本發(fā)明涉及一種超薄立體水冷裝置及其加工方法，屬于水冷板加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中大多采用平面散熱的方式，鮮有立體散熱結(jié)構(gòu)，平面散熱效率低，有些情況平面散熱無(wú)法滿足散熱要求，空間散熱可以大大提升散熱效率，可以達(dá)到快速散熱的目的，因此，空間散熱是本領(lǐng)域的一個(gè)研究重點(diǎn)。

現(xiàn)有解決高溫散熱的問(wèn)題一般有三種方法：1、水冷方式，2、風(fēng)冷方式，3、采用隔熱材料的方式，其中：

1、水冷方式

常規(guī)的水冷方式是平板形式，無(wú)法解決空間熱量傳遞問(wèn)題。拼接的立體結(jié)構(gòu)存在熱量泄露及散熱不均勻問(wèn)題，且空間體積較大無(wú)法安裝在腔體內(nèi)。

2、風(fēng)冷方式

采用風(fēng)冷方式可以將熱量帶到腔體外如在家用投影儀中采用風(fēng)冷散熱，但風(fēng)冷散熱噪音大，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)影響顯微效果。根據(jù)對(duì)投影儀市場(chǎng)產(chǎn)品的調(diào)研，目前采用風(fēng)冷方式的投影儀產(chǎn)品在工作1小時(shí)左右熱平衡態(tài)表面溫度普遍高于60度。此種方式不能快速解決器件瞬間產(chǎn)生的熱量散出的問(wèn)題，散熱效率較低，容易使得器件由于散熱慢導(dǎo)致高溫融化器件的問(wèn)題。

3、采用隔熱材料

采用隔熱材料阻熱的方式多用于保溫行業(yè)，隔絕熱源與外部的熱交換。但是對(duì)于空間立體散熱，如果采用采用隔熱材料的方式會(huì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)熱量散不出去，隔熱材料組成的空間內(nèi)部出現(xiàn)溫度持續(xù)升高一直達(dá)到器件熔點(diǎn)，破壞器件，甚至容易使器件內(nèi)部產(chǎn)生高壓而爆炸等危害。

因此采用水冷散熱的方式較為較為安全且相對(duì)于另外兩種散熱效率更高。

現(xiàn)有技術(shù)水冷散熱裝置都是一塊平面的水冷板，而目前現(xiàn)有水冷板主要分為：

1)壓管式：是將金屬水管與換熱板片擠壓聯(lián)接，板片厚度約10mm；

2)埋管式：是金屬水管埋于換熱板片內(nèi)部靠釬焊聯(lián)接，板片厚度約10mm；

3)攪拌摩擦焊式，是于金屬板中銑削出流道，后將流道蓋板通過(guò)攪拌摩擦焊的方式焊接，板片厚度約8mm；

上述類型的水冷板由于現(xiàn)有加工水冷板的工藝使得水冷板的厚度比較厚，存在由于板片過(guò)厚而不能夠?qū)崿F(xiàn)折彎或者折彎工藝難度比較大，進(jìn)而很難加工成非平面的空間散熱結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)中鮮有立體結(jié)構(gòu)的水冷裝置，現(xiàn)有的立體結(jié)構(gòu)的水冷裝置是由多塊平面的水冷板拼接組裝而成，在每個(gè)平面板片的流道聯(lián)接處需要用接管的方式實(shí)現(xiàn)兩塊板的流道的連通，這種方式存在的弊端：在每個(gè)平面板片的流道聯(lián)接處需要用接管的方式實(shí)現(xiàn)兩塊板的流道的連通，連接管道外部沒(méi)有散熱部件包裹，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易施工，組成的形狀也受限，即：只能是多個(gè)平板的拼接形成的形狀。通常接管的類型有焊接、卡套聯(lián)接等，主要存在如下缺點(diǎn)：1、各板片厚度大導(dǎo)致整體體積大，且板片厚度直接導(dǎo)致板片平面面積大，無(wú)法做成小型組件；2、連接處存在漏熱點(diǎn)。在板片連接處由于管路較粗導(dǎo)致管路轉(zhuǎn)彎半徑較大，在連接時(shí)會(huì)在兩板片之間存在漏熱點(diǎn)，存在空隙處有熱量泄露等問(wèn)題，影響換熱效率；3、連接處占用體積大，無(wú)論焊接或卡套接頭在連接過(guò)程中都必須留有加工空間，制約板片內(nèi)流道的密度。使板片中熱分布不均勻。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一體成型的立體水冷裝置以及能夠完成一體立體水冷裝置的加工方法。而在制備一體成型立體水冷裝置，存在在面拐角點(diǎn)處產(chǎn)生流道凹陷、使流道變窄影響換熱效果的難題有待攻克。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中缺少一體成型的立體水冷裝置，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用多個(gè)平面的水冷板拼接組成，這種方式存在許多弊端，如形狀受限、體積過(guò)大、流道聯(lián)接處存在熱量泄漏點(diǎn)導(dǎo)致熱分布不均勻等問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種超薄立體水冷裝置及其加工方法，采用的技術(shù)方案是：

一種超薄立體水冷裝置，該裝置由一塊水冷板加工成立體形狀，所述水冷板的厚度為0.5mm-3.5mm，水流流道垂直于水冷板板面的寬度為所述水冷板厚度的50％-70％。

進(jìn)一步地，所述水流流道垂直于水冷板板面的寬度為所述水冷板厚度的70％。

進(jìn)一步地，所述水流流道沿水冷板板面方向的寬度在0.1mm-6mm之間。

更進(jìn)一步地，所述水流流道沿水冷板板面方向的寬度為4mm。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述水冷板由兩塊板片相互疊加且通過(guò)擴(kuò)散焊實(shí)現(xiàn)固定連接，其中至少一個(gè)板片側(cè)壁上蝕刻有水流流道，所述水流流道位于兩個(gè)板片之間，所述兩個(gè)板片中的任意一個(gè)板片上設(shè)置有與水流流道的進(jìn)水端和出水端對(duì)應(yīng)的進(jìn)水口和出水口。

進(jìn)一步地，所述水流流道垂直于所在板片板面的寬度為所述板片厚度的50％-70％；所述水流流道沿水冷板板面方向的寬度為0.1mm-6mm。

更進(jìn)一步地，所述水流流道垂直于所在板片板面的寬度為所述板片厚度的70％。

更進(jìn)一步地，所述水流流道沿水冷板板面方向的寬度為4mm。

本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，所述水冷板由三塊板片相互疊加且通過(guò)擴(kuò)散焊實(shí)現(xiàn)固定連接，其中位于中間的板片上設(shè)置有鏤空的水流流道，位于兩側(cè)的板片中任意一個(gè)板片上設(shè)置有與水流流道的進(jìn)水端和出水端對(duì)應(yīng)的進(jìn)水口和出水口。

進(jìn)一步地，所述鏤空的水流流道是通過(guò)線切割或者激光切割或者等離子切割形成的。

進(jìn)一步地，所述水流流道沿所在板片板面方向的寬度在0.1mm-6mm之間。

更進(jìn)一步地，所述水流流道沿所在板片板面方向的寬度為4mm。

進(jìn)一步地，上述任意所述水冷板的厚度為0.5mm-3mm。

更進(jìn)一步地，上述任意所述水冷板的厚度為0.5mm-2mm。

更進(jìn)一步地，上述任意所述水冷板的厚度為0.5mm-1mm。

更進(jìn)一步地，上述任意所述水冷板的厚度為0.5mm-1.5mm。

更進(jìn)一步地，上述任意所述水冷板的厚度為0.5mm。

進(jìn)一步地，所述水流流道為變截面的流道，所述裝置的立體形狀中有折彎角度小于180°折彎處，穿過(guò)該折彎處的水流流道的截面增大。

更進(jìn)一步地，截面增大1.1倍-1.3倍。

本發(fā)明還提供了上述立體水冷裝置(兩塊板)的加工方法，該方法是，按照所需尺寸裁剪基板，將需要蝕刻水流流道的板片進(jìn)行蝕刻處理，然后將兩塊板片相互疊加放置，然后通過(guò)擴(kuò)散焊接進(jìn)行固定連接獲得水冷板，然后將水冷板通過(guò)熱塑成型或冷壓或折彎或卷板或沖壓的方式加工成立體形狀；所述蝕刻處理是先用油墨噴涂非流道部分，然后裸露出需要蝕刻的流道部分，用35～42波美度三氯化鐵溶液噴淋完成蝕刻處理；所述擴(kuò)散焊接是先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至0.8mpa-15mpa，最后加熱升溫至500℃-980℃，保溫10min-180min。

本發(fā)明還提供了一種上述立體水冷裝置(三塊板)的加工方法，該方法是按照所需尺寸裁剪基板，在需要切割水流流道的板片上切割形成水流流道，然后將三塊板片相互疊加放置，設(shè)有水流流道的板片位于中間，然后通過(guò)擴(kuò)散焊接進(jìn)行固定連接獲得水冷板，，然后將水冷板通過(guò)熱塑成型或冷壓或折彎或卷板或沖壓的方式加工成立體形狀；所述擴(kuò)散焊接是先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至0.8mpa-15mpa，最后加熱升溫至500℃-980℃，保溫10min-180min。

本發(fā)明超薄水冷板中各組件的材質(zhì)可以是鋁，鈦，銅，不銹鋼等常見(jiàn)金屬，且可不同金屬之間進(jìn)行焊接，同時(shí)也可以陶瓷，石墨等非金屬材料，或金屬與非金屬之間進(jìn)行焊接。

本發(fā)明裝置適用于電力電子行業(yè)、汽車行業(yè)、化學(xué)電池行業(yè)、軍工行業(yè)、軌道交通、航空航天、兵器裝備、直線電機(jī)、顯微鏡投影儀光源散熱等領(lǐng)域。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)偏見(jiàn)：現(xiàn)有技術(shù)中水冷裝置都是一塊平面的水冷板，鮮有立體結(jié)構(gòu)的水冷裝置，現(xiàn)有的立體結(jié)構(gòu)的水冷裝置是由多塊平面的水冷板拼接組裝而成，在每個(gè)平面板片的流道聯(lián)接處需要用接管的方式實(shí)現(xiàn)兩塊板的流道的連通。本申請(qǐng)雖然為立體結(jié)構(gòu)，但沒(méi)有采用現(xiàn)有的立體水冷裝置的設(shè)計(jì)思路，去研究多塊水冷板的拼接技術(shù)，而是由一塊水冷板加工成立體形狀。

現(xiàn)有技術(shù)中水冷板的板片厚度約8mm-10mm，該厚度的半片使得板片難以實(shí)現(xiàn)彎折，很難加工成一體成型結(jié)構(gòu)的水冷裝置，上述問(wèn)題是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直無(wú)法突破的技術(shù)瓶頸，本發(fā)明提供了一種超薄水冷板，大大降低了板片的厚度，該水冷板的厚度可低達(dá)0.5mm-3.5mm，最薄可達(dá)0.5mm(現(xiàn)有技術(shù)中厚度從未達(dá)到如此薄度)，在降低板片厚度的同時(shí)還能保證板片的換熱效果和耐壓能力，并且利用該超薄水冷板一體加工成型制備成立體水冷裝置，突破了現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中未有一體加工成型的立體水冷裝置的空白，取得了預(yù)料不到的技術(shù)效果。

現(xiàn)有技術(shù)中立體水冷裝置通常采用多個(gè)平面水冷板拼接組成，這種方式存在的弊端：在每個(gè)平面板片的流道聯(lián)接處需要用接管的方式實(shí)現(xiàn)兩塊板的流道的連通，連接管道外部沒(méi)有散熱部件包裹，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易施工，組成的形狀也受限，即：只能是多個(gè)平板的拼接形成的形狀，并且現(xiàn)有拼接而成的立體水冷結(jié)構(gòu)存在：1、板片厚度過(guò)大導(dǎo)致整體體積大，無(wú)法做成小型組件；2、連接處存在漏熱點(diǎn)，空隙處有熱量泄露影響換熱效率；3、連接處占用體積大，無(wú)論焊接或卡套接頭在連接過(guò)程中都必須留有加工空間，制約板片內(nèi)流道的密度，使板片中熱分布不均勻等諸多問(wèn)題，而本發(fā)明一體成型水冷裝置能夠克服上述全部缺點(diǎn)，如板片較薄可以根據(jù)需求加工成任意大小的一體空間立體結(jié)構(gòu)，并且加工成的立體形狀不受限，且本發(fā)明在降低板片厚度、減小裝置體積和重量同時(shí)還能保證板片的換熱效果和耐壓能力；在拐點(diǎn)處/彎折處不存在泄漏點(diǎn)，不會(huì)因存在熱量泄露點(diǎn)局部散熱不均勻。

本發(fā)明裝置能夠根據(jù)發(fā)熱元件的外形而設(shè)計(jì)成相應(yīng)的立體形狀，進(jìn)而對(duì)發(fā)熱元件具有更好的適應(yīng)性，使得整體水冷裝置更加貼合發(fā)熱器件，減少輻射散熱達(dá)到最佳散熱效果，可以在傳播途徑上直接中斷發(fā)熱元件對(duì)于系統(tǒng)的加熱作用，最大限度的吸熱發(fā)熱元件產(chǎn)生的無(wú)效熱量，降低發(fā)熱元件對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的熱影響。

一體加工成型的立體水冷裝置由于由一塊板片構(gòu)成、板片內(nèi)部流道相互連通，在彎折處極容易出現(xiàn)流道因彎折而變形的問(wèn)題，而本發(fā)明裝置，由于板片厚度小，流道的截面積小，流道不易變形，同時(shí)本發(fā)明為了減小流道受彎折處受影響，將水流流道設(shè)置成變截面的流道，在彎折處可以采用加寬流道的方式(增大水流流到的截面)來(lái)實(shí)現(xiàn)流道截面積補(bǔ)償，并通過(guò)合理布局使通過(guò)折彎處的流道盡量最少，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)截面增大1.1倍-1.3倍即可滿足大大降低流道換熱和變形的影響，其中截面增大1.3倍效果最好，換熱效率不受影響。

本發(fā)明水流流道垂直于水冷板板面的寬度為所述水冷板厚度的70％，流阻最小，流速最快，換熱效果最好。

本發(fā)明由于采用超薄的板片厚度，能夠在不降低冷卻效果的前提下，極大的降低了換熱器的重量，提升了系統(tǒng)的綜合性能。

本發(fā)明提供的超薄水冷板和超薄水冷裝置為本領(lǐng)域開(kāi)辟了一種全新的產(chǎn)品，為水冷換熱裝置提供了一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。

在本發(fā)明提供的兩種加工方法中，由于每層板片都比較薄，在擴(kuò)散焊過(guò)程中，如果施加較大壓力的話會(huì)導(dǎo)致在流道處出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象，壓力小會(huì)產(chǎn)生焊接不牢靠問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置合理的擴(kuò)散焊接工藝條件(先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至0.8mpa-15mpa，最后加熱升溫至500℃-980℃，保溫10min-180min)，能夠既避免凹陷現(xiàn)象產(chǎn)生，又能避免焊接不牢靠。

本發(fā)明的加工方法中還可以將板片表面進(jìn)行拋光處理，保證板片表面的光滑及平整性通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整保證流道處凹陷在0.05mm以下，后續(xù)經(jīng)過(guò)表面處理可以使得在板片表面無(wú)流道痕跡。

本發(fā)明提供的水冷板通過(guò)在流道板上蝕刻/切割形成水流流道并且通過(guò)擴(kuò)散焊接的方式進(jìn)行固定連接能夠使得水冷板的厚度大大減小，厚度低達(dá)0.5mm-3mm，最薄可達(dá)0.5mm，此種水冷板厚度薄，能夠用于加工成非平面的立體散熱結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明裝置適用于電力電子行業(yè)、汽車行業(yè)、化學(xué)電池行業(yè)、軍工行業(yè)、軌道交通、航空航天、兵器裝備、顯微鏡投影儀光源散熱等領(lǐng)域。如利用本發(fā)明的立體水冷裝置制備成一套散熱系統(tǒng)用于超高倍數(shù)顯微鏡的散熱，由于想要制作更高放大倍數(shù)的顯微鏡，就需要解決顯微鏡散熱的問(wèn)題，由于顯微鏡的體積受限，散熱裝置既要滿足體積不能過(guò)大，又要滿足快速散熱、且散熱效率較好的要求，本發(fā)明裝置正好能夠克服上述提高顯微鏡倍數(shù)后遇到的散熱問(wèn)題，攻克了制備超高倍數(shù)顯微鏡無(wú)法解決散熱的難題。又如本發(fā)明可以根據(jù)電機(jī)表面形狀制備成立體散熱結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述立體水冷裝置中蝕刻有水流流道的板片俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述立體水冷裝置中蝕刻有水流流道的板片立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述立體水冷裝置中水冷板(兩塊板+單板蝕刻)爆炸示意圖。

圖4為本發(fā)明所述立體水冷裝置中水冷板(兩塊板+雙板蝕刻)爆炸示意圖。

圖5為本發(fā)明所述立體水冷裝置加工成圓筒體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明所述立體水冷裝置加工成圓筒體的立體透視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明所述立體水冷裝置加工成圓筒體除去最外層板片的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明所述立體水冷裝置中水冷板的平面展開(kāi)圖。

圖9為本發(fā)明所述所述立體水冷裝置中水冷板的爆炸示意圖。

圖10為本發(fā)明所述立體水冷裝置加工成一側(cè)開(kāi)口的箱體形狀的立體透視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本發(fā)明所述立體水冷裝置加工成一側(cè)開(kāi)口的箱體形狀的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明所述立體水冷裝置加工成一側(cè)開(kāi)口的箱體形狀的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本發(fā)明所述立體水冷裝置加工成一側(cè)開(kāi)口的箱體形狀的除去最外層板片的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14為本發(fā)明所述立體水冷裝置加工成一側(cè)開(kāi)口的箱體形狀的除去最外層板片的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”和“豎著”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接連接，亦可以是通過(guò)中間媒介間接連接，可以是兩個(gè)部件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”、“多組”、“多根”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

實(shí)施方式一：

結(jié)合圖3-7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種超薄立體水冷裝置，該裝置由一塊水冷板加工成立體形狀，水冷板的厚度為0.5mm-3.5mm，該水冷板由兩塊板片相互疊加且通過(guò)擴(kuò)散焊實(shí)現(xiàn)固定連接，其中至少一個(gè)板片側(cè)壁上蝕刻有水流流道，水流流道位于兩個(gè)板片之間，兩個(gè)板片中的任意一個(gè)板片上設(shè)置有與水流流道的進(jìn)水端和出水端對(duì)應(yīng)的進(jìn)水口和出水口。

本實(shí)施方式中，可以采用一個(gè)板片側(cè)壁上蝕刻有水流流道，另一個(gè)板片為平板的方式，如圖3所示；還可以需采用兩個(gè)板片側(cè)壁上都蝕刻水流流道，然后將兩個(gè)板片帶有水流流道的一面相扣合的方式，如圖4所示。

本實(shí)施方式中的水冷板的厚度為可以在0.5mm-3.5mm范圍內(nèi)任意取值，根據(jù)不同需求制備獲得不同厚度的薄水冷板，如3.5mm、3mm、2.5mm、2mm、1mm、0.5mm，最薄的可以做到0.5mm，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知薄板不容易制備，如果能夠成功制備獲得最薄的板，那么厚于最薄板的厚度的板片也是能夠制備獲得的，如4mm、5mm、6mm、7mm等等。

本實(shí)施方式中水流流道的寬度可以在0.1mm-6mm之間任意取值，如3.5mm、3mm、2.5mm、2mm、1mm、0.5mm、4mm、5mm、6mm。綜合考慮加工過(guò)程中流道的凹陷程度以及流阻，水流流道的寬度4mm時(shí)效果最好。

本實(shí)施方式中可以根據(jù)不同的換熱需求可以設(shè)計(jì)不同深度的水流流道，水流流道垂直于水冷板板面的寬度為所述水冷板厚度的50％-70％，在上述范圍內(nèi)可以任意取值均能夠滿足加工要求，換熱效果好，其中水流流道垂直于所在板片板面的寬度為所述板片厚度的50％-70％范圍內(nèi)取值時(shí)可以獲得更好的換熱效果，并且當(dāng)水流流道的深度，即垂直于所在板片板面的寬度為所述板片厚度的70％時(shí)，流阻最小，流速最快，換熱效果最好。

本實(shí)施方式中的水流流道的形狀和具體參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際的使用需求而設(shè)計(jì)成任意形狀，如圖1-8中所示水流流道的形狀。

本實(shí)施方式中的水流流道為變截面的流道，本實(shí)施例方式的水冷板在加工成立體形狀的過(guò)程中會(huì)涉及到彎折，會(huì)存在折彎角度小于180°折彎處，本實(shí)施方式中穿過(guò)該折彎處的水流流道的截面增大，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，截面增大1.1倍-1.3倍即可滿足大大降低流道換熱效率和變形的影響，其中截面增大1.3倍效果最好，換熱效率不受影響。類似于本發(fā)明的這種一體加工成型的立體水冷裝置由于由一塊板片構(gòu)成、板片內(nèi)部流道相互連通，在彎折處極容易出現(xiàn)流道因彎折而變形的問(wèn)題，而本實(shí)施方式提供的水冷裝置由于板片厚度較薄，流道的截面積小，流道不易變形，受影響較小，為了進(jìn)一步避免流道受彎折處受影響，將水流流道設(shè)置成變截面的流道，在彎折處可以采用加寬流道的方式(增大水流流到的截面)來(lái)實(shí)現(xiàn)流道截面積補(bǔ)償，并通過(guò)合理布局盡量減少通過(guò)折彎處的流道。

本實(shí)施方式中板片的材質(zhì)可以是鋁，鈦，銅，不銹鋼等常見(jiàn)金屬，且可不同金屬之間進(jìn)行焊接，同時(shí)也可以陶瓷，石墨等非金屬材料，或金屬與非金屬之間進(jìn)行焊接。

本實(shí)施方式中板片的大小、形狀等具體參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際要加工成的立體裝置的平面展開(kāi)的尺寸而定。

本實(shí)施例方式中進(jìn)水口和出水口的位置可以根據(jù)實(shí)際使用要求而定。

本實(shí)施方式的水冷裝置的工作原理是水從進(jìn)水口進(jìn)入入，在水流流道內(nèi)流動(dòng)，通過(guò)與周圍空氣熱傳遞，在流動(dòng)過(guò)程中將熱量帶走，經(jīng)過(guò)換熱的水從出水口流出。

本實(shí)施方式的立體水冷裝置可以按照如下方法進(jìn)行加工：按照所需尺寸裁剪基板，將需要蝕刻水流流道的板片進(jìn)行蝕刻處理，然后將兩塊板片相互疊加放置，然后通過(guò)擴(kuò)散焊接進(jìn)行固定連接獲得水冷板，然后將水冷板通過(guò)熱塑成型或冷壓或折彎或卷板或沖壓的方式加工成立體形狀；所述蝕刻處理是先用油墨噴涂非流道部分，然后裸露出需要蝕刻的流道部分，用35～42波美度三氯化鐵溶液噴淋完成蝕刻處理；所述擴(kuò)散焊接是先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至0.8mpa-15mpa，最后加熱升溫至500℃-980℃，保溫10min-180min。

本實(shí)施方式中擴(kuò)散焊接的較優(yōu)條件因板片材質(zhì)不同而略有不同，具體擴(kuò)散焊工藝可以按照本實(shí)施方式提供的具體方法進(jìn)行優(yōu)化獲得，經(jīng)試驗(yàn)確定板片材質(zhì)為不銹鋼時(shí)，擴(kuò)散焊的條件為：先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至8mpa-15mpa，最后加熱升溫至900～980℃，保溫10～120分鐘。板片材質(zhì)為鋁合金時(shí)，擴(kuò)散焊的條件為：先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至3.4mpa-5.6mpa，最后加熱升溫至500～560℃，保溫10～90分鐘。板片材質(zhì)為鈦合金時(shí)，擴(kuò)散焊的條件為：先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至0.8mpa-2.4mpa，最后加熱升溫至850～980℃，保溫50～180分鐘。

本實(shí)施方式中通過(guò)將擴(kuò)散焊接的條件設(shè)置成先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至0.8mpa-15mpa，最后加熱升溫至500℃-980℃，保溫10min-180min，可能夠保證兩個(gè)板片通過(guò)擴(kuò)散焊連接時(shí)，保證沒(méi)有流道的板片在流道處凹陷控制在0.05mm以下，避免了壓力過(guò)大出現(xiàn)水冷板蓋板出現(xiàn)凹陷的現(xiàn)象，或者壓力過(guò)小產(chǎn)生蓋板與流道板之前焊接不牢靠的現(xiàn)象。

本實(shí)施方式中的熱塑成型工藝可以采用如下加工條件：在720℃-1180℃下保溫2-5分鐘，保壓2-5分鐘，壓力設(shè)定為：工件表面積*(1.5-3)mpa。本實(shí)施方式中熱塑成型工藝方法的較優(yōu)條件因板片材質(zhì)不同而略有不同，具體熱塑成型工藝可以按照本實(shí)施方式提供的具體方法進(jìn)行優(yōu)化獲得，經(jīng)試驗(yàn)確定板片材質(zhì)為tc4鈦合金時(shí)，溫度設(shè)置為720～780攝氏度，保溫(2-5)分鐘，保壓2-5分鐘，壓力設(shè)定為：工件表面積*(1.5-3)mpa。板片材質(zhì)為不銹鋼時(shí)，溫度設(shè)置為900～1180攝氏度，保溫(2-5)分鐘，保壓2-5分鐘，壓力設(shè)定為：工件表面積*(1.5-3)mpa。

本實(shí)施方式中加工成立體形狀除了采用熱塑成型工藝以外，還可以采用冷壓、折彎、卷板、沖壓等機(jī)械手段完成，1mm以下的鋁材料及不銹鋼材料產(chǎn)品還可以手工折彎完成。

本實(shí)施方式上述加工方法中，在經(jīng)過(guò)擴(kuò)散焊接處理后，還可以采用表面處理工藝進(jìn)行拋光，經(jīng)過(guò)表面處理后的板片表面無(wú)流道痕跡，不銹鋼表面可以采用研磨拋光或拉絲處理，鋁合金表面可以采用陽(yáng)極化處理，鈦合金表面可以采用金屬拉絲或陽(yáng)極化處理。

本實(shí)施方式中的立體裝置可以根據(jù)需求加工成任意立體形狀的水冷裝置，只需要按照立體形狀的平面展開(kāi)尺寸切割板材，通過(guò)熱塑成型或冷壓或折彎或卷板或沖壓的方式加工成立體形狀；如圓筒體或者一側(cè)開(kāi)口的箱體形，如圖5-8所示。

本實(shí)施方式中加工成圓筒體立體水冷裝置(兩個(gè)板片構(gòu)成)，如圖5-7，可以按照如下加工方法加工：

1)板片加工：水冷板可以選取兩塊1mm不銹鋼板片作為基板，按照所需尺寸(立體形狀的平面展開(kāi)尺寸)裁剪基板，采用金屬蝕刻方式將兩塊板片的非流道部分用油墨噴涂，裸露出需要蝕刻的流道部分，不銹鋼材料使用40波美度三氯化鐵溶液噴淋，蝕刻深度0.5mm，

2)擴(kuò)散焊接：將不銹鋼材料板片先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至8mpa，最后加熱升溫至950℃，保溫120分鐘，焊接獲得水冷板，水冷板整體厚度2mm；

3)表面處理：采用金屬砂光機(jī)對(duì)板片表面進(jìn)行拋光去厚度處理，采用120目砂帶，調(diào)整拋光間隙使設(shè)備工作電流控制在15a以下，正反面循環(huán)拋光每次去除量0.01mm，厚度達(dá)到1.6毫米后不銹鋼表面采用研磨拋光處理。

4)將水冷板通過(guò)熱塑成型的方式加工成圓筒體：

先將工件在熱塑成型機(jī)中放置在下半圓成型模具內(nèi)，將溫度增加至1150攝氏度保溫3分鐘，對(duì)工件施加壓力到表面積*2mpa，計(jì)算得到壓力為21000牛頓。(能不能不要數(shù)值可能有問(wèn)題)保壓5分鐘。取出工件自然冷卻到室溫，再將工件在熱塑成型機(jī)中放置在上半圓成型模具內(nèi)，將溫度增加至1150攝氏度保溫3分鐘，對(duì)工件施加壓力到表面積*2mpa，計(jì)算得到壓力為21000牛頓，保壓5分鐘。

上述加工方法獲得的圓筒體立體水冷裝置的平面展開(kāi)尺寸為：70mm×150mm，水冷板的兩塊板片均蝕刻有水流流道，加工完成后每塊板片厚度為0.8mm，每塊板上的水流流道尺寸：深度0.5mm×寬度4mm，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該水冷板可以將200℃的熱源表面降溫至40℃，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)立體水冷裝置最高可以承受25bar的壓力。

本實(shí)施方式中的裝置還可以通過(guò)熱塑成型或冷壓或折彎或卷板或沖壓等方式加工成一側(cè)開(kāi)口的箱體形(彎折90°)的立體水冷裝置。

實(shí)施方式二

結(jié)合圖8-14說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種超薄立體水冷裝置，該裝置由一塊水冷板彎折加工成立體形狀，水冷板的厚度為0.5mm-3.5mm，該水冷板由三塊板片相互疊加且通過(guò)擴(kuò)散焊實(shí)現(xiàn)固定連接，其中位于中間的板片上設(shè)置有鏤空的水流流道，位于兩側(cè)的板片中任意一個(gè)板片上設(shè)置有與水流流道的進(jìn)水端和出水端對(duì)應(yīng)的進(jìn)水口和出水口。

本實(shí)施方式中的鏤空的水流流道可以是通過(guò)線切割或者激光切割或等離子切割形成的，其中線切割更好，因?yàn)榫€切割方式尺寸精度較高，可高達(dá)0.02mm，切口表面不產(chǎn)生廢屑，板片變形量小。

本實(shí)施方式中水冷板的厚度為可以在0.5mm-3.5mm范圍內(nèi)任意取值，根據(jù)不同需求制備獲得不同厚度的薄水冷板，如3.5mm、3mm、2.5mm、2mm、1mm、0.5mm，最薄的可以做到0.5mm，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知薄板不容易制備，如果能夠成功制備獲得最薄的板，那么厚于最薄板的厚度的板片也是能夠制備獲得的，如4mm、5mm、6mm、7mm、7.8mm等等。

本實(shí)施方式中水流流道的寬度可以在0.1mm-6mm之間任意取值，如3.5mm、3mm、2.5mm、2mm、1mm、0.5mm、4mm、5mm、6mm。綜合考慮加工過(guò)程中流道的凹陷程度以及流阻，水流流道的寬度4mm時(shí)效果最好。

本實(shí)施方式中的水流流道垂直于水冷板板面的寬度可以在所述水冷板厚度的50％-70％范圍內(nèi)任意取值，根據(jù)不同的換熱需求可以設(shè)計(jì)不同深度的水流流道，其中當(dāng)水流流道的深度，即水流流道垂直于水冷板板面的寬度，為所述水冷板厚度的70％時(shí)，流阻最小，流速最快，換熱效果最好。

本實(shí)施方式中的水流流道的形狀和具體參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際的使用需求而設(shè)計(jì)成任意形狀，如圖9-14中所示水流流道的形狀。

本實(shí)施方式中的水流流道為變截面的流道，本實(shí)施例方式的水冷板在加工成立體形狀的過(guò)程中會(huì)涉及到彎折，會(huì)存在折彎角度小于180°折彎處，本實(shí)施方式中穿過(guò)該折彎處的水流流道的截面增大，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，截面增大1.1倍-1.3倍即可滿足大大降低流道換熱效率和變形的影響，其中截面增大1.3倍效果最好，換熱效率不受影響。類似于本發(fā)明的這種一體加工成型的立體水冷裝置由于由一塊板片構(gòu)成、板片內(nèi)部流道相互連通，在彎折處極容易出現(xiàn)流道因彎折而變形的問(wèn)題，而本實(shí)施方式提供的水冷裝置由于板片厚度較薄，流道的截面積小，流道不易變形，受影響較小，為了進(jìn)一步避免流道受彎折處受影響，將水流流道設(shè)置成變截面的流道，在彎折處可以采用加寬流道的方式(增大水流流到的截面)來(lái)實(shí)現(xiàn)流道截面積補(bǔ)償，并通過(guò)合理布局盡量減少通過(guò)折彎處的流道。

本實(shí)施方式中板片的材質(zhì)可以是鋁，鈦，銅，不銹鋼等常見(jiàn)金屬，且可不同金屬之間進(jìn)行焊接，同時(shí)也可以陶瓷，石墨等非金屬材料，或金屬與非金屬之間進(jìn)行焊接。

本實(shí)施方式中板片的大小、形狀等具體參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際要加工成的立體裝置的平面展開(kāi)的尺寸而定。

本實(shí)施例方式中進(jìn)水口和出水口的位置可以根據(jù)實(shí)際使用要求而定。

本實(shí)施方式的水冷裝置的工作原理是水從進(jìn)水口進(jìn)入，在水流流道內(nèi)流動(dòng)，通過(guò)與周圍空氣熱傳遞，在流動(dòng)過(guò)程中將熱量帶走，經(jīng)過(guò)換熱的水從出水口流出。

本實(shí)施方式的立體水冷裝置(三塊板)的加工方法可以按照如下方法進(jìn)行加工：按照所需尺寸裁剪基板，在需要切割水流流道的板片上切割形成水流流道，然后將三塊板片相互疊加放置，設(shè)有水流流道的板片位于中間，然后通過(guò)擴(kuò)散焊接進(jìn)行固定連接獲得水冷板，然后將水冷板通過(guò)熱塑成型或冷壓或折彎或卷板或沖壓的方式加工成立體形狀；所述擴(kuò)散焊接是先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至0.8mpa-15mpa，最后加熱升溫至500℃-980℃，保溫10min-180min。

本實(shí)施例方式中切割可以采用激光切割或線切割或等離子切割的方式，其中激光切割的條件可以采用：激光功率0.5～2千瓦，保護(hù)氣壓力0.3～0.8兆帕，控制進(jìn)給速度3～5cm/s。

本實(shí)施方式中擴(kuò)散焊接的較優(yōu)條件因板片材質(zhì)不同而略有不同，具體擴(kuò)散焊工藝可以按照本實(shí)施方式提供的具體方法進(jìn)行優(yōu)化獲得，經(jīng)試驗(yàn)確定板片材質(zhì)為不銹鋼時(shí)，擴(kuò)散焊的條件為：先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至8mpa-15mpa，最后加熱升溫至900～980℃，保溫10～120分鐘。板片材質(zhì)為鋁合金時(shí)，擴(kuò)散焊的條件為：先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至3.4mpa-5.6mpa，最后加熱升溫至500～560℃，保溫10～90分鐘。板片材質(zhì)為鈦合金時(shí)，擴(kuò)散焊的條件為：先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至0.8mpa-2.4mpa，最后加熱升溫至850～980℃，保溫50～180分鐘。

本實(shí)施方式中通過(guò)將擴(kuò)散焊接的條件設(shè)置成先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至0.8mpa-15mpa，最后加熱升溫至500℃-980℃，保溫10min-180min，可能夠保證兩個(gè)板片通過(guò)擴(kuò)散焊連接時(shí)，保證沒(méi)有流道的板片在流道處凹陷控制在0.05mm以下，避免了壓力過(guò)大出現(xiàn)水冷板蓋板出現(xiàn)凹陷的現(xiàn)象，或者壓力過(guò)小產(chǎn)生蓋板與流道板之前焊接不牢靠的現(xiàn)象。

本實(shí)施方式中的立體裝置可以根據(jù)需求加工成任意立體形狀的水冷裝置，只需要按照立體形狀的平面展開(kāi)尺寸切割板材，然后通過(guò)熱塑成型或冷壓或折彎或卷板或沖壓的方式加工成立體形狀，如圓筒體或者一側(cè)開(kāi)口的箱體形。

本實(shí)施方式中的熱塑成型工藝可以采用如下加工條件：在720℃-1180℃下保溫2-5分鐘，保壓2-5分鐘，壓力設(shè)定為：工件表面積*(1.5-3)mpa。本實(shí)施方式中熱塑成型工藝方法的較優(yōu)條件因板片材質(zhì)不同而略有不同，具體熱塑成型工藝可以按照本實(shí)施方式提供的具體方法進(jìn)行優(yōu)化獲得，經(jīng)試驗(yàn)確定板片材質(zhì)為tc4鈦合金時(shí)，溫度設(shè)置為720～780攝氏度，保溫(2-5)分鐘，保壓2-5分鐘，壓力設(shè)定為：工件表面積*(1.5-3)mpa。板片材質(zhì)為不銹鋼時(shí)，溫度設(shè)置為900～1180攝氏度，保溫(2-5)分鐘，保壓2-5分鐘，壓力設(shè)定為：工件表面積*(1.5-3)mpa。

本實(shí)施方式中加工成立體形狀除了采用熱塑成型工藝以外，還可以采用冷壓、折彎、卷板、沖壓等機(jī)械手段完成，1mm以下的鋁材料及不銹鋼材料產(chǎn)品還可以手工折彎完成。

本實(shí)施方式上述加工方法中，在經(jīng)過(guò)擴(kuò)散焊接處理后，還可以采用表面處理工藝進(jìn)行拋光，經(jīng)過(guò)表面處理后的板片表面無(wú)流道痕跡，不銹鋼表面可以采用研磨拋光或拉絲處理，鋁合金表面可以采用陽(yáng)極化處理，鈦合金表面可以采用金屬拉絲或陽(yáng)極化處理。

本實(shí)施方式中加工成一側(cè)開(kāi)口的箱體形立體水冷裝置(三個(gè)板片構(gòu)成)，如圖8-14，可以按照如下加工方法加工：

1)板片加工：水冷板可以選取0.5mmtc4鈦合金板片作為基板，按照所需尺寸(立體結(jié)構(gòu)的平面展開(kāi)尺寸)裁剪基板，采用激光切割的方式，控制激光功率1千瓦，保護(hù)氣壓力0.4兆帕，控制進(jìn)給速度4cm/s。另兩塊板片選取0.3mm不銹鋼板切割對(duì)應(yīng)的進(jìn)出口；

2)擴(kuò)散焊接：將tc4鈦合金板片先真空至真空度在0.001pa以下，然后加壓至2mpa，最后加熱升溫至950℃，保溫120分鐘，焊接后整體厚度1.1mm；

3)表面處理：采用金屬砂光機(jī)對(duì)板片表面進(jìn)行拋光去厚度處理，采用120目砂帶，調(diào)整拋光間隙使設(shè)備工作電流控制在15a以下，正反面循環(huán)拋光每次去除量0.01mm，厚度達(dá)到1毫米后tc4鈦合金表面采用拉絲或陽(yáng)極化處理。

4)將水冷板通過(guò)熱塑成型的方式通過(guò)將四面折彎90°加工成一側(cè)開(kāi)口的箱體形：

先將工件在熱塑成型機(jī)中放置在長(zhǎng)方體成型模具內(nèi)，將溫度增加至750攝氏度保溫3分鐘，對(duì)工件施加壓力到表面積*2mpa，計(jì)算得到壓力為31000牛頓。保壓5分鐘。

上述加工方法獲得的立體水冷裝置的尺寸為：長(zhǎng)70mm*寬50mm*高50mm，水冷板中間板切割有水流流道，水冷板的厚度為1mm，水流流道尺寸：深度0.5mm×寬度4mm，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該水冷板可以將170℃的熱源表面降溫至45℃，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水冷板片最高可以承受15bar的壓力。

本實(shí)施方式中的裝置還可以通過(guò)熱塑成型或冷壓或折彎或卷板或沖壓等方式加工成圓筒體的立體水冷裝置。

雖然本發(fā)明已以較佳的實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動(dòng)和修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。