一种光伏接线盒铜包铝导电板及其精轧复合方法与流程

本发明属于材料加工技术领域，尤其涉及一种光伏接线盒铜包铝导电板及其精轧复合方法。

背景技术：

由于太阳能是一种绿色可再生能源，利用光生伏特效应进行发电的太阳能电池技术备受世人瞩目。光伏接线盒作为最基本的电能引出部件，是光伏组件构建发电系统的关键部件。目前市场上太阳能用光伏接线盒大多以铜板作为导电体，铜是贵重的稀有金属，资源匮乏致使其成本居高不小。铝和铜都是常有的导电材料，尽管铝的导电、导热性不及铜，但其密度仅为铜合金的1/3，资源相对丰富，价格仅为铜价的1/4，还同样具有优良的耐蚀性和柔韧性。

此外，尽管铜的瞬时吸热能力比铝快1.6倍，可其散热速度较慢，光伏接线盒导电铜片的高温会影响周围的零部件从而影响盒体本身的安全性。因此，将铜材和铝材的优点结合起来，制成铜包铝复合板代替单层的铜板，不仅可以显著降低接线盒的生产成本，还能提高产品的综合性能，应用市场十分广阔。

传统的铜铝复合板主要靠爆炸复合法来生产，其复合界面结合良好，但机械化程度低、质量不稳定、成品率低、生产成本高，不能连续大面积复合。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种光伏接线盒铜包铝导电板的精轧复合方法，一次性进行多孔的打样冲工序，速度快，钻孔的精度和位置度高。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种光伏接线盒铜包铝导电板的精轧复合方法，包括如下步骤：

1）选取纯铜-纯铝-纯铜三层复合板作为轧制基板，所述基板的厚度为2mm，单面纯铜表面层与纯铝中间层的厚度比为1:6；

2）将基板精轧至所需厚度0.7mm，轧制压下率为65%，获得铝代铜体积百分比高达75%的铜包铝复合薄板；

3）将精轧后的铜包铝复合薄板进行扩散退火，退火温度为300℃，退火时间为1h，形成三层界面扩散层，最终获得所需的铜包铝导电板。

进一步的，步骤3）中所述铜包铝导电板中纯铜与纯铝的体积比为2:6。

进一步的，步骤3）中经过扩散退火得到的铜包铝导电板的纯铝层和纯铜层之间呈锯齿状冶金结合，纯铝层和纯铜层之间形成的界面扩散层依次由Al₂Cu层、AlCu层和Al₄Cu₉层三层组成。

本发明的有益效果是：本发明生成的铜包铝导电板的铝、铜体积比高达到6：2，由于铝代铜的体积百分比达到75%，显著降低了光伏接线盒导电板的材料成本，因其兼具铜的优良导电性和较小的比重，很好地满足了光伏接线盒导电板的综合性能要求。本发明的复合导电薄板中各层之间呈锯齿状冶金结合，抗弯折能力强，精轧复合工艺解决了现有轧制铜铝复合板存在的结合强度不高的问题，可推广应用于中、厚铝铜双金属复合板的生产，满足了电子电力某些特殊需求的应用领域，工业应用前景良好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所生成的铜包铝导电板界面结构的扫描电镜照片图；

图3为本发明所生成的铜包铝导电板的界面扩散层在高倍率下扫描电镜照片图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参照图1至图3所示，本发明一种光伏接线盒铜包铝导电板的精轧复合方法主要如下：

选取纯铜-纯铝-纯铜三层复合板（即上方的纯铜层5-中间纯铝层1和下方的纯铜层5，其结构如图1所示）作为轧制基板，所述基板的厚度为2mm，单面纯铜表面层与纯铝中间层的厚度比为1:6（即复合板中铝代铜的体积比达到75%）；切割成尺寸为5mm×2mm×2mm的轧制试样。首先，在室温下对该复合基板进行精轧，精轧时采用HR-01电动加热型对辊轧机，其轧辊宽度为100mm，两辊间的最大空隙为1.25mm，转速为18mm/s，所选压下率为65%，轧制后获得板厚为0.7mm的铜包铝复合薄板。然后，在保护气氛下对精轧后的铜包铝复合薄板进行扩散退火，扩散退火采用型号为KSL-1100X-S的电阻式加热炉，退火温度为300℃，退火时间为1h， 即获得复合效果良好的铜包铝导电板。

本实施例采用日立S-3400N扫描电镜观察退火后铜包铝复合导电板的界面结构（如附图2所示），退火后铜包铝复合导电板的纯铜表面层和纯铝中间层之间呈锯齿状冶金结合，由更高倍率下的界面部位扫描电镜图（如附图3所示）及电子探针能谱分析可见，界面扩散层由Al₂Cu层3、AlCu层2和Al₄Cu₉层4三层构成，该扩散层的形成不仅提高了界面复合强度，还有效地缓和了界面结合应力、降低了开裂倾向。采用岛津ZUAG-I250KV电子拉伸试验机测试退火后铜包铝复合导电板的室温拉伸性能，参照GB228-2002《金属材料室温拉伸试样方法》测得退火后铜包铝复合导电板的抗拉强度达到149MPa，延伸率达到24%。采用QJ36S型低电阻直流电阻测试仪测试退火处理后铜包铝复合导电板的面电阻，测试面积为1mm×1mm，测得复合板的电阻率值仅为0.018 Ω·mm2 /m。所得铜包铝复合导电板的比重仅为纯铜导电板的50%，而成本仅为纯铜导电板的62.5%，很好地满足了光伏接线盒导电板的综合性能要求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。