高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框，其特征在于，按如下步驟制備：(1)準(zhǔn)備鋁鎂合金原料，送入鋁棒爐中均質(zhì)化處理，得到鑄錠；(2)在空氣中冷卻均質(zhì)化后的鑄錠，然后經(jīng)空氣冷卻，進(jìn)行鑄錠加熱；(3)加熱后送入擠壓機(jī)擠壓，；(4)擠壓后進(jìn)行水霧淬火；(5)淬火經(jīng)斷切、冷床冷卻、拉伸、矯直后制成符合太陽(yáng)能組件規(guī)格的邊框；(6)對(duì)邊框進(jìn)行人工時(shí)效，得到成品；鋁鎂合金原料按重量百分比由以下組分組成：Si：0.40-0.44％，Mg：0.56-0.61％，Cu：0.05％，F(xiàn)e：0.15％，其他不可避免的微量元素0.05％，其余為Al。該邊框表面無明顯凹陷，表面光滑，硬度范圍更高。
【專利說明】高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及材料工程領(lǐng)域，特別是一種高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框。

【背景技術(shù)】
[0002] 6063鋁合金主要的合金成分為：Si:0· 35-0. 38%，Mg:0· 5-0. 54%，其他微量元素 0.05%，其廣泛用于建筑鋁門窗、幕墻的框架，為了保證門窗、幕墻具有高的抗風(fēng)壓性能、裝 配性能、耐蝕性能和裝飾性能，對(duì)鋁合金型材綜合性能的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工業(yè)型材標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)有 的太陽(yáng)能組件邊框就是由6063鋁合金制成的。但是由于太陽(yáng)能組件邊框經(jīng)常暴露在風(fēng)吹 日曬、飛沙走石、雨水侵蝕等惡劣環(huán)境下，所以需要具有較好的光滑程度和硬度。但是現(xiàn)有 的6063鋁合金生產(chǎn)出來的鋁材表面光潔度不高，只有3. 2um的粗糙，容易壓坑，以至于出現(xiàn) 嚴(yán)重的表面劃傷等現(xiàn)象，此外其硬度也不高，容易發(fā)生變形，導(dǎo)致太陽(yáng)能組件邊框的使用壽 命減少。并且，由于太陽(yáng)能組件邊框常暴露在露天環(huán)境下，易受到雨水侵蝕，因此相對(duì)于普 通鋁合金型材而言需要具有更好的耐蝕性。為了提高6063鋁合金的抗腐蝕性能，可以在其 中加入其他合金元素，例如近年有研究報(bào)道，加入混合稀土元素可以有效改善6XXX系鋁合 金的耐腐蝕性能，但混合稀土元素中常包含多種稀土元素，且添加量比較大，成本較高，如 果減少稀土種類或?qū)⑻砑恿繙p少耐腐蝕性能則會(huì)明顯降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件 邊框，成品表面無明顯凹陷，表面光滑，硬度范圍更高，使用年限更長(zhǎng)。
[0004] 本發(fā)明提供的一種高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框，其特征在于，按如下步驟制 備：
[0005] (1)準(zhǔn)備鋁鎂合金原料，送入鋁棒爐中均質(zhì)化處理，得到鑄錠；
[0006] (2)在空氣中冷卻均質(zhì)化后的鑄錠，然后經(jīng)空氣冷卻，在480-520°C進(jìn)行鑄錠加 執(zhí).
[0007] (3)加熱后送入擠壓機(jī)擠壓，擠壓筒的溫度為400°C±KTC，擠壓速度3. 5-4. 5m/ min；
[0008] (4)擠壓后進(jìn)行水霧淬火；
[0009] (5)淬火經(jīng)斷切、冷床冷卻、拉伸、矯直后制成符合太陽(yáng)能組件規(guī)格的邊框；
[0010] (6)對(duì)邊框進(jìn)行人工時(shí)效，得到高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框成品；
[0011] 所述鋁鎂合金原料按重量百分比由以下組分組成：Si:0.40-0. 44 %，Mg: 0. 56-0. 61%，Cu:0. 05%，F(xiàn)e:0. 15%，其他不可避免的微量元素0. 05%，其余為A1。
[0012] 優(yōu)選地，所述鋁鎂合金原料按重量百分比包括以下組分：Si:0.40-0. 44%，Mg: 0· 56-0. 61%，Cu:0· 05%，F(xiàn)e:0· 15%，Sr:0· 01-0. 035%，Nd:0· 016-0. 018%，其他不可避 免的微量元素〇. 05%，其余為Al。
[0013] 優(yōu)選地，所述鋁鎂合金原料中Mg、Sr、Nd的重量比為59:1. 7:2. 8。
[0014] 優(yōu)選地，所述鋁鎂合金原料中各組分的重量百分比為：Si:0. 42%，Mg:0.58%, Cu:0. 05%，F(xiàn)e:0. 15%，其他不可避免的微量元素0.05%，其余為A1。
[0015] 優(yōu)選地所述擠壓機(jī)出口的溫度在480-5KTC，擠壓時(shí)換模具的時(shí)間是lOmin，壓余 的厚度控制在20mm內(nèi)，擠壓時(shí)模溫為480°C。
[0016] 優(yōu)選地，所述人工時(shí)效時(shí)的保溫溫度為200°C±10°C，時(shí)效時(shí)間為240min。
[0017] 本發(fā)明提供的一種高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框，在傳統(tǒng)的6063鋁合金上進(jìn) 行原材料的改進(jìn)，并通過對(duì)生產(chǎn)流程的嚴(yán)格控制，使得邊框成品表面更加光滑，粗糙度可達(dá) I. 6um，無明顯凹陷，不易產(chǎn)生腐蝕，使用年限更長(zhǎng)，硬度更高，因此適用范圍更廣。此外通過 合理的配伍和配比，僅需要低于0. 02%的Nd元素就可以顯著提升鋁合金邊框的耐腐蝕性 能，大幅節(jié)約了生產(chǎn)成本。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】 對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 本實(shí)施例中鋁鎂合金原料中各組分重量百分比如下：Si:0. 40%，Mg:0. 56%，Cu: 0.05%，F(xiàn)e:0. 15%，其他不可避免的微量元素0.05%，其余為A1。
[0021] 太陽(yáng)能組件邊框的具體制備方法為：將鋁鎂合金原料送入鋁棒爐內(nèi)均質(zhì)化處理， 提升整體性能的均勻性，使材料兼具適當(dāng)?shù)挠捕群晚g性，然后經(jīng)空氣冷卻，在480°C進(jìn)行鑄 錠加熱，然后送入擠壓機(jī)擠壓，擠壓筒的溫度為410°C，擠壓速度3. 5m/min，擠壓出口溫度 為480°C，擠壓時(shí)換模具的時(shí)間是lOmin，壓余的厚度控制在20mm內(nèi)，擠壓后進(jìn)行水霧淬火， 后經(jīng)斷切、冷床冷卻、拉伸、矯直制成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的太陽(yáng)能組件邊框，送入時(shí)效爐進(jìn)行人工時(shí) 效，時(shí)效保溫溫度為190°C，時(shí)間為240min，后得到高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框成品。 經(jīng)測(cè)試，鋁合金成品的硬度（HW)為12。表面粗糙度為1.6um，使用壽命為40-60年。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] 本實(shí)施例中鋁鎂合金原料中各組分重量百分比如下：Si :0.44%，Mg:0.61%，Cu : 0.05%，F(xiàn)e:0. 15%，其他不可避免的微量元素0.05%，其余為A1。
[0024] 太陽(yáng)能組件邊框的具體制備方法為：將鋁鎂合金原料送入鋁棒爐內(nèi)均質(zhì)化處理， 提升整體性能的均勻性，使材料兼具適當(dāng)?shù)挠捕群晚g性，然后經(jīng)空氣冷卻，在520°C進(jìn)行鑄 錠加熱，然后送入擠壓機(jī)擠壓，擠壓筒的溫度為390°C，擠壓速度4. 5m/min，擠壓出口溫度 為510°C，擠壓時(shí)換模具的時(shí)間是lOmin，壓余的厚度控制在20mm內(nèi)，擠壓后進(jìn)行水霧淬火， 后經(jīng)斷切、冷床冷卻、拉伸、矯直制成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的太陽(yáng)能組件邊框，送入時(shí)效爐進(jìn)行人工時(shí) 效，時(shí)效保溫溫度為210°C，時(shí)間為240min，后得到高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框成品。 經(jīng)測(cè)試，鋁合金成品的硬度（HW)為12。表面粗糙度為1.6um，使用壽命為40-60年。
[0025] 實(shí)施例3
[0026] 本實(shí)施例中鋁鎂合金原料中各組分重量百分比如下：Si:0. 42%，Mg:0. 58%，Cu : 0. 05%，F(xiàn)e:0. 15%，其他不可避免的微量元素0. 05%
[0027] 太陽(yáng)能組件邊框的具體制備方法為：將鋁鎂合金原料送入鋁棒爐內(nèi)均質(zhì)化處理， 提升整體性能的均勻性，使材料兼具適當(dāng)?shù)挠捕群晚g性，然后經(jīng)空氣冷卻，在500°C進(jìn)行鑄 錠加熱，然后送入擠壓機(jī)擠壓，擠壓筒的溫度為400°C，擠壓速度4m/min，擠壓出口溫度為 500°C，擠壓時(shí)換模具的時(shí)間是lOmin，壓余的厚度控制在20mm內(nèi)，擠壓后進(jìn)行水霧淬火，后 經(jīng)斷切、冷床冷卻、拉伸、矯直后制成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的太陽(yáng)能組件邊框，送入時(shí)效爐進(jìn)行人工時(shí) 效，時(shí)效保溫溫度為200°C，時(shí)間為240min，后得到高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框成品。 經(jīng)測(cè)試，鋁合金成品的硬度（HW)為12。表面粗糙度為1.6um，使用壽命為40-60年。
[0028] 實(shí)施例4
[0029] 本實(shí)施例中鋁鎂合金原料中各組分重量百分比如下：Si:0. 42%，Mg:0. 58%，Cu: 0.05%，F(xiàn)e:0. 15%，Nd:0. 017%，Sr:0. 028%，其他不可避免的微量元素0.05%，其余為A1。生產(chǎn)方法同實(shí)施例3。測(cè)試，鋁合金成品的硬度（HW)為13。表面粗糙度為1.6um。型 材厚度可達(dá)3mm。使用壽命為40-60年。
[0030] 對(duì)比例1
[0031] 取某市售6063鋁合金制成的太陽(yáng)能組件邊框，經(jīng)測(cè)試，其硬度（HW)范圍在8-11。 表面粗糙度為3. 2um。
[0032] 試驗(yàn)例1
[0033] 為了測(cè)試鋁合金邊框的耐蝕性，將邊框截取成標(biāo)準(zhǔn)試件置于5%massNaCl鹽霧 下，經(jīng)過100小時(shí)腐蝕，溫度恒定控制在35°C，通過重量差計(jì)算腐蝕速率。結(jié)果如下：
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框，其特征在于，按如下步驟制備： (1) 準(zhǔn)備鋁鎂合金原料，送入鋁棒爐中均質(zhì)化處理，得到鑄錠； (2) 在空氣中冷卻均質(zhì)化后的鑄錠，然后經(jīng)空氣冷卻，在480-520°C進(jìn)行鑄錠加熱； (3) 加熱后送入擠壓機(jī)擠壓，擠壓筒的溫度為400°C ±10°C，擠壓速度3. 5-4. 5m/min ; (4) 擠壓后進(jìn)行水霧淬火； (5) 淬火經(jīng)斷切、冷床冷卻、拉伸、矯直后制成符合太陽(yáng)能組件規(guī)格的邊框； (6) 對(duì)邊框進(jìn)行人工時(shí)效，得到高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框成品； 所述鋁鎂合金原料按重量百分比包括以下組分：Si :0. 40-0. 44%，Mg :0. 56-0. 61%， Cu :0. 05%，F(xiàn)e :0. 15%，其他不可避免的微量元素0.05%，其余為Al。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框，其特征在于，所述鋁鎂合 金原料中各組分的重量百分比為：Si :0. 42%，Mg :0. 58%，Cu :0. 05%，F(xiàn)e :0. 15%，其他不 可避免的微量元素0. 05%，其余為A1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框，其特征在于，所述鋁鎂合 金原料按重量百分比包括以下組分：Si :0. 40-0. 44%，Mg :0. 56-0. 61%，Cu :0. 05%，F(xiàn)e : 0. 15%，Sr :0. 01-0. 035%，Nd :0. 016-0. 018%，其他不可避免的微量元素 0.05%，其余為 A1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框，其特征在于，所述鋁鎂合 金原料中Mg、Sr、Nd的重量比為59:1. 7:2. 8。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框，其特征在于，所述擠壓機(jī) 出口的溫度在480-5KTC，擠壓時(shí)換模具的時(shí)間是lOmin，壓余的厚度控制在20mm內(nèi)，擠壓 時(shí)模溫為480°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硬度鋁鎂合金太陽(yáng)能組件邊框，其特征在于，所述人工時(shí) 效時(shí)的保溫溫度為200°C ±10°C，時(shí)效時(shí)間為240min。
【文檔編號(hào)】B21C31/00GK104357718SQ201410634823
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】王平, 王海軍, 顧慧麗, 顧潔云 申請(qǐng)人:江蘇禮德鋁業(yè)有限公司