CN103331584A - 一种光伏太阳能用铜带的生产工艺 - Google Patents

一种光伏太阳能用铜带的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,经该生产工艺得到的软态成品铜带,铜带中Cu+Ag的含量≥99.98%、含氧量≤10ppm,且其导电率≥100%IACS,具有优良的导电导热性,该铜带同时具有良好的综合力学性能和较高的公差精度,以及优良的表面质量,满足光伏太阳能产业对铜带的性能要求和 精度要求,能够广泛地应用于光伏太阳能装置的互联条和汇流带的制造中。

Description

一种光伏太阳能用铜带的生产工艺
 
技术领域
本发明涉及一种铜带的生产工艺,尤其是涉及一种光伏太阳能用铜带的生产工艺。
 
背景技术
  太阳能作为可再生能源的一种,将成为未来能源结构中的重要组成部分。铜带是太阳能重要的导电导热原材料,通常用于制造太阳能装置的互联条和汇流带,要求其应具有良好的导热导电性、易于镀锡、具有较高标准的尺寸公差和表面质量。行业标准中对铜带的要求是:抗拉强度≥210MPa,延伸率≥20%,HV≤52,公差精度为±(0.003-0.004)mm,由于其性能、公差及表面质量要求高,加工困难,较难获取符合要求的铜带产品。
 
发明内容
本发明的目的是提供一种光伏太阳能用铜带的生产工艺以获得符合标准的光伏太阳能用铜带。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,所述生产工艺依次包括以下步骤:
(1)水平连铸:选用优质高纯阴极铜作为原料,依次经熔炼、成分分析、保温、拉铸工序,其中熔炼的温度为1180℃~1220℃,保温温度为1150℃~1200℃,获取Cu+Ag的含量≥99.98%、含氧量≤10ppm且导电率≥100%IACS的铸坯;
(2)铣削加工:对所述铸坯厚度方向上的上、下两表面进行铣削加工,去除所述铸坯表面上的铸造缺陷层;
(3)粗轧:采用粗轧机对所述铸坯进行多道次的粗轧开坯,获取铜带坯料;
(4)厚剪:沿所述铜带坯料的长度方向剪除其两侧存在裂边及开口的边部;
(5)退火:将经步骤(4)得到的所述铜带坯料进行退火处理,退火后得到软态在制料铜带;
(6)清洗:对所述在制料铜带进行脱脂清洗;
(7)中轧:对所述在制料铜带进行多道次的中轧,获取厚度较小的半成品铜带;
(8)松卷:对经所述步骤(7)获取的所述半成品铜带进行松卷处理;
(9)二次退火:对松卷后的所述半成品铜带再次进行退火处理,退火后获得软态半成品铜带;
(10)二次清洗:对步骤(9)获取的所述软态半成品铜带进行脱脂清洗;
(11)精轧:对清洗后的所述软态半成品铜带进行多道次的精轧,获取达到成品设定的厚度尺寸的成品铜带;
(12)涂抹防粘剂:对精轧后的所述成品铜带再次进行脱脂清洗,清洗后再在所述成品铜带的厚度方向的上、下表面涂抹防粘剂;
(13)三次退火:对涂抹有防粘剂后的所述成品铜带进行退火处理,获得软态成品铜带。
优选地,所述步骤(3)中,粗轧的轧制速度为2~3m/s。
优选地,所述步骤(5)中,退火温度为400℃~550℃,升温时间为3h~6h,保温4h~7h,保温后冷却,出炉温度为60℃~70℃即获取所述软态在制料铜带。
优选地,所述步骤(8)中,松卷张力为500~800N,速度为75~100m/min。
优选地,所述步骤(9)中,退火温度为400℃~550℃,升温时间为3h~6h,保温4h~7h,保温后冷却,出炉温度为60℃~70℃即获取所述软态半成品铜带。
优选地,所述步骤(12)中,所述防粘剂采用质量百分比为75%的工业酒精、质量百分比为15%的SiO 2 以及水的混合溶液。
优选地,涂抹所述防粘剂时,对所述成品铜带的卷曲张力为250~400N,速度控制在40~45m/min。
优选地,所述步骤(13)中,退火温度为350℃~500℃,升温时间为4h~6h,保温5h~8h,保温冷却,出炉温度为60℃~70℃即获得所述软态成品铜带。
优选地,所述生产工艺还包括
步骤(14)清洗抛光钝化:先对所述软态成品铜带进行脱脂清洗和酸洗,再对所述软态成品铜带的表面进行抛光处理,抛光处理后再对其进行钝化处理,经上述处理后即可将所述软态成品铜带分条包装和入库。
进一步优选地,所述步骤(14)中,清洗速度控制在50~65m/min,开卷张力为1.0~1.5KN,中间张力为0.5~1.0KN,卷曲张力为4~6KN。
由于上述技术方案的运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:采用本发明的生产工艺得到的软态成品铜带,铜带中Cu+Ag的含量≥99.98%、含氧量≤10ppm,且其导电率≥100%IACS,具有优良的导电导热性,该铜带同时具有良好的综合力学性能和较高的公差精度,以及优良的表面质量,满足光伏太阳能产业对铜带的性能要求和精度要求,能够广泛地应用于光伏太阳能装置的互联条和汇流带的制造中。
 
附图说明
附图1为本发明的生产工艺的流程图。
 
具体实施方式
下面结合具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
具体实施例:
首先选用优质高纯阴极铜作为原料,依次经过熔炼、成分分析、保温、拉铸工序,熔炼时温度控制在1180℃~1220℃之间,同时对其进行成分分析,确保各成分在预设的范围之内,保温温度控制在1150℃~1200℃,最后拉铸得到厚度为17.5mm的铸坯,该铸坯中Cu+Ag的含量≥99.98%、含氧量≤10ppm,且该铸坯的导电率≥100%IACS,符合TU0或TU1的标准。再对上述铸坯厚度方向上的上下两表面进行铣削加工,去除铸坯表面上出现气孔、夹杂、冷隔等缺陷的铸造缺陷层,铣削加工时可采用双面铣,刀片采用硬质合金YG8镶嵌刀片,单面的铣削深度为0.6mm,运行速度为4000mm/min,上、下铣刀轴速度均为900转/min,这样铸坯的表面质量可大幅的提高。
铣削加工后将上述铸坯置入四辊可逆式粗轧机进行6道次的粗轧开坯,轧制速度为2~3m/s,6次轧制后铸坯的厚度依次为16.5mm、12.0mm、6.0mm、3.0mm、2.0mm、1.2mm,这样便可获取厚度较小的铜带坯料。粗轧完成后,沿着上述铜带坯料的长度方向将其两侧边部各剪掉1cm,从而将两侧因轧制产生的裂边及开口的边部剪切掉。剪切后再将得到的铜带坯料进行退火处理,退火温度为550℃,升温时间为6h,并保温5h,保温后冷却,出炉的温度为65℃,获得软态在制料铜带。
在对上述软态在制料铜带进行脱脂清洗以除去其表面残留的各种油污及杂质后,将其置入四辊可逆式精轧机中进行4道次的中轧处理,4次轧制后在制料铜带的厚度依次为1.2mm、0.63mm、0.43mm、0.3mm。为防止后续的二次退火过程中铜带因高温而造成粘带,先对中轧后获得的厚度较小的半成品铜带进行松卷处理,松卷张力为550N,速度为85m/min,松卷后再进行二次退火,退火温度为500℃,升温时间为5h,并保温4h,保温后冷却,出炉的温度为65℃,获得软态半成品铜带。
在对上述软态半成品铜带进行脱脂清洗后,再将其置入四辊可逆式精轧机中进行3道次的精轧处理,3次轧制后软态半成品铜带的厚度依次为0.3mm、0.15mm、0.103mm,获得厚度达到成品设定的厚度尺寸(即0.103mm)的成品铜带。轧制完成后先对获得的成品铜带再次进行脱脂清洗,清洗后再在成品铜带的厚度方向的上、下表面涂抹防粘剂,防粘剂可采用质量百分比为75%的工业酒精、质量百分比为15%的SiO 2 以及水的混合溶液,涂防粘剂时收卷的卷取张力为280N,速度为40m/min。再将涂有防粘剂的上述成品铜带进行第三次的退火处理,退火温度为400℃,升温时间为5h,并保温4h,保温后冷却,出炉的温度为60℃,获得软态成品铜带。
为了进一步的提升上述软态成品铜带的表面质量,先对软态成品铜带进行脱脂清洗去除其表面的油污及杂质、酸洗去除其表面的氧化物,清洗速度控制在60m/min,清洗完成后采用2000目抛光刷进行研磨抛光处理,以保证带材表面光滑,使其表面无物理损伤,以及无起皮、氧化发黄、皱印、划伤、黑点等表面缺陷,有效地提高软态成品铜带的表面质量。抛光处理后再对软态成品铜带进行钝化处理,防止其表面被氧化,上述过程中开卷张力为1.0~1.5KN,中间张力为0.5~1.0KN,卷曲张力为4~6KN。最后将软态成品铜带分条包装入库即可。
经上述工艺获得的软态成品铜带具有优良的力学性能和尺寸精度,其延伸率≥25%,抗拉强度210~260MPa,硬度HV≤52,厚度公差在±(0.003-0.004)mm范围之内,能够满足光伏太阳能用铜带的性能要求和精度要求。
 
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,其特征在于:所述生产工艺依次包括以下步骤:
(1)水平连铸:选用优质高纯阴极铜作为原料,依次经熔炼、成分分析、保温、拉铸工序,其中熔炼的温度为1180℃~1220℃,保温温度为1150℃~1200℃,获取Cu+Ag的含量≥99.98%、含氧量≤10ppm且导电率≥100%IACS的铸坯;
(2)铣削加工:对所述铸坯厚度方向上的上、下两表面进行铣削加工,去除所述铸坯表面上的铸造缺陷层;
(3)粗轧:采用粗轧机对所述铸坯进行多道次的粗轧开坯,获取铜带坯料;
(4)厚剪:沿所述铜带坯料的长度方向剪除其两侧存在裂边及开口的边部;
(5)退火:将经步骤(4)得到的所述铜带坯料进行退火处理,退火后得到软态在制料铜带;
(6)清洗:对所述在制料铜带进行脱脂清洗;
(7)中轧:对所述在制料铜带进行多道次的中轧,获取厚度较小的半成品铜带;
(8)松卷:对经所述步骤(7)获取的所述半成品铜带进行松卷处理;
(9)二次退火:对松卷后的所述半成品铜带再次进行退火处理,退火后获得软态半成品铜带;
(10)二次清洗:对步骤(9)获取的所述软态半成品铜带进行脱脂清洗;
(11)精轧:对清洗后的所述软态半成品铜带进行多道次的精轧,获取达到成品设定的厚度尺寸的成品铜带;
(12)涂抹防粘剂:对精轧后的所述成品铜带再次进行脱脂清洗,清洗后再在所述成品铜带的厚度方向的上、下表面涂抹防粘剂;
(13)三次退火:对涂抹有防粘剂后的所述成品铜带进行退火处理,获得软态成品铜带。
2.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,其特征在于:所述步骤(3)中,粗轧的轧制速度为2~3m/s。
3.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,其特征在于:所述步骤(5)中,退火温度为400℃~550℃,升温时间为3h~6h,保温4h~7h,保温后冷却,出炉温度为60℃~70℃即获取所述软态在制料铜带。
4.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,其特征在于:所述步骤(8)中,松卷张力为500~800N,速度为75~100m/min。
5.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,其特征在于:所述步骤(9)中,退火温度为400℃~550℃,升温时间为3h~6h,保温4h~7h,保温后冷却,出炉温度为60℃~70℃即获取所述软态半成品铜带。
6.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,其特征在于:所述步骤(12)中,所述防粘剂采用质量百分比为75%的工业酒精、质量百分比为15%的SiO2以及水的混合溶液。
7.根据权利要求1或6所述的一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,其特征在于:涂抹所述防粘剂时,对所述成品铜带的卷曲张力为250~400N,速度控制在40~45m/min。
8.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,其特征在于:所述步骤(13)中,退火温度为350℃~500℃,升温时间为4h~6h,保温5h~8h,保温冷却,出炉温度为60℃~70℃即获得所述软态成品铜带。
9.根据权利要求1所述的一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,其特征在于:所述生产工艺还包括
步骤(14)清洗抛光钝化:先对所述软态成品铜带进行脱脂清洗和酸洗,再对所述软态成品铜带的表面进行抛光处理,抛光处理后再对其进行钝化处理,经上述处理后即可将所述软态成品铜带分条包装和入库。
10.根据权利要求9所述的一种光伏太阳能用铜带的生产工艺,其特征在于:所述步骤(14)中,清洗速度控制在50~65m/min,开卷张力为1.0~1.5KN,中间张力为0.5~1.0KN,卷曲张力为4~6KN。
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