CN109371292A - 一种太阳能电池框架用铝合金型材及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池框架用铝合金型材及其应用，涉及新能源电池框架技术领域，该种铝合金型材由以下元素成分组成：Si、Mn、Zn、Ca、Cr、V、Be、Sb、Te、Pr、Er、Yb、Gd、Al。本发明的太阳能电池框架用铝合金型材综合性能优良，通过对铝合金成分、含量及制备工艺的整体性改进优化，使制得的太阳能电池框架应用性能提升显著，尤其是在抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率、耐磨性、耐碱性、抗热裂性、耐候性、耐盐雾腐蚀性能指标方面达到了实质性突破，应用场合及领域广泛，能够大大满足新能源市场对高性能电池框架用铝合金型材的迫切需求。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电池框架技术领域，具体涉及一种太阳能电池框架用铝合金型材及其应用。
背景技术
新能源(NE)：又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式，包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等，随着近年来新能源技术迅猛发展，太阳能在上述所有能源中起到主导的作用，其更是一种新型的取之不尽的无污染绿色能源，更是我国确定重点发展的七大新兴产业之一，现有的太阳能光伏电池板框架及其支撑结构的支柱、拉杆、支承腿等大多都是采用经济耐用的6063铝合金材料挤压制造而成，是6063铝合金材料应用的新市场，并已全球推行应用。然而由于6063铝合金本身的特点以及不合理的热处理工艺，导致该种铝合金材料在应用至电池框架中时，会存在机械性能不足，抗热裂性差等问题，极大地限制了铝合金材料在新能源产品中更广泛的应用。
公开号为CN102719715A的专利申请，公开了一种铝合金及其用于制造太阳能边框铝型材，按质量分数百分比计，该种铝合金型材含有：Mg：0.62-0.65％；Cu：0.08％；Si：0.43-0.46％；Zn：0.06％；Mn：0.04％；Fe：＞0且＜0.18％；Cr：0.04％；Ti：0.06％；余量为Al。专利申请还提供了一种采用上述铝合金挤压制造太阳边框铝型材的制造方法。该种铝合金型材制得的框架力学性能良好，架构不易变形，表面也不易划伤，但是其抗热裂性差，应用性受到影响和限制。
公开号为CN106636812A的专利申请，公开了一种应用于太阳能边框的铝合金型材，该铝合金型材中各元素组成的质量百分比为：锌6％～10％，铜0.1％～3％，镁1％～3％，铁0.3％～0.5％，硅0.5％～1％，锰0.3％～0.6％，镍0.4％～0.8％，银0.2％～0.4％，钪0.03％～0.05％，锆0.02％～0.04％，铒0.02％～0.04％，镧0.03％～0.05％，钇0.01％～0.03％，铈0.01％～0.03％，钛0.03％～0.06％，硼0.08％～0.1％，余量为铝。该种铝合金型材具有优良的耐腐蚀性和耐高温性，但是其耐磨性和耐候性较差，应用性受到影响和限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池框架用铝合金型材及其应用，该种铝合金型材综合性能优良，应用性好。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种太阳能电池框架用铝合金型材，由以下按重量百分比计的成分组成：
Si：0.44-0.52％、Mn：0.75-0.90％、Zn：0.39-0.43％、Ca：0.21-0.29％、Cr：0.28-0.36％、V：0.17-0.23％、Be：0.15-0.21％、Sb：0.12-0.18％、Te：0.01-0.04％、Pr：0.02-0.05％、Er：0.08-0.12％、Yb：0.03-0.07％、Gd：0.006-0.010％，余量为Al。
进一步地，上述铝合金型材由以下按重量百分比计的成分组成：
Si：0.44％、Mn：0.75％、Zn：0.39％、Ca：0.21％、Cr：0.28％、V：0.17％、Be：0.15％、Sb：0.12％、Te：0.01％、Pr：0.02％、Er：0.08％、Yb：0.03％、Gd：0.006％，余量为Al；
上述铝合金型材的制备方法如下：
步骤一：取铝锭、所需的铝中间合金锭及金属单质输送至熔炼炉，先后进行熔炼、精炼、扒渣、在线除气，得金属液；
步骤二：将步骤一得到的金属液输送至结晶器中进行半连续铸造，铸造温度为725℃，铸造速度为60mm/min，得铝合金扁锭；
所述半连续铸造中，金属液经分流槽流入结晶器后施加低频电磁场，低频电磁频率范围为30Hz，强度为6000AT；
步骤三：对铝合金扁锭进行如下均匀化处理：先以180℃/h的速率升温至195℃，并保温50min；再以100℃/h的速率升温至375℃，并保温1.5h；之后以80℃/h的速率升温至520℃，并保温2.5h；接着再以60℃/h的速率升温至605℃，并保温2h；空冷至355℃后，再以100℃/h的速率升温至565℃，并保温2h；风冷至160℃后，再以70℃/h的速率升温至600℃，并保温100min；最后以40℃/h的速率进行降温，并在温度为470℃以及215℃分别保温4h、6h。
步骤四：将均匀化后的铝合金扁锭预热至525℃，将预热后的扁锭置于模具中挤压成型，模具温度为486℃，挤压速率为18m/min；
步骤五：将挤压成型后的铝合金型材坯件先采用水雾冷却至245℃，再采用风冷冷却至室温状态，随后对型材进行如下时效处理：先以80℃/h的速率升温至125℃，并保温4.5h；再以60℃/h的速率升温至185℃，并保温5.5h；之后以30℃/h的速率升温至240℃，并保温7h；随后以40℃/h的速率降温至150℃，并保温3.5；再以30℃/h的速率升温至205℃，并保温8h；接着以40℃/h的速率降温至160℃，并保温5h；之后以70℃/h的速率降温至105℃，并保温6h；最后空冷至室温即可。
进一步地，上述步骤一中，精炼采用的是氩气炉底吹扫精炼，精炼的温度为740℃，精炼时间设定在20min。
进一步地，上述精炼采用的精炼剂为氟铝酸钾、氯化镁、无水氟化铝、轻质碳酸钙四种成分按照质量比4.5:3:2:1合并得到的。
进一步地，上述精炼剂的添加量为金属液质量的0.07％。
作为本发明另一种优化方案，上述铝合金型材由以下按重量百分比计的成分组成：
Si：0.52％、Mn：0.90％、Zn：0.43％、Ca：0.29％、Cr：0.36％、V：0.23％、Be：0.21％、Sb：0.18％、Te：0.04％、Pr：0.05％、Er：0.12％、Yb：0.07％、Gd：0.010％，余量为Al；
上述铝合金型材的制备方法如下：
步骤一：取铝锭、所需的铝中间合金锭及金属单质输送至熔炼炉，先后进行熔炼、精炼、扒渣、在线除气，得金属液；
步骤二：将步骤一得到的金属液输送至结晶器中进行半连续铸造，铸造温度为735℃，铸造速度为80mm/min，得铝合金扁锭；
上述半连续铸造中，金属液经分流槽流入结晶器后施加低频电磁场，低频电磁频率范围为50Hz，强度为10000AT；
步骤三：对铝合金扁锭进行如下均匀化处理：先以200℃/h的速率升温至205℃，并保温40min；再以120℃/h的速率升温至385℃，并保温1h；之后以100℃/h的速率升温至530℃，并保温2h；接着再以80℃/h的速率升温至615℃，并保温1.5h；空冷至365℃后，再以120℃/h的速率升温至575℃，并保温1.5h；风冷至170℃后，再以90℃/h的速率升温至610℃，并保温80min；最后以60℃/h的速率进行降温，并在温度为480℃以及225℃分别保温3.5h、5h。
步骤四：将均匀化后的铝合金扁锭预热至535℃，将预热后的扁锭置于模具中挤压成型，模具温度为494℃，挤压速率为20m/min；
步骤五：将挤压成型后的铝合金型材坯件先采用水雾冷却至255℃，再采用风冷冷却至室温状态，随后对型材进行如下时效处理：先以100℃/h的速率升温至135℃，并保温4h；再以80℃/h的速率升温至195℃，并保温5h；之后以50℃/h的速率升温至250℃，并保温6h；随后以60℃/h的速率降温至160℃，并保温3；再以50℃/h的速率升温至215℃，并保温7h；接着以60℃/h的速率降温至170℃，并保温4h；之后以90℃/h的速率降温至115℃，并保温5h；最后空冷至室温即可。
更进一步地，上述步骤一中，精炼采用的是氩气炉底吹扫精炼，精炼的温度为750℃，精炼时间设定在15min。
更进一步地，上述精炼采用的精炼剂为氟铝酸钾、氯化镁、无水氟化铝、轻质碳酸钙四种成分按照质量比6:5:3.5:2合并得到的。
更进一步地，上述精炼剂的添加量为金属液质量的0.09％。
上述一种太阳能电池框架用铝合金型材在动力汽车、电动自行车、电力储备、通信储能等领域中的应用。
本发明具有如下的有益效果：本发明的太阳能电池框架用铝合金型材一致性好，机械性能提升显著，具体地，其抗拉强度可达280-300N/mm2，规定非比例延伸强度可达220-235N/mm2，断后伸长率可达16.2-17.0％，耐磨系数R值可达9.5-9.6；并且该种铝合金型材在耐碱性、抗热裂性、耐候性及耐盐雾腐蚀性能指标方面达到了实质性突破，具有较高的防护等级，应用性能大大提升。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种太阳能电池框架用铝合金型材的制备方法，大体按照以下步骤进行：
步骤一：取铝锭、所需的铝中间合金锭及金属单质输送至熔炼炉，先后进行熔炼、精炼、扒渣、在线除气，得金属液；步骤一中，精炼采用的是氩气炉底吹扫精炼，精炼的温度为740℃，精炼时间设定在20min，精炼剂采用氟铝酸钾、氯化镁、无水氟化铝、轻质碳酸钙四种成分按照质量比4.5:3:2:1合并得到的复合型精炼剂，且添加量为金属液质量的0.07％；
经分析、调整后，上述金属液具体由以下按重量百分比计的成分组成：
Si：0.44％、Mn：0.75％、Zn：0.39％、Ca：0.21％、Cr：0.28％、V：0.17％、Be：0.15％、Sb：0.12％、Te：0.01％、Pr：0.02％、Er：0.08％、Yb：0.03％、Gd：0.006％，余量为Al；
步骤二：将步骤一得到的金属液输送至结晶器中进行半连续铸造，铸造温度为725℃，铸造速度为60mm/min，得铝合金扁锭；
上述半连续铸造中，金属液经分流槽流入结晶器后施加低频电磁场，低频电磁频率范围为30Hz，强度为6000AT；
步骤三：对铝合金扁锭进行如下均匀化处理：先以180℃/h的速率升温至195℃，并保温50min；再以100℃/h的速率升温至375℃，并保温1.5h；之后以80℃/h的速率升温至520℃，并保温2.5h；接着再以60℃/h的速率升温至605℃，并保温2h；空冷至355℃后，再以100℃/h的速率升温至565℃，并保温2h；风冷至160℃后，再以70℃/h的速率升温至600℃，并保温100min；最后以40℃/h的速率进行降温，并在温度为470℃以及215℃分别保温4h、6h。
步骤四：将均匀化后的铝合金扁锭预热至525℃，将预热后的扁锭置于模具中挤压成型，模具温度为486℃，挤压速率为18m/min；
步骤五：将挤压成型后的铝合金型材坯件先采用水雾冷却至245℃，再采用风冷冷却至室温状态，随后对型材进行如下时效处理：先以80℃/h的速率升温至125℃，并保温4.5h；再以60℃/h的速率升温至185℃，并保温5.5h；之后以30℃/h的速率升温至240℃，并保温7h；随后以40℃/h的速率降温至150℃，并保温3.5；再以30℃/h的速率升温至205℃，并保温8h；接着以40℃/h的速率降温至160℃，并保温5h；之后以70℃/h的速率降温至105℃，并保温6h；最后空冷至室温即可。
实施例2
本实施例涉及一种太阳能电池框架用铝合金型材的制备方法，大体按照以下步骤进行：
步骤一：取铝锭、所需的铝中间合金锭及金属单质输送至熔炼炉，先后进行熔炼、精炼、扒渣、在线除气，得金属液；步骤一中，精炼采用的是氩气炉底吹扫精炼，精炼的温度为745℃，精炼时间设定在18min，精炼剂采用氟铝酸钾、氯化镁、无水氟化铝、轻质碳酸钙四种成分按照质量比5:4:3:1.5合并得到的复合型精炼剂，且添加量为金属液质量的0.08％；
经分析、调整后，上述金属液具体由以下按重量百分比计的成分组成：
Si：0.48％、Mn：0.85％、Zn：0.42％、Ca：0.26％、Cr：0.33％、V：0.20％、Be：0.18％、Sb：0.15％、Te：0.02％、Pr：0.03％、Er：0.10％、Yb：0.05％、Gd：0.008％，余量为Al；
步骤二：将步骤一得到的金属液输送至结晶器中进行半连续铸造，铸造温度为730℃，铸造速度为70mm/min，得铝合金扁锭；
上述半连续铸造中，金属液经分流槽流入结晶器后施加低频电磁场，低频电磁频率范围为40Hz，强度为8000AT；
步骤三：对铝合金扁锭进行如下均匀化处理：先以190℃/h的速率升温至200℃，并保温45min；再以110℃/h的速率升温至380℃，并保温1.25h；之后以90℃/h的速率升温至525℃，并保温2.25h；接着再以70℃/h的速率升温至610℃，并保温1.75h；空冷至360℃后，再以110℃/h的速率升温至570℃，并保温1.75h；风冷至165℃后，再以80℃/h的速率升温至605℃，并保温90min；最后以50℃/h的速率进行降温，并在温度为475℃以及220℃分别保温3.75h、5.5h。
步骤四：将均匀化后的铝合金扁锭预热至530℃，将预热后的扁锭置于模具中挤压成型，模具温度为490℃，挤压速率为19m/min；
步骤五：将挤压成型后的铝合金型材坯件先采用水雾冷却至250℃，再采用风冷冷却至室温状态，随后对型材进行如下时效处理：先以90℃/h的速率升温至130℃，并保温4.25h；再以70℃/h的速率升温至190℃，并保温5.25h；之后以40℃/h的速率升温至245℃，并保温6.5h；随后以50℃/h的速率降温至155℃，并保温3.25；再以40℃/h的速率升温至210℃，并保温7.5h；接着以50℃/h的速率降温至165℃，并保温4.5h；之后以80℃/h的速率降温至110℃，并保温5.5h；最后空冷至室温即可。
实施例3
本实施例涉及一种太阳能电池框架用铝合金型材的制备方法，大体按照以下步骤进行：
步骤一：取铝锭、所需的铝中间合金锭及金属单质输送至熔炼炉，先后进行熔炼、精炼、扒渣、在线除气，得金属液；步骤一中，精炼采用的是氩气炉底吹扫精炼，精炼的温度为750℃，精炼时间设定在15min，精炼剂采用氟铝酸钾、氯化镁、无水氟化铝、轻质碳酸钙四种成分按照质量比6:5:3.5:2合并得到的复合型精炼剂，且添加量为金属液质量的0.09％；
经分析、调整后，上述金属液具体由以下按重量百分比计的成分组成：
Si：0.52％、Mn：0.90％、Zn：0.43％、Ca：0.29％、Cr：0.36％、V：0.23％、Be：0.21％、Sb：0.18％、Te：0.04％、Pr：0.05％、Er：0.12％、Yb：0.07％、Gd：0.010％，余量为Al；
步骤二：将步骤一得到的金属液输送至结晶器中进行半连续铸造，铸造温度为735℃，铸造速度为80mm/min，得铝合金扁锭；
上述半连续铸造中，金属液经分流槽流入结晶器后施加低频电磁场，低频电磁频率范围为50Hz，强度为10000AT；
步骤三：对铝合金扁锭进行如下均匀化处理：先以200℃/h的速率升温至205℃，并保温40min；再以120℃/h的速率升温至385℃，并保温1h；之后以100℃/h的速率升温至530℃，并保温2h；接着再以80℃/h的速率升温至615℃，并保温1.5h；空冷至365℃后，再以120℃/h的速率升温至575℃，并保温1.5h；风冷至170℃后，再以90℃/h的速率升温至610℃，并保温80min；最后以60℃/h的速率进行降温，并在温度为480℃以及225℃分别保温3.5h、5h。
步骤四：将均匀化后的铝合金扁锭预热至535℃，将预热后的扁锭置于模具中挤压成型，模具温度为494℃，挤压速率为20m/min；
步骤五：将挤压成型后的铝合金型材坯件先采用水雾冷却至255℃，再采用风冷冷却至室温状态，随后对型材进行如下时效处理：先以100℃/h的速率升温至135℃，并保温4h；再以80℃/h的速率升温至195℃，并保温5h；之后以50℃/h的速率升温至250℃，并保温6h；随后以60℃/h的速率降温至160℃，并保温3；再以50℃/h的速率升温至215℃，并保温7h；接着以60℃/h的速率降温至170℃，并保温4h；之后以90℃/h的速率降温至115℃，并保温5h；最后空冷至室温即可。
对比例组
下表1中“-”表示实施例1-3中某种成分的减少使用；
表1
对比例6
本对比例涉及一种太阳能电池框架用铝合金型材的制备方法，其相对于实施例1仅存在制备过程中步骤一的精炼剂的不同，本对比例采用的精炼剂为氯化钠、氯化镁、无水氟化铝、轻质碳酸钙四种成分按照质量比4.5:3:2:1合并得到的。
对比例7
本对比例涉及一种太阳能电池框架用铝合金型材的制备方法，其相对于实施例2仅存在制备过程中步骤二的不同，在半连续铸造中，本对比例金属液经分流槽流入结晶器后未施加低频电磁场。
对比例8
本对比例涉及一种太阳能电池框架用铝合金型材的制备方法，其相对于实施例3仅存在制备过程中步骤四铝合金扁锭预热温度的不同，本对比例步骤四中铝合金扁锭预热温度为480℃。
对比例9
现有技术中一种太阳能用铝合金型材，按质量分数百分比计，该种铝合金型材含有：Mg：0.62-0.65％；Cu：0.08％；Si：0.43-0.46％；Zn：0.06％；Mn：0.04％；Fe：＞0且＜0.18％；Cr：0.04％；Ti：0.06％；余量为Al。
性能检测
对上述实施例1-3以及对比例1-9制得的铝合金型材进行以下性能项目的检验，取同一实施例或者对比例同一批次2-3个试样，检测结果见下表6和表7所示：
1、拉伸力学性能：抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率项目检测标准参照GB/T5237.1；
2、耐磨性：经喷磨实验，测其平均耐磨系数(R值)；
3、耐碱性：检测标准参照GB/T8013.2-2007中级别规定，具体级别划分如下表2所示；
表2
4、耐盐雾腐蚀性(CASS试验)：检测的方法及标准参照GB/T8013.2-2007中级别规定，具体级别划分如下表3所示；
表3
5、抗热裂性：检测的方法及标准参照YS/T773-2011中级别规定，具体级别划分如下表4所示；
表4
| 抗热裂性等级 | 抗热裂性温度/℃ |
| Ⅰ | 60 |
| Ⅱ | 70 |
| Ⅲ | 82 |
6、耐候性：氙灯加速试验，检测的方法及标准参照YS/T773-2011中级别规定，具体级别划分如下表5所示；
表5
表6
表7
由上表6和表7试验数据分析、比对可以得出：本发明的太阳能电池框架用铝合金型材综合性能优良，通过对铝合金成分、含量及制备工艺的整体性改进优化，使制得的太阳能电池框架应用性能提升显著，尤其是在抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率、耐磨性、耐碱性、抗热裂性、耐候性、耐盐雾腐蚀性能指标方面达到了实质性突破，经检验，该种铝合金制得的太阳能电池框架一致性好，抗拉强度可达280-300N/mm2，规定非比例延伸强度可达220-235N/mm2，断后伸长率可达16.2-17.0％，耐磨系数R值可达9.5-9.6，并且在其它性能等级检测中表现优异，应用场合及领域广泛，能够大大满足新能源市场对高性能电池框架用铝合金型材的迫切需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池框架用铝合金型材，其特征在于，由以下按重量百分比计的成分组成：
Si：0.44-0.52％、Mn：0.75-0.90％、Zn：0.39-0.43％、Ca：0.21-0.29％、Cr：0.28-0.36％、V：0.17-0.23％、Be：0.15-0.21％、Sb：0.12-0.18％、Te：0.01-0.04％、Pr：0.02-0.05％、Er：0.08-0.12％、Yb：0.03-0.07％、Gd：0.006-0.010％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池框架用铝合金型材，其特征在于，由以下按重量百分比计的成分组成：
Si：0.44％、Mn：0.75％、Zn：0.39％、Ca：0.21％、Cr：0.28％、V：0.17％、Be：0.15％、Sb：0.12％、Te：0.01％、Pr：0.02％、Er：0.08％、Yb：0.03％、Gd：0.006％，余量为Al；
所述铝合金型材的制备方法如下：
步骤一：取铝锭、所需的铝中间合金锭及金属单质输送至熔炼炉，先后进行熔炼、精炼、扒渣、在线除气，得金属液；
步骤二：将步骤一得到的金属液输送至结晶器中进行半连续铸造，铸造温度为725℃，铸造速度为60mm/min，得铝合金扁锭；
所述半连续铸造中，金属液经分流槽流入结晶器后施加低频电磁场，低频电磁频率范围为30Hz，强度为6000AT；
步骤三：对铝合金扁锭进行如下均匀化处理：先以180℃/h的速率升温至195℃，并保温50min；再以100℃/h的速率升温至375℃，并保温1.5h；之后以80℃/h的速率升温至520℃，并保温2.5h；接着再以60℃/h的速率升温至605℃，并保温2h；空冷至355℃后，再以100℃/h的速率升温至565℃，并保温2h；风冷至160℃后，再以70℃/h的速率升温至600℃，并保温100min；最后以40℃/h的速率进行降温，并在温度为470℃以及215℃分别保温4h、6h。
步骤四：将均匀化后的铝合金扁锭预热至525℃，将预热后的扁锭置于模具中挤压成型，模具温度为486℃，挤压速率为18m/min；
步骤五：将挤压成型后的铝合金型材坯件先采用水雾冷却至245℃，再采用风冷冷却至室温状态，随后对型材进行如下时效处理：先以80℃/h的速率升温至125℃，并保温4.5h；再以60℃/h的速率升温至185℃，并保温5.5h；之后以30℃/h的速率升温至240℃，并保温7h；随后以40℃/h的速率降温至150℃，并保温3.5；再以30℃/h的速率升温至205℃，并保温8h；接着以40℃/h的速率降温至160℃，并保温5h；之后以70℃/h的速率降温至105℃，并保温6h；最后空冷至室温即可。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池框架用铝合金型材，其特征在于，步骤一中，精炼采用的是氩气炉底吹扫精炼，精炼的温度为740℃，精炼时间设定在20min。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能电池框架用铝合金型材，其特征在于，所述精炼采用的精炼剂为氟铝酸钾、氯化镁、无水氟化铝、轻质碳酸钙四种成分按照质量比4.5:3:2:1合并得到的。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能电池框架用铝合金型材，其特征在于，所述精炼剂的添加量为金属液质量的0.07％。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池框架用铝合金型材，其特征在于，由以下按重量百分比计的成分组成：
Si：0.52％、Mn：0.90％、Zn：0.43％、Ca：0.29％、Cr：0.36％、V：0.23％、Be：0.21％、Sb：0.18％、Te：0.04％、Pr：0.05％、Er：0.12％、Yb：0.07％、Gd：0.010％，余量为Al；
所述铝合金型材的制备方法如下：
步骤一：取铝锭、所需的铝中间合金锭及金属单质输送至熔炼炉，先后进行熔炼、精炼、扒渣、在线除气，得金属液；
步骤二：将步骤一得到的金属液输送至结晶器中进行半连续铸造，铸造温度为735℃，铸造速度为80mm/min，得铝合金扁锭；
上述半连续铸造中，金属液经分流槽流入结晶器后施加低频电磁场，低频电磁频率范围为50Hz，强度为10000AT；
步骤三：对铝合金扁锭进行如下均匀化处理：先以200℃/h的速率升温至205℃，并保温40min；再以120℃/h的速率升温至385℃，并保温1h；之后以100℃/h的速率升温至530℃，并保温2h；接着再以80℃/h的速率升温至615℃，并保温1.5h；空冷至365℃后，再以120℃/h的速率升温至575℃，并保温1.5h；风冷至170℃后，再以90℃/h的速率升温至610℃，并保温80min；最后以60℃/h的速率进行降温，并在温度为480℃以及225℃分别保温3.5h、5h。
步骤四：将均匀化后的铝合金扁锭预热至535℃，将预热后的扁锭置于模具中挤压成型，模具温度为494℃，挤压速率为20m/min；
步骤五：将挤压成型后的铝合金型材坯件先采用水雾冷却至255℃，再采用风冷冷却至室温状态，随后对型材进行如下时效处理：先以100℃/h的速率升温至135℃，并保温4h；再以80℃/h的速率升温至195℃，并保温5h；之后以50℃/h的速率升温至250℃，并保温6h；随后以60℃/h的速率降温至160℃，并保温3；再以50℃/h的速率升温至215℃，并保温7h；接着以60℃/h的速率降温至170℃，并保温4h；之后以90℃/h的速率降温至115℃，并保温5h；最后空冷至室温即可。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能电池框架用铝合金型材，其特征在于，步骤一中，所述精炼采用的是氩气炉底吹扫精炼，精炼的温度为750℃，精炼时间设定在15min。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能电池框架用铝合金型材，其特征在于，所述精炼采用的精炼剂为氟铝酸钾、氯化镁、无水氟化铝、轻质碳酸钙四种成分按照质量比6:5:3.5:2合并得到的。
9.根据权利要求8所述的一种太阳能电池框架用铝合金型材，其特征在于，所述精炼剂的添加量为金属液质量的0.09％。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的太阳能电池框架用铝合金型材在动力汽车、电动自行车、电力储备、通信储能等领域中的应用。
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Cited By (2)
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| CN111321325A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-23 | 合肥博康金属技术有限公司 | 新能源动力电池壳及盖用铝合金材料的制备方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190222 |
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