu)的效果均不明顯。本實施例優(yōu)選筋部的厚度為1mm。凸起32的高度為2~7mm，之所以選擇這一高度范圍，是因為：如果凸起的高度過大，則不易出模；如果凸起的高度過小，則散熱效果差。本實施例優(yōu)選凸起的高度為3~4mm。本實施例中，凸起的形狀為圓臺形。此外，本實施例還優(yōu)選在這些凸起32之間還穿插有h型凸起32’，以提高結(jié)構(gòu)的強度。本實施例優(yōu)選在控制器外殼1底部設(shè)有格子狀的筋部31，格子狀的筋部31包括交叉連接的橫筋311和縱筋312，橫筋311和縱筋312交叉所形成的格子形狀為長方形結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，格子形狀也可以是其它形狀，如腰孔型、梯形、菱形等。格子狀的筋部部分覆蓋于控制器外殼的底部，具體設(shè)置于與控制板上的大功率元器件相對應(yīng)的位置處。橫筋311和縱筋312垂直交叉，如設(shè)置9條橫筋與4條縱筋，9條橫筋之間等間距排列且互相平行，4條縱筋之間等間距排列且互相平行，9條橫筋之間的間距為2~4mm，優(yōu)選為4mm；4條縱筋之間的間距為5~10mm，優(yōu)選為8mm。凸起32間隔排列，排列間距為4~10mm，若間距小于4mm，則熱量不易從相鄰?fù)蛊鸬拈g隙中散出，使得熱量容易在間隙之間積累，喪失散熱效果；若間距大于10mm，則散熱效果較差。本實施例凸起32的排列間距優(yōu)選為4mm。此外，本實施例優(yōu)選在控制器外殼1底部的中間設(shè)置兩條間隔且平行排列的條狀筋部31’，起到加強結(jié)構(gòu)的作用，條狀筋部31’上設(shè)有也設(shè)有凸起32，進(jìn)一步增加散熱性。本實施例散熱部結(jié)構(gòu)的第二種方案是：如圖2所示：控制器外殼1的底面直接連接若干個凸起32，沒有前述的筋部。其中，凸起32全面覆蓋于控制器外殼1的底部，凸體32的排列間距、凸起32的形狀可以與第一種方案相同。優(yōu)選地，這些凸起32之間還穿插有h型凸起32’，且在控制器外殼1底部的中間設(shè)置三條間隔且平行排列的條狀筋部31’，起到加強結(jié)構(gòu)的作用，條狀筋部31’上設(shè)有也設(shè)有凸起32。這種結(jié)構(gòu)比第一種方案易于加工，但結(jié)構(gòu)強度和散熱效果比第一種方案較差。本實施例散熱部結(jié)構(gòu)的第三種方案是：控制器外殼的底面直接連接筋部，沒有前述的凸起。其中，筋部的結(jié)構(gòu)可以與第一種方案相同。這種結(jié)構(gòu)比第一種方案易于加工，但散熱效果比第一種方案和第二種方案均較差。本實施例散熱部結(jié)構(gòu)的第四種方案為上述三種方案中的任意組合。例如：當(dāng)筋部部分覆蓋于控制器外殼的底部時，未被覆蓋的控制器外殼底部上設(shè)有凸起。也就是說，控制器外殼的底部既設(shè)有筋部加凸起的組合結(jié)構(gòu)，還設(shè)有僅有凸起的結(jié)構(gòu)，且僅有凸起的這一部分中，該凸起的高度等于筋部加凸起的高度總和。這種結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點：筋部結(jié)合凸起的加工本身較復(fù)雜，會大大提高生產(chǎn)成本，本實施例通過將筋部加凸起的組合結(jié)構(gòu)僅設(shè)置在與控制板上的大功率元器件相對應(yīng)的位置處，而其他位置處僅設(shè)置凸起，能夠大大節(jié)省成本，省時省力，且散熱效果比前三種方案更好。針對由實施例1~實施例4中的材料通過壓鑄工藝制成的控制器殼體，對其進(jìn)行散熱性能測試，本實施例優(yōu)選對第四種方案制備得到的控制器的散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行散熱性能測試，其中，凸起的高度為4mm，筋部的厚度為1mm，凸起的排列間距為5mm，控制器外殼的底部長度為8.5mm，寬度為6.8mm，筋部加凸起的結(jié)構(gòu)設(shè)置于與控制板上的大功率元器件相對應(yīng)的位置處，其余位置僅設(shè)置凸起。具體測試結(jié)果見表1，具體測試方法為：（1）力學(xué)性能：采用室溫拉伸實驗法(gb/t228.1)，設(shè)備為拉伸試驗機，測試結(jié)果見表1。（2）導(dǎo)熱性能：采用閃光導(dǎo)熱分析儀lfa447nanoflash儀器測試熱擴散系數(shù)。遵照的標(biāo)準(zhǔn)為astme1461；采用功率補償型差示掃描量熱dsc8000測試比熱容。導(dǎo)熱系數(shù)＝熱擴散系數(shù)*比熱容*密度；測試結(jié)果見表1。實施例1234抗拉強度mpa162.5159.2186.5171.3斷后延展率%8.58.78.38.9導(dǎo)熱系數(shù)w/(m.k)162.6159.8165.4195.3由表1中的測試數(shù)據(jù)可以看出，通過本發(fā)明的四個實施例的散熱材料所制得的控制器殼體，具有較佳的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能，其性能能夠滿足散熱殼體的性能要求，極大的減小散熱殼體的體積，提高其散熱效率，并且具有較佳的抗拉強度。實施例7在實施例6的基礎(chǔ)之上，控制器外殼的其中兩個側(cè)面也設(shè)有散熱結(jié)構(gòu)，散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)選為散熱片或散熱筋，如在控制器外殼上直接加工出多個間隔排列的散熱片；又如在控制器外殼上設(shè)置如實施例6所述的筋部。實施例8將實施例6或?qū)嵤├?的控制器應(yīng)用于電動工具領(lǐng)域。具體而言，電動工具主要是指電鎬、電鉆、電鋸等，控制器用于控制電動工具上的電機動作?？刂破鞯男螤羁梢允菆A形、橢圓形、方形、或腰孔形狀等結(jié)構(gòu)，本實施例的電動工具優(yōu)選電鎬。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12