Quel est le meilleur alliage d'aluminium pour les dissipateurs thermiques ?

Le choix de l'alliage d'aluminium pour les dissipateurs n'est pas seulement une question de conductivité, mais aussi de fabrication, de coût et de finition de surface.

L'alliage 6063-T5 est l'alliage le plus courant pour les dissipateurs thermiques en raison de son excellente conductivité thermique, de ses performances d'extrusion et de sa qualité d'anodisation.

D'autres alliages comme le 6061 offrent une meilleure résistance, tandis que l'aluminium de la série 1xxx offre la meilleure conductivité mais une résistance moindre. Comparons.

Quels alliages d'aluminium peuvent être utilisés pour les dissipateurs thermiques ?

Les dissipateurs thermiques en aluminium sont principalement fabriqués à partir d'alliages du type 1xxx et 6xxx série. Voici comment ils se comparent :

Ce qu'il faut prendre en compte

• Conductivité thermique: 1xxx > 6063 > 6061
• La force: 6061 > 6063 > 1xxx
• ExtrudabilitéLe meilleur : 6063
• Qualité de la finition6063 permet une excellente anodisation

Ainsi, dans la plupart des situations, 6063 est l'équilibre idéal. Le passage à l'alliage 6061 ou aux alliages spéciaux ne se fait que lorsque la résistance ou l'environnement l'exige.

Quelle est la différence entre 6063-T5 et 6061 pour les dissipateurs ?

Les deux sont des alliages courants, mais ils jouent des rôles différents.

Le 6063-T5 présente une meilleure conductivité thermique et un meilleur état de surface, tandis que le 6061 offre une plus grande résistance mécanique.

Conductivité thermique

• 6063-T5: ~200 W/m-K
• 6061-T6: ~150-170 W/m-K

Le 6063 est donc légèrement plus performant pour la conduction de la chaleur, ce qui est important pour les performances.

La force

• 6061 est plus résistant que le 6063.
• Il est privilégié lorsque le dissipateur doit supporter des charges, résister aux chocs ou être solidement fixé à une structure.
• Le 6063 est encore assez solide pour de nombreuses applications légères ou intérieures.

Performance de l'extrusion

• 6063 extrude mieux.
• Il prend en charge des formes d'ailettes plus fines et des sections transversales plus complexes.
• Ceci est important lors de la conception de dissipateurs à haut rendement avec des ailettes étroites ou des géométries denses.

Finition de la surface

• 6063 permet d'obtenir des finitions plus propres et plus lisses.
• C'est mieux pour l'anodisation - moins de variation de couleur et un meilleur aspect.
• 6061 peuvent être anodisés mais peuvent présenter des stries ou des tons inégaux.

Peut-on utiliser des qualités d'aluminium personnalisées pour l'extrusion ?

Oui, des alliages d'aluminium sur mesure peuvent être développés ou obtenus pour répondre à des besoins spécifiques.

Les alliages sur mesure peuvent améliorer la conductivité, la solidité ou la résistance à la corrosion, mais ils nécessitent des essais et peuvent augmenter les coûts.

Quand envisager des alliages sur mesure

• Vous avez besoin une meilleure performance thermique que le 6063 ne le permet.
• Vous avez besoin meilleure résistance à la corrosion (par exemple, les environnements marins).
• Vous voulez un équilibre entre conductivité et résistance élevée.
• Vous avez besoin finition de surface spécifique (par exemple, anodisation colorée).

Ce qu'il faut surveiller

• Les alliages sur mesure doivent encore puits d'extrusion.
• Les conception de la filière peut nécessiter des modifications.
• Usinage et le comportement après le traitement peut être différente.
• Ils coûtent plus cher et ont délais de livraison plus longs.

Par exemple, des entreprises comme HTS-ALU et Lori Thermal Les demandes d'alliage personnalisées sont prises en charge, mais nécessitent souvent des quantités minimales de commande et étapes de validation.

Exemples de scénarios

Si cela vous intéresse, nous pouvons tester un lot d'échantillons et valider son comportement avant la production.

Quel alliage offre la meilleure conductivité thermique ?

La conductivité est essentielle pour les dissipateurs thermiques, mais ce n'est pas le seul facteur à prendre en compte.

L'aluminium de la série 1xxx offre la conductivité la plus élevée, mais le 6063 est le meilleur des alliages d'extrusion.

Comparaison de la conductivité thermique

L'aluminium pur offre moins de résistance au flux thermique, mais il est trop mou pour la plupart des dissipateurs structurels. C'est pourquoi nous utilisons 6063-Il offre un bon équilibre entre la conductivité et la facilité de mise en œuvre.

Facteurs affectant la conductivité

• Composition de l'alliage (teneur en magnésium, en silicium et en fer)
• Taille et direction des grains
• Qualité de l'extrusion
• Durcissement par vieillissement ou trempe
• Contraintes et usinage

Même avec le même alliage, la conductivité peut varier de 5-15% en fonction de la fabrication.

Le design a aussi son importance

Ne vous fiez pas uniquement aux chiffres de conductivité. Un dissipateur thermique 6061 mal conçu avec des ailettes courtes peut refroidir moins bien qu'une pièce 6063 bien formée avec des ailettes plus hautes et optimisées.

Les différents alliages ont-ils une incidence sur la CNC et les traitements de surface ?

Oui, le choix de l'alliage d'aluminium modifie la facilité d'usinage ou de finition d'un dissipateur thermique.

Le 6063 s'usine plus facilement et donne une finition anodisée plus lisse ; le 6061 est plus résistant mais plus difficile à couper et à colorer.

Usinage CNC

• 6063 est plus souple, plus facile à couper.
• 6061 est plus difficile - plus d'usure des outils, plus d'efforts.
• Le 6061 nécessite des pinces plus robustes et des coupes plus profondes.

Anodisation et finition de surface

• 6063 anodise magnifiquement - finition claire et uniforme, bonne teinture.
• 6061 peut présenter des stries ou des tons inégaux s'il n'est pas poli.
• Alliages avec plus de fer ou de cuivre risque de mal s'anodiser.

Autres traitements de surface

• Revêtement en poudre : les deux sont compatibles.
• Electrophorèse : fonctionne mieux avec 6063.
• Anodisation dure : le matériau 6061 réagit bien à l'application d'une couche dure, ce qui lui confère une plus grande durabilité.

Testez toujours un petit lot avant de vous lancer dans une production à grande échelle.

Conclusion

Pour la plupart des dissipateurs, 6063-T5 est le meilleur choix - il allie conductivité thermique, facilité d'extrusion et excellente finition. Utilisation 6061 uniquement lorsque la solidité est une priorité absolue, ou envisager alliages sur mesure lorsque vous avez besoin d'une performance particulière.