1 前言

　　在地球上獲取的太陽能光伏能源是一種新型的取之不盡的無污染的綠色能源，是我國確定重點發(fā)展的七大新興產(chǎn)業(yè)之一，其電池板框架及其支撐結(jié)構(gòu)的支柱、拉桿、支承腿等，都可以用目前最經(jīng)濟耐用的鋁合金材料擠壓制造，是鋁合金材料應(yīng)用的新市場，并已全球推行應(yīng)用。下面簡要介紹太陽能光伏鋁型材制造過程生產(chǎn)工藝技術(shù)與關(guān)鍵節(jié)點，以供同行業(yè)生產(chǎn)人員參考。

　　2 優(yōu)化模具設(shè)計與制造

　　模具是保證太陽能光伏鋁型材產(chǎn)品形狀、尺寸精度的重要工具。模具的設(shè)計與制造品質(zhì)是實現(xiàn)擠壓生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、高效、低成本的重要保證。因此要生產(chǎn)制造出高精密光伏鋁合金型材，必需優(yōu)化模具設(shè)計與制造。

　　2.1采用先進模具制造設(shè)備

　　高精度先進的模具加工設(shè)備是保證金屬擠壓模具合格的前提條件。因此生產(chǎn)光伏鋁合金型材應(yīng)采用先進的模具加工設(shè)備，如CNC、慢走絲線切割、三軸加工中心、電火花加工中心等來提高模具的加工精度和性能。

　　2.2合理布置模孔

　　為了保證光伏型材良好的對稱性，提高生產(chǎn)效率和成品率，模孔的布置必須遵守中心對稱原則，采用多模孔對稱布置。設(shè)計模具過程，盡量將橋位設(shè)計在型材的非裝飾面上，以避免缺陷外露。

　　2.3優(yōu)化設(shè)計工作帶

　　工作帶是穩(wěn)定制品尺寸和保證制品表面質(zhì)量的部分。設(shè)計模具工作帶長度時，要盡量減少落差，在長度變化上要平緩，并采用阻礙角和促流角來降低金屬流速，達(dá)到金屬流動均勻和改善型材表面質(zhì)量的目的。

　　3 化學(xué)成分控制

　　采用6063鋁合金材料進行生產(chǎn)，其化學(xué)成分控制如表1所示。

　　表1 6063鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

　　實踐表明，采用6063鋁合金已成為生產(chǎn)高精密光伏鋁合金型材的重要選擇。6063鋁合金屬Al-Mg-Si系可熱處理強化鋁合金，合金強化相為Mg2Si，有良好的擠壓性能和低的淬火敏感性，高溫塑性好，淬火溫度范圍寬，臨界淬火速度小。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3190中規(guī)定的6063鋁合金成分范圍內(nèi)，對化學(xué)成分的取值不同，會得到不同的材質(zhì)特性，當(dāng)化學(xué)成分的范圍很大時，其性能差異會在較大范圍內(nèi)波動，以致型材的綜合性能會難于控制。為了保證光伏鋁合金型材的精密度，必須嚴(yán)格按照企業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)確定合金的化學(xué)成分。

　　4熔煉、鑄造和鑄錠均勻化的工藝

　　4.1熔煉、精煉工藝

　　用旋轉(zhuǎn)式蓄熱熔煉爐熔煉，熔煉溫度720-760℃。在720℃以上溫度時采用高純氮氣吹入精煉劑精煉15min，精煉劑用量為熔體重量的0.08%，精煉后電磁攪拌15min，鋁液靜置20-30min。取樣檢驗嚴(yán)格控制鋁合金溶液的化學(xué)成分，使材料達(dá)到所要求的力學(xué)性能。

　　4.2鑄造工藝

　　采用半連續(xù)直接水冷鑄造方法。直接水冷方法的冷卻強度大，冷卻速度快，使鑄造組織細(xì)化，增加組織的致密度，進而提高鑄錠的力學(xué)性能和熱處理效果。控制鑄造溫度710-730℃，鑄造速度50-70mm/min，冷卻水壓0.1-0.3MPa。為了減少熱裂紋傾向，改善合金的化學(xué)組成，采用在線添加鋁鈦硼絲，添加速度為1700-2000mm/min。

　　4.3鑄棒組織的均勻化處理

　　為了減少和消除鑄錠的晶內(nèi)偏析，改善其化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)的不均勻性，對鋁合金鑄棒進行均勻化處理。控制的技術(shù)條件是將鑄棒加熱到540-550℃，保溫8-10h，出爐強風(fēng)冷卻和水霧冷卻。均勻化退火后宜加快冷卻，以保證陽極氧化著色后色澤的均勻性。

　　5擠壓和時效工序的工藝技術(shù)條件控制

　　6063鋁合金型材的擠壓、在線淬火和時效的工藝技術(shù)條件，采取控制鑄棒加熱溫度：440-480℃;模具加熱溫度：450-480℃，模具加熱時間小于5h;擠壓筒加熱溫度460-500℃;擠壓速度：12-18m/min;出料口溫度510-550℃;冷卻方式為在線風(fēng)冷或水霧冷卻;擠壓型材在線淬火后進行時效處理：控制溫度為200±5℃，保溫時間：3h。6063鋁合金的固溶處理與擠壓過程相結(jié)合，可以避免晶粒長大，提高型材產(chǎn)品的物理機械性能。

　　6表面處理工藝技術(shù)條件控制

　　高精密光伏鋁合金型材產(chǎn)品表面處理工藝流程，如圖1所示。

　　制造的高精密光伏鋁合金型材產(chǎn)品，如圖2所示。

　　圖2.高精密光伏鋁合金型材產(chǎn)品圖

　　7結(jié)束語

　　隨著國家對光伏產(chǎn)業(yè)支持力度的加大，高精密光伏鋁合金型材的需求量也將不斷增大。為此不斷優(yōu)化高精密光伏鋁合金型材產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技術(shù)，同時提高生產(chǎn)效率和成品率，才能滿足光伏能源市場的需求。

　　參考文獻：

　　[1] 吳錫坤.鋁型材加工實用手冊[M]，長沙：中南大學(xué)出版社，2006.

　　[2] 黎伯豪,言淑純.6063鋁合金化學(xué)成分的選擇[J].輕合金加工技術(shù)，2001，29(11)：29-30.

　　[3] 劉靜安.鋁型材擠壓模具設(shè)計、制造、使用及維修[M]，北京：冶金工業(yè)出版社，1999：84-138.