CN104846222A - 一种光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺,在熔炼炉中将纯铝完全熔化，熔化温度为880℃-850℃，并保温1-3h后炉温升至910℃-940℃，并加入适量的B、Mg、Mn、Cr、Si、Ni、Fe、Cu、V、Mo、Ti、Nb，得到合金液,并向合金液中投入稀土元素，稀土元素中，按重量百分比包含以下组分：Gd：15-18%，Pr：3-5%，Dy：7-9%，Ac：12.5-12.8%，Nd：15-20%，Sm：11-13%，余量为Er；本发明所设计的光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺，使得熔融状态下的铝合金液具有良好流动性，可以填充狭槽窄缝部分；导热性能好，熔融铝的热量能快速向铸模传递，铸造周期较短；熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制，同时易于进行表面处理，加工性能好。

Description

一种光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺

技术领域

本发明涉及光伏组件的加工技术领域，特别是一种光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺。

背景技术

光伏组件（也叫太阳能电池板）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分；其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作；但是，随着微型逆变器的使用，可以直接把光伏组件的电流源转化成为40V左右的电压源，就可以驱动电器应用我们的生活当中；同时，光伏组件在不断创新，由于光伏组件在业内来讲叫做中国制造，应该有中国创造，进而出现光伏组件的升级创新产品，如光伏陶瓷瓦，光伏彩钢瓦，这类产品可以直接代替传统建材瓦片，还有了光伏组件的功能，一旦步入通用市场，将对光伏组件和传统建材造成一定冲击。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺，包括如下具体步骤：

在熔炼炉中将纯铝完全熔化，熔化温度为880℃-850℃，并保温1-3h后炉温升至910℃-940℃，并加入适量的B、Mg、Mn、Cr、Si、Ni、Fe、Cu、V、Mo、Ti、Nb，得到合金液，合金液中按质量百分比计包括：B：0.54-0.56%，Mg：0.13-0.15%，Mn：0.074-0.076%，Cr：0.102-0.104%，Si：0.21-0.23%，Ni：0.075-0.077%，Fe：0.68-0.72%，Cu：4.15-4.25%，V：0.036-0.040%，Mo：0.042-0.044%，Ti：0.087-0.089%，Nb：0.013-0.015%，其余为Al及总量<0.3%的杂质；

在910℃-940℃下向合金液中加入稀土元素，稀土元素的总重量为上述合金液的0.20-0.25%，待炉料全部融化后进行充分搅拌并在910℃-940℃下保温1-3h；将上述合金液体自然冷却至合金液体温度850℃-880℃，并在850℃-880℃下加入精炼剂精炼除渣5min-10min；

将合金液体温度降至745-750℃并保温20min-30min，将炉温降至1130-1140℃，加入精炼剂，用氩气进行除气精炼5min-10min，制得铝合金预制锭；

稀土稀土元素中，按重量百分比包含以下组分：Gd：15-18%，Pr：3-5%，Dy：7-9%，Ac：12.5-12.8%，Nd：15-20%，Sm：11-13%，余量为Er；

将上述铝合金预制锭熔化后，经过中间包、导流管，通过气体雾化喷嘴喷射出雾化气体对经导流管流出的铝合金液进行喷射成形，沉积到接收盘上进行浇铸，雾化气体选择为氮气，压力0.5-1.0MPa，合金熔体温度750℃-900℃，中间包、导流管的温度750℃-900℃，接收盘采用机构控制系统保证与气体雾化喷嘴的距离为400-600mm，通过热挤压变形提高喷射铝合金致密度，浇铸后空冷至室温；

将冷却后的铝合金导轨毛坯进行打磨，去除表面的毛刺，然后对毛坯进行渗氮处理，将毛坯送至密闭容器中并通入氮气，先将加热至300-340℃保持1-2h，然后加热至480-520℃保温5-7h，最后加热至580-600℃保温1-3h，然后炉冷至180-200℃再空冷至室温；

对渗氮处理后的槽式电缆桥架用支吊架毛坯依次进行退火、淬火、回火处理，具体为：

a退火：将毛坯炉热至800-850℃并保温1-3h后停炉，并炉冷却至350-420℃，随后打开炉门继续缓冷至180-230℃出炉空冷至室温；

b淬火：将步骤a中退火后的毛坯缓慢炉热至450-520℃并保温50-60min，再次炉热至550-600℃后用水喷淋毛坯快速降温；

c回火：将经淬火后的毛坯在室温下再次入炉并炉热至250-280℃后保温1-1.5h后采用水冷与空冷结合冷却至室温，先采用水冷以3-5℃/s的冷却速率将毛坯水冷至180-200℃，然后空冷至150-175℃，再采用水冷以1-2℃/s的冷却速率将毛坯水冷至100-120℃，最后空冷至室温，完成光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺。

技术效果：本发明工艺中，铝合金原材料中加入了Cr、Ni 、Mo、Nb 、Cr等微量元素，使得熔融状态下的铝合金液具有良好流动性，可以填充狭槽窄缝部分；且熔点较低，加工时操作安全性较高；导热性能好，熔融铝的热量能快速向铸模传递，铸造周期较短；熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制；铝合金铸造时，没有热脆开裂和撕裂的倾向；化学稳定性好，抗蚀性能强；不易产生表面缺陷，铸件表面有良好的表面光洁度和光泽，而且易于进行表面处理，加工性能好。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，前述的光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺，包括如下具体步骤：

在熔炼炉中将纯铝完全熔化，熔化温度为860℃，并保温2h后炉温升至920℃，并加入适量的B、Mg、Mn、Cr、Si、Ni、Fe、Cu、V、Mo、Ti、Nb，得到合金液，合金液中按质量百分比计包括：B：0.54-0.56%，Mg：0.13-0.15%，Mn：0.074-0.076%，Cr：0.102-0.104%，Si：0.21-0.23%，Ni：0.075-0.077%，Fe：0.68-0.72%，Cu：4.15-4.25%，V：0.036-0.040%，Mo：0.042-0.044%，Ti：0.087-0.089%，Nb：0.013-0.015%，其余为Al及总量<0.3%的杂质；

在920℃下向合金液中加入稀土元素，稀土元素的总重量为上述合金液的0.20%，待炉料全部融化后进行充分搅拌并在920℃下保温2h；将上述合金液体自然冷却至合金液体温度860℃，并在860℃下加入精炼剂精炼除渣8min；

将合金液体温度降至750℃并保温25min，将炉温降至1135℃，加入精炼剂，用氩气进行除气精炼6min，制得铝合金预制锭；

稀土稀土元素中，按重量百分比包含以下组分：Gd：16%，Pr：4%，Dy：8%，Ac：12.5%，Nd：16%，Sm：11%，余量为Er；

将上述铝合金预制锭熔化后，经过中间包、导流管，通过气体雾化喷嘴喷射出雾化气体对经导流管流出的铝合金液进行喷射成形，沉积到接收盘上进行浇铸，雾化气体选择为氮气，压力0.8MPa，合金熔体温度850℃，中间包、导流管的温度850℃，接收盘采用机构控制系统保证与气体雾化喷嘴的距离为550mm，通过热挤压变形提高喷射铝合金致密度，浇铸后空冷至室温；

将冷却后的铝合金导轨毛坯进行打磨，去除表面的毛刺，然后对毛坯进行渗氮处理，将毛坯送至密闭容器中并通入氮气，先将加热至320℃保持2h，然后加热至495℃保温6h，最后加热至595℃保温1-3h，然后炉冷至195℃再空冷至室温；

对渗氮处理后的槽式电缆桥架用支吊架毛坯依次进行退火、淬火、回火处理，具体为：

a退火：将毛坯炉热至825℃并保温2h后停炉，并炉冷却至360℃，随后打开炉门继续缓冷至195℃出炉空冷至室温；

b淬火：将步骤a中退火后的毛坯缓慢炉热至465℃并保温55min，再次炉热至565℃后用水喷淋毛坯快速降温；

c回火：将经淬火后的毛坯在室温下再次入炉并炉热至265℃后保温1.5h后采用水冷与空冷结合冷却至室温，先采用水冷以3-5℃/s的冷却速率将毛坯水冷至195℃，然后空冷至165℃，再采用水冷以2℃/s的冷却速率将毛坯水冷至115℃，最后空冷至室温，完成光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺，包括如下具体步骤：

在熔炼炉中将纯铝完全熔化，熔化温度为880℃，并保温1h后炉温升至940℃，并加入适量的B、Mg、Mn、Cr、Si、Ni、Fe、Cu、V、Mo、Ti、Nb，得到合金液，合金液中按质量百分比计包括：B：0.54-0.56%，Mg：0.13-0.15%，Mn：0.074-0.076%，Cr：0.102-0.104%，Si：0.21-0.23%，Ni：0.075-0.077%，Fe：0.68-0.72%，Cu：4.15-4.25%，V：0.036-0.040%，Mo：0.042-0.044%，Ti：0.087-0.089%，Nb：0.013-0.015%，其余为Al及总量<0.3%的杂质；

在940℃下向合金液中加入稀土元素，稀土元素的总重量为上述合金液的0.25%，待炉料全部融化后进行充分搅拌并在940℃下保温1h；将上述合金液体自然冷却至合金液体温度850℃，并在850℃下加入精炼剂精炼除渣9min；

将合金液体温度降至745℃并保温25min，将炉温降至1130℃，加入精炼剂，用氩气进行除气精炼10min，制得铝合金预制锭；

稀土稀土元素中，按重量百分比包含以下组分：Gd：15-18%，Pr：3-5%，Dy：7-9%，Ac：12.5-12.8%，Nd：15-20%，Sm：11-13%，余量为Er；

将上述铝合金预制锭熔化后，经过中间包、导流管，通过气体雾化喷嘴喷射出雾化气体对经导流管流出的铝合金液进行喷射成形，沉积到接收盘上进行浇铸，雾化气体选择为氮气，压力0.5MPa，合金熔体温度900℃，中间包、导流管的温度750℃，接收盘采用机构控制系统保证与气体雾化喷嘴的距离为600mm，通过热挤压变形提高喷射铝合金致密度，浇铸后空冷至室温；

将冷却后的铝合金导轨毛坯进行打磨，去除表面的毛刺，然后对毛坯进行渗氮处理，将毛坯送至密闭容器中并通入氮气，先将加热至300℃保持2h，然后加热至480℃保温7h，最后加热至580℃保温3h，然后炉冷至180℃再空冷至室温；

对渗氮处理后的槽式电缆桥架用支吊架毛坯依次进行退火、淬火、回火处理，具体为：

a退火：将毛坯炉热至850℃并保温1h后停炉，并炉冷却至420℃，随后打开炉门继续缓冷至180℃出炉空冷至室温；

b淬火：将步骤a中退火后的毛坯缓慢炉热至520℃并保温50min，再次炉热至600℃后用水喷淋毛坯快速降温；

c回火：将经淬火后的毛坯在室温下再次入炉并炉热至250℃后保温1.5h后采用水冷与空冷结合冷却至室温，先采用水冷以3℃/s的冷却速率将毛坯水冷至200℃，然后空冷至150℃，再采用水冷以2℃/s的冷却速率将毛坯水冷至100℃，最后空冷至室温，完成光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺。

实施例2

本实施例提供的一种光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺，包括如下具体步骤：

在熔炼炉中将纯铝完全熔化，熔化温度为860℃，并保温2h后炉温升至920℃，并加入适量的B、Mg、Mn、Cr、Si、Ni、Fe、Cu、V、Mo、Ti、Nb，得到合金液，合金液中按质量百分比计包括：B：0.54-0.56%，Mg：0.13-0.15%，Mn：0.074-0.076%，Cr：0.102-0.104%，Si：0.21-0.23%，Ni：0.075-0.077%，Fe：0.68-0.72%，Cu：4.15-4.25%，V：0.036-0.040%，Mo：0.042-0.044%，Ti：0.087-0.089%，Nb：0.013-0.015%，其余为Al及总量<0.3%的杂质；

在920℃下向合金液中加入稀土元素，稀土元素的总重量为上述合金液的0.20%，待炉料全部融化后进行充分搅拌并在920℃下保温2h；将上述合金液体自然冷却至合金液体温度860℃，并在860℃下加入精炼剂精炼除渣8min；

将合金液体温度降至750℃并保温25min，将炉温降至1135℃，加入精炼剂，用氩气进行除气精炼6min，制得铝合金预制锭；

稀土稀土元素中，按重量百分比包含以下组分：Gd：16%，Pr：4%，Dy：8%，Ac：12.5%，Nd：16%，Sm：11%，余量为Er；

将上述铝合金预制锭熔化后，经过中间包、导流管，通过气体雾化喷嘴喷射出雾化气体对经导流管流出的铝合金液进行喷射成形，沉积到接收盘上进行浇铸，雾化气体选择为氮气，压力0.8MPa，合金熔体温度850℃，中间包、导流管的温度850℃，接收盘采用机构控制系统保证与气体雾化喷嘴的距离为550mm，通过热挤压变形提高喷射铝合金致密度，浇铸后空冷至室温；

将冷却后的铝合金导轨毛坯进行打磨，去除表面的毛刺，然后对毛坯进行渗氮处理，将毛坯送至密闭容器中并通入氮气，先将加热至320℃保持2h，然后加热至495℃保温6h，最后加热至595℃保温1-3h，然后炉冷至195℃再空冷至室温；

对渗氮处理后的槽式电缆桥架用支吊架毛坯依次进行退火、淬火、回火处理，具体为：

a退火：将毛坯炉热至825℃并保温2h后停炉，并炉冷却至360℃，随后打开炉门继续缓冷至195℃出炉空冷至室温；

b淬火：将步骤a中退火后的毛坯缓慢炉热至465℃并保温55min，再次炉热至565℃后用水喷淋毛坯快速降温；

c回火：将经淬火后的毛坯在室温下再次入炉并炉热至265℃后保温1.5h后采用水冷与空冷结合冷却至室温，先采用水冷以3-5℃/s的冷却速率将毛坯水冷至195℃，然后空冷至165℃，再采用水冷以2℃/s的冷却速率将毛坯水冷至115℃，最后空冷至室温，完成光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.一种光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：

在熔炼炉中将纯铝完全熔化，熔化温度为880℃-850℃，并保温1-3h后炉温升至910℃-940℃，并加入适量的B、Mg、Mn、Cr、Si、Ni、Fe、Cu、V、Mo、Ti、Nb，得到合金液，所述合金液中按质量百分比计包括：B：0.54-0.56%，Mg：0.13-0.15%，Mn：0.074-0.076%，Cr：0.102-0.104%，Si：0.21-0.23%，Ni：0.075-0.077%，Fe：0.68-0.72%，Cu：4.15-4.25%，V：0.036-0.040%，Mo：0.042-0.044%，Ti：0.087-0.089%，Nb：0.013-0.015%，其余为Al及总量<0.3%的杂质；

在910℃-940℃下向合金液中加入稀土元素，所述稀土元素的总重量为上述合金液的0.20-0.25%，待炉料全部融化后进行充分搅拌并在910℃-940℃下保温1-3h；将上述合金液体自然冷却至合金液体温度850℃-880℃，并在850℃-880℃下加入精炼剂精炼除渣5min-10min；

将合金液体温度降至745-750℃并保温20min-30min，将炉温降至1130-1140℃，加入精炼剂，用氩气进行除气精炼5min-10min，制得铝合金预制锭；

所述稀土稀土元素中，按重量百分比包含以下组分：Gd：15-18%，Pr：3-5%，Dy：7-9%，Ac：12.5-12.8%，Nd：15-20%，Sm：11-13%，余量为Er；

将上述铝合金预制锭熔化后，经过中间包、导流管，通过气体雾化喷嘴喷射出雾化气体对经导流管流出的铝合金液进行喷射成形，沉积到接收盘上进行浇铸，雾化气体选择为氮气，压力0.5-1.0MPa，合金熔体温度750℃-900℃，中间包、导流管的温度750℃-900℃，接收盘采用机构控制系统保证与气体雾化喷嘴的距离为400-600mm，通过热挤压变形提高喷射铝合金致密度，浇铸后空冷至室温；

将冷却后的铝合金导轨毛坯进行打磨，去除表面的毛刺，然后对毛坯进行渗氮处理，将毛坯送至密闭容器中并通入氮气，先将加热至300-340℃保持1-2h，然后加热至480-520℃保温5-7h，最后加热至580-600℃保温1-3h，然后炉冷至180-200℃再空冷至室温；

对渗氮处理后的槽式电缆桥架用支吊架毛坯依次进行退火、淬火、回火处理，具体为：

a退火：将毛坯炉热至800-850℃并保温1-3h后停炉，并炉冷却至350-420℃，随后打开炉门继续缓冷至180-230℃出炉空冷至室温；

b淬火：将步骤a中退火后的毛坯缓慢炉热至450-520℃并保温50-60min，再次炉热至550-600℃后用水喷淋毛坯快速降温；

c回火：将经淬火后的毛坯在室温下再次入炉并炉热至250-280℃后保温1-1.5h后采用水冷与空冷结合冷却至室温，先采用水冷以3-5℃/s的冷却速率将毛坯水冷至180-200℃，然后空冷至150-175℃，再采用水冷以1-2℃/s的冷却速率将毛坯水冷至100-120℃，最后空冷至室温，完成光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺。

2.根据权利要求1所述的光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：

在熔炼炉中将纯铝完全熔化，熔化温度为860℃，并保温1-3h后炉温升至920℃，并加入适量的B、Mg、Mn、Cr、Si、Ni、Fe、Cu、V、Mo、Ti、Nb，得到合金液，所述合金液中按质量百分比计包括：B：0.54-0.56%，Mg：0.13-0.15%，Mn：0.074-0.076%，Cr：0.102-0.104%，Si：0.21-0.23%，Ni：0.075-0.077%，Fe：0.68-0.72%，Cu：4.15-4.25%，V：0.036-0.040%，Mo：0.042-0.044%，Ti：0.087-0.089%，Nb：0.013-0.015%，其余为Al及总量<0.3%的杂质；

在920℃下向合金液中加入稀土元素，所述稀土元素的总重量为上述合金液的0.20%，待炉料全部融化后进行充分搅拌并在920℃下保温2h；将上述合金液体自然冷却至合金液体温度860℃，并在860℃下加入精炼剂精炼除渣8min；

将合金液体温度降至750℃并保温25min，将炉温降至1135℃，加入精炼剂，用氩气进行除气精炼6min，制得铝合金预制锭；

所述稀土稀土元素中，按重量百分比包含以下组分：Gd：16%，Pr：4%，Dy：8%，Ac：12.5%，Nd：16%，Sm：11%，余量为Er；

将上述铝合金预制锭熔化后，经过中间包、导流管，通过气体雾化喷嘴喷射出雾化气体对经导流管流出的铝合金液进行喷射成形，沉积到接收盘上进行浇铸，雾化气体选择为氮气，压力0.8MPa，合金熔体温度850℃，中间包、导流管的温度850℃，接收盘采用机构控制系统保证与气体雾化喷嘴的距离为550mm，通过热挤压变形提高喷射铝合金致密度，浇铸后空冷至室温；

将冷却后的铝合金导轨毛坯进行打磨，去除表面的毛刺，然后对毛坯进行渗氮处理，将毛坯送至密闭容器中并通入氮气，先将加热至320℃保持2h，然后加热至495℃保温6h，最后加热至595℃保温1-3h，然后炉冷至195℃再空冷至室温；

对渗氮处理后的槽式电缆桥架用支吊架毛坯依次进行退火、淬火、回火处理，具体为：

a退火：将毛坯炉热至825℃并保温2h后停炉，并炉冷却至360℃，随后打开炉门继续缓冷至195℃出炉空冷至室温；

b淬火：将步骤a中退火后的毛坯缓慢炉热至465℃并保温55min，再次炉热至565℃后用水喷淋毛坯快速降温；

c回火：将经淬火后的毛坯在室温下再次入炉并炉热至265℃后保温1.5h后采用水冷与空冷结合冷却至室温，先采用水冷以3-5℃/s的冷却速率将毛坯水冷至195℃，然后空冷至165℃，再采用水冷以2℃/s的冷却速率将毛坯水冷至115℃，最后空冷至室温，完成光伏组件安装用铝合金导轨的处理工艺。