CN101635321B - 一种太阳能电池板框架型材的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池板框架型材的制造方法，采用以下工艺步骤：取铝锭为投入熔炼炉熔炼，铝液搅拌均匀；铝液搅拌后进行第一次精炼，精炼后在铝渣上面均匀撒上打渣剂；加入镁锭、铝硅中间合金和稀土合金，充分搅拌混合均匀；第二次精炼及除气工序；将精炼好的铝液引入铸造机铸造；铝棒在铝棒加热炉加热且在挤压机上挤压成型；挤压成型后放入热处理炉加温、保温后即为太阳能电池板框架型材。本发明型材表面光亮，强度高、韧性好，不易变形；抗腐蚀性能好、制造成本较低；同时又可回收，重量轻、能节约能源，并能降低环境污染及增强运行可靠性。

Description

一种太阳能电池板框架型材的制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池板框架型材(以下简称型材)的制造方法，具体地说是用于型材的制造，属于有色金属的冶炼与挤压技术领域。
背景技术
当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，我国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。型材是太阳能电池中必不可少的部件。在已有技术中，太阳能电池板框架型材主要以6063合金为主，将铝锭在熔炼温度为720～750℃时熔炼成铝液，加入少量的铝硅合金和镁锭，经混合为铝镁硅合金液，然后将上述经混合的铝镁合金液进行精炼除气～铸造(铝棒)～热挤压。由于6063挤压性能良好，通常是挤压型材的首选合金；但是，6063合金挤压后表面质量和力学性能一般，难以达到太阳能电池板框架型材的要求，在使用中强度较低，易变形。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种在加工过程中型材表面光亮，强度高、韧性好，不易变形；抗腐蚀性能好、制造成本较低；同时又可回收，重量轻、节约能源，并能降低环境污染及增强运行可靠性的一种太阳能电池板框架型材的制造方法。
按照本发明提供的技术方案，本发明一种太阳能电池板框架型材的制造方法采用以下工艺步骤：其组份含量按重量百分数计：
1、熔炼工序：取重熔用铝锭(规格为AL99.70A)为：96～98份投入熔炼炉熔炼，升温750～770℃溶化；在铝液表面均匀地覆盖覆盖剂，当熔炼温度：720～760℃时，铝液搅拌均匀，搅拌时间不小于5分钟；
2、第一次精炼工序：搅拌后进行第一次精炼，精炼温度720℃～750℃之间，精炼时用氮气，精炼时间：10～15分钟；精炼后在铝渣上面均匀撒上打渣剂；
在精炼温度720℃～750℃范围内加入重熔用镁锭0.52～0.63份、铝硅中间合金(规格为ALSi20)为1～2份和稀土合金为：0.15～0.4份，充分搅拌混合均匀；
3、第二次精炼及除气工序：
(1)、晶粒细化：第二次精炼温度在720℃～750℃之间，在上述混合铝液中投入Ti-B晶粒细化剂，静置6～8分钟，待全部熔化后充分搅拌；
(2)、用氮气把精炼剂均匀吹入炉内，精炼时间15～25分钟；
(3)、精炼扒渣后均匀撒上一层覆盖剂，静置时间20～25分钟；
4、铸造铸棒：
将精炼好的铝液引入铸造机铸造。铸棒直径Φ100mm～Φ120mm，铸造温度700℃～730℃；铸造铝液速度90～210mm/分；铸造水压0.10～0.20MPa；
5、挤压工序：铝棒在铝棒加热炉加热到470～520℃，然后在挤压机上挤压成型。挤压压力：小于21MPa；
6、热处理工序：挤压成型后放入热处理炉加温到190～210℃，保温2.5～3.5小时，满足设计性能。
覆盖剂：在高温下，减少铝合金液的烧损。
打渣剂：使液面上的杂质脱离铝合金液，便于扒出炉外。
Ti-B晶粒细化剂：铝液铸造时晶粒细化，避免产生粗晶粒，影响力学性能。
精炼剂：使铝液中的杂质浮出液面，净化铝液。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
本发明表面质量高，力学性能好，经调整Mg、Si、Fe元素含量，同时添加稀土元素，T6处理，使铸棒有良好的挤压性能，挤出型材表面质量光亮，并能提高型材力学性能，使抗拉强度≥190MPa，规定非比例延伸强度≥150MPa。型材强度高、韧性好，不易变形；抗腐蚀性能好、制造成本较低；同时又可回收，重量轻、节约能源、并能降低环境污染及增强运行可靠性。
具体实施方式
下面本发明将结合实施例作进一步描述：
实施例一：本发明一种太阳能电池板框架型材的制造方法采用以下工艺步骤：其组份含量按重量百分数计：
本发明太阳能电池板框架型材编号为：JX18-535直径尺寸35×35mm。
1、熔炼工序：取重熔用铝锭(规格为AL99.70A)为：投入熔炼炉9600KG熔炼，升温755℃溶化；在铝液表面均匀地洒上一层覆盖剂(约2KG左右)，当熔炼温度：730℃时，铝液搅拌均匀，搅拌时间6分钟；
2、第一次精炼工序：搅拌后进行第一次精炼，精炼温度735℃，精炼时用1罐氮气(15KG/罐)，精炼时间：11分钟；精炼后在铝渣上面均匀撒上4KG打渣剂；在精炼温度735℃范围内加入重熔用镁锭50KG、铝硅中间合金130KG和稀土合金为：10KG，充分搅拌混合均匀为混合铝液；
3、第二次精炼及除气工序：
(1)、晶粒细化：第二次精炼温度在735℃之间，在上述混合铝液中投入10KG Ti-B晶粒细化剂，静置7分钟，待全部熔化后充分搅拌；
(2)、用氮气把精炼剂(4KG)均匀吹入炉内，精炼时间15分钟；
(3)、精炼扒渣后均匀撒上一层覆盖剂，静置时间20分钟，放铝液铸造；
4、铸造铸棒：
将精炼好的铝液引入铸造机铸造。铸棒直径Φ100mm，铸造温度710℃；铸造铝液速度100mm/分；铸造水压0.14MPa；
5、挤压工序：铝棒在铝棒加热炉加热到480℃，然后在600T挤压机上按设计要求挤压成型。挤压压力：小于16MPa；
6、热处理工序：挤压成型后放入热处理炉加温到200℃，保温3小时，满足设计性能即为电池板框架型材。
实施例二：本发明一种太阳能电池板框架型材的制造方法采用以下工艺步骤：其组份含量按重量百分数计：
1、熔炼工序：取重熔用铝锭(规格为AL99.70A)为：投入熔炼炉9700KG熔炼，升温760℃溶化；在铝液表面均匀地洒上一层覆盖剂(约2KG左右)，当熔炼温度：760℃时，铝液搅拌均匀，搅拌时间7分钟；
2、第一次精炼工序：搅拌后进行第一次精炼，精炼温度740℃，精炼时用1罐氮气(15KG/罐)，精炼时间：13分钟；精炼后在铝渣上面均匀撒上4KG打渣剂；在精炼温度740℃范围内加入重熔用镁锭50KG、铝硅中间合金130KG和稀土合金为：10KG，充分搅拌混合均匀为混合铝液；
3、第二次精炼及除气工序：
(1)、晶粒细化：第二次精炼温度在740℃之间，在上述混合铝液中投入10KG Ti-B晶粒细化剂，静置7分钟，待全部熔化后充分搅拌；
(2)、用氮气把精炼剂(4KG)均匀吹入炉内，精炼时间22分钟；
(3)、精炼扒渣后均匀撒上一层覆盖剂，静置时间23分钟；
4、铸造铸棒：
将精炼好的铝液引入铸造机铸造。铸棒直径Φ100mm，铸造温度730℃；铸造铝液速度102mm/分；铸造水压0.14MPa；
5、挤压工序：铝棒在铝棒加热炉加热到480℃，然后在600T挤压机上按设计要求挤压成型。挤压压力：小于16MPa；
6、热处理工序：挤压成型后放入热处理炉加温到205℃，保温3小时，满足设计性能即为电池板框架型材。
实施例三：
本发明其配方比例按重量百分数计：其制造方法采用以下工艺步骤：
1、熔炼工序：取重熔用铝锭(规格为AL99.70A)为：投入熔炼炉9650KG熔炼，升温765℃溶化；在铝液表面均匀地洒上一层覆盖剂(约2KG左右)，当熔炼温度：765℃时，铝液搅拌均匀，搅拌时间8分钟；
2、第一次精炼工序：搅拌后进行第一次精炼，精炼温度755℃，精炼时用1罐氮气(15KG/罐)，精炼时间：15分钟；精炼后在铝渣上面均匀撒上4KG打渣剂；同时加入重熔用镁锭60KG、铝硅中间合金125KG和稀土合金为：11KG，充分搅拌混合均匀为混合铝液；
3、第二次精炼及除气工序：
(1)、晶粒细化：第二次精炼温度在755℃之间，在上述混合铝液中投入10KG Ti-B晶粒细化剂，静置8分钟，待全部熔化后充分搅拌；
(2)、用氮气把精炼剂(4KG)均匀吹入炉内，精炼时间25分钟；
(3)、精炼扒渣后均匀撒上一层覆盖剂，静置时间25分钟；
4、铸造铸棒：
将精炼好的铝液引入铸造机铸造。铸棒直径Φ100mm，铸造温度730℃；铸造铝液速度98mm/分；铸造水压0.135MPa；
5、挤压工序：铝棒在铝棒加热炉加热到480℃，然后在600T挤压机上按设计要求挤压成型。挤压压力：小于16MPa；
6、热处理工序：挤压成型后放入热处理炉加温到203℃，保温3小时，满足设计性能即为电池板框架型材。
本发明中涉及的主要成份及覆盖剂、打渣剂、Ti-B晶粒细化剂及精炼剂，均可市场上直接购得。

Claims (1)

1.一种太阳能电池板框架型材的制造方法，采用以下工艺步骤：其组份含量按重量百分数计：
(1)、熔炼工序：取铝锭为：96～98份投入熔炼炉熔炼，升温750～770℃熔化；在铝液表面均匀地覆盖覆盖剂，当熔炼温度：720～760℃时，铝液搅拌均匀，搅拌时间不小于5分钟；
(2)、第一次精炼工序：铝液搅拌后进行第一次精炼，精炼温度720℃～750℃，精炼时间：10～15分钟；精炼后在铝渣上面均匀撒上打渣剂；在精炼温度720℃～750℃范围内加入镁锭0.52～0.63份、铝硅中间合金1～2份和稀土合金0.15～0.4份，充分搅拌混合均匀；
(3)、第二次精炼及除气工序：
(a)、晶粒细化：第二次精炼温度在720℃～750℃之间，在上述混合铝液中投入Ti-B晶粒细化剂，静置6～8分钟，待全部熔化后充分搅拌；
(b)、用氮气把精炼剂均匀吹入炉内，精炼时间15～25分钟；
(c)、精炼扒渣后均匀撒上一层覆盖剂，静置时间20～25分钟；
(4)、铸造铸棒：
将精炼好的铝液引入铸造机铸造，铸造温度700℃～730℃；铝液铸造速度90～210mm/分；铸造水压0.10～0.20MPa；
(5)、挤压工序：铝棒在铝棒加热炉加热到470～520℃，然后在挤压机上挤压成型，挤压压力：小于21MPa；
(6)、热处理工序：挤压成型后放入热处理炉加温到190～210℃，保温2.5～3.5小时即为太阳能电池板框架型材。
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