一种防腐太阳能矩阵支架及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种支架，具体涉及一种防腐太阳能矩阵支架及其制备工艺。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题，太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的青睐，在人们日常生活和工作中有广泛的作用，其中之一就是利用太阳能板将太阳能转换为电能，太阳能板一般需要支架来支撑在室外，一种矩阵支架系统已发展成为适用于屋顶及户外开阔地面的通用型太阳能板安装系统，目前现有太阳能电池矩阵支架有两种基本形式:一种是实时追踪太阳能的动态结构，一种是不变角度的固定结构，但是这两种结构都存在缺陷，由于矩阵支架都是在暴露的环境下使用，目前使用的矩阵支架耐腐蚀性差，使用寿命短，需要经常更换，增加了成本，也增加了劳动强度，因为，研发一种能克服以上缺陷的太阳能矩阵支架成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种防腐太阳能矩阵支架及其制备工艺，该制备工艺简单易行，制作成本低廉，制备出来的防腐太阳能矩阵支架结构简单，耐腐蚀性好，耐磨，强度高能很好的抗风，使用寿命长。
[0004]本发明解决以上技术问题的技术方案是:
一种防腐太阳能矩阵支架，制作该防腐太阳能矩阵支架的型材按质量百分比计包括以下组分:
Si:l-3%, Fe:0.2-0.5%，Zn:0.05-0.09%，Zr:0.05-0.15%，Cu:0.02-0.05%，C:0.01-0.02%，Mg:0.4-0.7%, Ni:0.05-0.07%，Mn:0.05-0.09%, Cr:0.1-0.3%, B:0.01-0.03%，Ti:0.08-0.10%，W:0.2-0.5%，Mo:0.1-0.3%，P:0.02-0.03%，S:0.01-0.03%，O:0.01-0.02%，N:0.015-0.020%，稀土元素:0.3-0.8%，其余为不可避免的杂质及Al ；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分:铈:3-6%，钬:5-9%，镨:9-11%，饵:6-8%，铽:9-11%，钕:1-3%，铕:2-5%，镥:5-9%:4_7%，镱:10_12%，余量为镧系元素。
[0005]本发明进一步限定的技术方案为:
前述防腐太阳能矩阵支架中，制作该防腐太阳能矩阵支架的型材按质量百分比计包括以下组分:
S1:1%，Fe:0.3%，Zn:0.09%，Zr:0.08%，Cu:0.03%，C:0.015%，Mg:0.7%，Ni:0.06%，Mn:0.05%，Cr:0.2%，B:0.01%，T1:0.09%，W:0.2%，Mo:0.1%，P:0.03%，S:0.02%，O:0.01%，N:0.018%，稀土元素:0.8%，其余为不可避免的杂质及Al ；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分:铈:4%，钬:9%，镨:10%，饵:7%，铽:9%，钕:2%，铕:3%，镥:5%，镝:5%，镱:11%，余量为镧系元素。
[0006]前述防腐太阳能矩阵支架中，制作该防腐太阳能矩阵支架的型材按质量百分比计包括以下组分:
Si:3%, Fe:0.2%，Zn:0.05%，Zr:0.15%，Cu:0.02%，C:0.01%，Mg:0.4%，Ni: 0.07%，Mn:0.09%，Cr:0.1%，B:0.03%，T1:0.08%，W:0.5%，Mo:0.1%，P:0.02%，S:0.01%，O:0.02%，N:0.020%，稀土元素:0.5%，其余为不可避免的杂质及Al ；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分:铈:6%，钬:5%，镨:9%，饵:6%，铽:11%，钕:1%，铕:5%，镥:9%，镝:7%，镱:12%，余量为镧系元素。
[0007]前述防腐太阳能矩阵支架中，制作该防腐太阳能矩阵支架的型材按质量百分比计包括以下组分:
S1:2%，Fe:0.5%，Zn:0.07%，Zr:0.05%，Cu:0.05%，C:0.02%，Mg:0.6%，N1:0.05%，Mn:0.07%，Cr:0.3%，B:0.02%，T1:0.10%，W:0.3%，Mo:0.2%，P:0.025%，S:0.03%，O:0.015%，N:0.015%，稀土元素:0.3%，其余为不可避免的杂质及Al ；
稀土元素按质量百分比计包括以下组分:钟:3%，钬:7%，镨:11%，饵:8%，铽:10%，钕:3%，铕:2%，镥:7%，镝:4%，镱:10%，余量为镧系元素。
[0008]本发明还设计一种防腐太阳能矩阵支架的制备工艺，制备工艺具体包括以下步骤:
(1)根据防腐太阳能矩阵支架的形状以型砂和芯砂为造型材料制成相应的铸型，在制作铸型前，先将造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干，然后用毛刷对制作好的铸型表面进行清理去除落砂，并在铸型内涂覆一层涂料，自然晾干待用；
(2)将防腐太阳能矩阵支架的型材原料各组分加入电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为700-7500C，直至型材原料各组分全部熔化，然后再加入LF精炼炉进行精炼及脱气工作，精炼温度为750-780°C，精炼时间为l_2h得到原料液，然后将得到的原料液静置10_15min，并在原料液上表面撒布珍珠岩造渣以净化原料液并立刻扒渣；
(3)向静置后的原料液中加入覆盖剂并搅拌5-8min，在750-800°C下出炉，通过中间浇包转移至池式保温炉中，然后将池式保温炉中的原料液注入制作好的铸型中，浇注时间为8-llmin，浇注温度为 740_780°C ；
(4)将铸型连同铸坯保温10-20min，然后自然冷却后得到防腐太阳能矩阵支架型材的铸坯，对得到的铸坯采用砂轮进行清洗表面去除毛刺，然后用浸过硝酸溶液的纱布擦拭表面，最后用清水冲洗干净，并自然瞭干；
(5)对铸坯进行热处理，然后待热处理后的铸坯冷却至室温后先经机械去磷设备去除表面氧化皮，然后依次进入清洗槽清洗，用浓度在10-13%的盐酸进行酸洗6-8min，高压水冲洗，进磷化设备中进行磷化处理磷化在温度为45-50°C时磷化10-15min，再进清水池水洗，然后皂化，最后进入用热风进行烘干，得到经过表面处理的铸坯；
(6)将经表面处理的铸坯加热至100-150°C，然后自然冷却至40-50°C立即浸入到镀锌槽中进行表面镀锌，浸锌5-8s，浸锌温度控制在300-380°C，然后晾干待用；
(7)将镀锌后的铸坯进行拉伸矫直，然后进行超声波检测，检测合格的即为防腐太阳能矩阵支架型材，然后将型材进行组装得到防腐太阳能矩阵支架。
[0009]本发明进一步限定的技术方案为:
前述防腐太阳能矩阵支架的制备工艺中，向原料液中加入的覆盖剂为膨胀珍珠岩或膨胀石墨。
[0010]本发明中加入了覆盖剂膨胀珍珠岩、膨胀石墨属于保温覆盖剂，能延长冒口顶部结壳的时间，使冒口中原料液长时间处于大气压力作用之下，大大提高了冒口的补缩效率，有利于铸件中的气体和夹杂物上浮，达到了净化原料液的目的，而获得高品质的逐渐，降低了废品率。
[0011]前述防腐太阳能矩阵支架的制备工艺中，防腐太阳能矩阵支架的型材原料在进入LF精炼炉进行脱气工作时采用通入六氯乙烷进行除气工作。
[0012]本发明中采用六氯乙烷进行精炼原料液，相比采用氮气和氯气更方便，不需要专门的设备或装置，使用起来更方便，更快速，也降低了成本。
[0013]前述防腐太阳能矩阵支架的制备工艺中，热处理具体操作为:
退火:将铸坯炉热至500-580°C时保温13-16min，然后炉冷却至250-300°C，随后打开炉门继续缓冷至100-180°C出炉空冷至室温；
淬火:将退火后的铸坯缓慢炉热至375-450°C并保温20-30min，再次炉热至500_580°C后用水喷淋铸坯快速降温；
回火:将经淬火后的铸坯在室温下再次入炉并炉热至220-250°C后出炉经冷却工序冷却至室温；
冷却工序采用水冷与空冷结合，先采用水冷以1-3 °C /s的速度冷却铸坯水冷至150-175°C，然后空冷至125-140°C，再采用水冷以4-6°C /s的冷却速率将铸坯水冷至86-95 0C，最后空冷至室温。
[0014]本发明的有益效果是:
本发明中含有微量的N、C、O在本发明中微量的N、C、O作为一种等间隙元素，它们能提高铸件的强度，可明显细化和强化马氏体，N在热处理过程中，使得铸件得到强化的同时保持了较好的塑性。
[0015]本发明中成分中加入了 Ti可以细化晶粒，而快速凝固同样会细化枝晶，使合金的挤压性能得到提高。
[0016]本发明中加入了 Cu，除了可以形成强化相&^12外，还会和铸件中的Mg形成高温强化相CuMgAl2，细化晶粒，阻止空穴的形成，抑制Si的析出，从而提高铸件的韧性；此外，加入Cu能够细化铸件中的Mg2Si析出相，降低铸件的淬火灵敏度，而不降低铸件抗切变能力。
[0017]本发明中加入了 Zr、Mn、Cr可以提高铸件的淬火灵敏度，在加入Mn的同时加入Zr会使铸件中纤维组织维持在一个很高的水平，远远高于单独加入两者中的一种所达到的效果；加入Cr也可以细化晶粒，保留纤维组织，从而提高铸件的任性；本发明中还加入了 Fe可以细化Mg2Si粒子和晶粒，使Si原子尚开晶界，提尚铸件的初性；加入的娃作为还原剂和脱氧剂，能显著提高铸件的弹性极限，屈服点和抗拉强度，硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用；锰，在炼制过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，使得铸件不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高铸件的淬性，改善铸件的热加工