5G建設(shè)升級，基站建設(shè)數(shù)量提升，射頻器件價值提升，同時也給產(chǎn)業(yè)鏈帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。5G基站引入Massive MIMO技術(shù)，同時天線無源部分將與RRU合為AAU，都對5G時代天線的體積及重量提出了更高的設(shè)計要求。無線基站集成度越來越高，外殼壓鑄件尺寸隨之增大，設(shè)備越來越重，給設(shè)備安裝、運(yùn)輸帶來了困難。沃達(dá)豐和中國移動等國內(nèi)外運(yùn)營商對無線基站提出高導(dǎo)熱、輕量化、低成本的明確指標(biāo)要求，重量必須小于15公斤。

鋁合金壓鑄件作為無線基站關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，為基站內(nèi)部的電子元器件及電路板固定提供基礎(chǔ)，其重量占設(shè)備總重的50%～60%，是基站減重的主要零部件；同事鋁合金壓鑄件是無線基站內(nèi)部器件散熱的主要路徑，是保障基站散熱效果的主要散熱組件。

壓鑄由于高速、高效而且精度高的優(yōu)勢在基站結(jié)構(gòu)件上的加工上展現(xiàn)其優(yōu)勢，據(jù)了解很多采用沖壓加工的配件也在逐漸采用壓鑄加工，甚至于基于4G/5G基站結(jié)構(gòu)件輕量化、高導(dǎo)熱需求，半固態(tài)壓鑄成型也已在基站結(jié)構(gòu)件上實(shí)現(xiàn)批量量產(chǎn)。

圖 潤星泰開發(fā)的薄壁散熱殼體

半固態(tài)金屬成型是一種針對固、液混合態(tài)的金屬漿料成型加工的工藝方法的總稱，是介乎鑄造和鍛造之間的一種工藝過程。我國對鋁合金半固態(tài)成型的研究主要集中在北京有色金屬研究院、北京科技大學(xué)等有軍工背景的單位，但目前仍處小批量試制狀態(tài)，未規(guī)模應(yīng)用。

北京科技大學(xué)在半固態(tài)流變壓鑄方面屬于領(lǐng)先的地位，是國內(nèi)最先研究半固態(tài)技術(shù)的高校之一，已研究了多種漿料制備方法和裝置，并得到國家發(fā)明專利授權(quán)。部分裝置已在壓鑄機(jī)上小批量的應(yīng)用，效果不錯。為促進(jìn)金屬加工企業(yè)上下游交流對接，在8月27~29日，艾邦將在東莞厚街舉辦第三屆5G加工產(chǎn)業(yè)鏈展覽會，并且還將有多場5G金屬加工論壇，想了解很多關(guān)于5G金屬加工的市場情況，歡迎相關(guān)企業(yè)參展或參觀；

由于通信設(shè)備對精密結(jié)構(gòu)件的高導(dǎo)熱、輕量化需求趨勢，中興通訊通過與珠海潤星泰合作研發(fā)，其半固態(tài)壓鑄已在中興通訊4G無線基站設(shè)備ZXSDR R8972E和ZXSDR R8862A上規(guī)模應(yīng)用。以下是對半固態(tài)壓鑄技術(shù)在基站殼體結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用介紹，以供參考；

1

半固態(tài)壓鑄技術(shù)的介紹

以下是中興與珠海潤星泰就ZXSDR R8972E新型的緊湊型TD-LTE兩路遠(yuǎn)程無線電單元（RRU）外殼采用半固態(tài)壓鑄技術(shù)的一個應(yīng)用優(yōu)勢分析。

材料及產(chǎn)品性能指標(biāo)

在滿足產(chǎn)品對壓鑄件強(qiáng)度的條件下，在鋁基合金中減少Si含量，適當(dāng)降低抗拉強(qiáng)度，顯著提高合金材料導(dǎo)熱系數(shù)，同時通過試驗調(diào)整合金中Cu、Mg、Ni、Fe、Mn、Zn等微量元素，研制出半固態(tài)用高導(dǎo)熱鋁合金材料ALSi8，經(jīng)過測試，具有良好的綜合性能，其導(dǎo)熱系數(shù)超過140W/m.K，比常用壓鑄材料ADC12導(dǎo)熱系數(shù)約92W/m.K和YL102導(dǎo)熱系數(shù)約121W/m.K分別提高57.6%，19.8%。

半固態(tài)漿料的制備

采用“金屬半固態(tài)漿料的制漿及送料一體化設(shè)備”等自有專利技術(shù)，使批量生產(chǎn)過程中研發(fā)的第二代半固態(tài)制漿送料一體化設(shè)備可以連續(xù)制備半固態(tài)漿料，每一個壓鑄循環(huán)（60～120s）可制備8～10KG半固態(tài)漿料。

采用半固態(tài)制漿及送料一體化技術(shù)，提高了制漿效率及縮短了漿料送料時間，精確控制漿料的溫度，確保向壓鑄機(jī)內(nèi)注入的球狀晶粒固體含量恒定的半固態(tài)漿料，以保證壓鑄作業(yè)的效率和壓鑄件的質(zhì)量。半固態(tài)制漿設(shè)備每個壓鑄循環(huán)（節(jié)拍為60～120秒）能產(chǎn)生8Kg以上半固態(tài)漿料用于連續(xù)壓鑄生產(chǎn)。

表1 材料關(guān)鍵性能指標(biāo)要求（制備的半固態(tài)漿料在零件形成后應(yīng)滿足以下要求）

性能指標(biāo)

晶粒大小非枝晶晶粒

平均晶粒尺寸≤50um

密度≤2.75 g/cm3

抗拉強(qiáng)度≥160MPa

斷后延伸率≥3%

導(dǎo)熱系數(shù)≥140W/（m﹒K）

結(jié)構(gòu)特征

殼體散熱齒厚高比不大于1：20（齒頂厚度不超過1mm，拔模斜度1°），散熱齒減?。X頂1.0mm、脫模角度1度）、基板壁厚減薄至1.8±0.1mm）。

類別設(shè)計前設(shè)計后

基板壁厚2.8mm1.8±0.1mm

散熱齒頂厚度1.6mm1.0mm

拔模斜度1.5°1°

散熱能力20.4W/L24.2W/L

殼體散熱齒厚高比不大于1：20（齒頂厚度不超過1mm，拔模斜度1°）。同時，壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計采用熱管技術(shù)，提高幅度達(dá)到18.6%。

模具設(shè)計與壓鑄工藝

模具通過對流道系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的研發(fā)及設(shè)計，確保半固態(tài)漿料通過大流道順序填充模具型腔。采用模溫機(jī)控制技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)對模溫的均衡調(diào)節(jié)，保證半固態(tài)漿料中的球狀晶粒組織的含量恒定，使壓鑄件內(nèi)部組織致密及鑄件的熱變形?。粔鸿T工藝采用雙重增壓的壓鑄技術(shù)，通過伺服控制系統(tǒng)精確調(diào)控壓射時間和壓力，確保半固態(tài)壓鑄件的質(zhì)量。

半固態(tài)壓鑄技術(shù)在重量及成本上的優(yōu)化

1）材料成本：ZXSDR R8972E殼體重量由3.4Kg減輕到2.5Kg，濾波器零件2.6Kg減輕到1.4Kg；與液態(tài)壓鑄件相比，零件減重幅度26%～46%，節(jié)約材料。

2）模具成本：半固態(tài)漿料的溫度為600°C，充型時對壓鑄模具的熱應(yīng)力小，大大降低模具的熱疲勞，模具壽命可以提高50%以上，減少產(chǎn)品的模具費(fèi)用。

3）機(jī)加成本：零件變形小，尺寸精度高，毛坯平面度由0.5減小到0.3以內(nèi)，免機(jī)加工（螺紋孔除外），降低產(chǎn)品的加工成本。

半固態(tài)壓鑄的優(yōu)勢

1）采用半固態(tài)壓鑄技術(shù)，制漿與壓鑄機(jī)一體化，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，實(shí)現(xiàn)了無線基站殼體輕量化、低成本。

2）采用新的合金成分配比，合金材料導(dǎo)熱率達(dá)到147W/m﹒K，提高合金無線基站導(dǎo)熱性能，降低設(shè)備溫度。

3） 相對普通壓鑄產(chǎn)品，半固態(tài)鑄件的尺寸精度高，延長模具使用壽命。

半固態(tài)成型技術(shù)生產(chǎn)的壓鑄件具有內(nèi)部組織致密，熱變形小的特點(diǎn)，可生產(chǎn)薄壁殼體零件。目前半固態(tài)技術(shù)在散熱殼體類、濾波器類薄壁腔體壓鑄件上已得到應(yīng)用，對無線基站減重和散熱具有十分重要的意義。據(jù)了解，今年全國計劃投建50萬個基站，到明年預(yù)計200萬個，在未來3到5年將全國覆蓋，在基站的加速落地下將給金屬加工行業(yè)帶來新的一波發(fā)展機(jī)遇，目前很多壓鑄加工、設(shè)備廠家已陸續(xù)接單。

本文來源：珠海潤星泰的無線基站殼體用高導(dǎo)熱鋁合金半固態(tài)壓鑄件開發(fā)及應(yīng)用

5G基站加速落地，工信部透露2020全年將新建50萬個5G基站，為保證后續(xù)的各種5G設(shè)備的信號傳輸工作，除了5G非金屬材料， 精密金屬結(jié)構(gòu)件也將迎來新一波需求高峰，歡迎5G終端，基站等通訊設(shè)備制造商，半固態(tài)壓鑄、吹脹板、液態(tài)金屬、粉末冶金等金屬加工，模具，壓鑄機(jī)、注射機(jī)、CNC、精雕機(jī)，鋅/鋁/鎂合金、不銹鋼等材料廠商加入一起交流。
責(zé)任編輯:pj