一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法与流程

本发明属于光伏设备用铝合金制备加工，具体涉及一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法；主要用于要求有一定强度、板材整体加工性较好、加工变形小的光伏设备用40～80mm 6061t651铝合金。

背景技术：

1、随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此提出“碳达峰”和“碳中和”目标；铝合金材料具有密度低、焊接性能优良、硬度和比强度高、加工性能良好、耐蚀性较好和韧性较高等优点，长期以来在各种装备等领域有着广泛的应用，随着“碳达峰”和“碳中和”越来越成为广泛关注的话题，绿色能源也更加收到关注，光伏项目以更快的速度进行建设，铝合金在光伏设备中也扮演着更加重要的使命；

2、6061t651铝合金作为最常用的铝合金之一，由于具有良好的综合性能，广泛用于制造各种设备零部件；6061铝合金板材在热处理淬火过程中，由于板材表面和中心层存在温度梯度，会产生较大的内部残余应力，传统的t651工艺可以通过拉伸使板材纵向产生1.5～3.0％的永久塑性变形，消除板材淬火应力的90％以上，但光伏设备用板材，采用整体加工，一般规格为2m×2m，传统的6061t651加工工艺残存的内应力及加工时产生的应力仍会导致板材加工时产生一定加工变形，且传统t651工艺生产的板材整体平面度较大，后期使用时需要较大的铣面来保证工件平面度，会导致板材加工内应力增加，板材加工变形更大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法，通过控制热轧轧制工艺、热处理工艺，在保证板材加工性能的前提下，提高了板材整板平面度，对于光伏设备用材料，该工艺生产的板材可降低后期机械加工时的加工变形量，有效的提高了生产效率、降低加工成本。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1、配料：按以下质量百分比配料计算各铝合金原料用量，即：si：0.4～0.80％、fe≤0.7％、cu：0.15～0.4％、mn:≤0.15％、mg：0.8～1.2％、zn：≤0.25％、cr：0.04～0.35％、ti≤0.15％、单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为al；

5、步骤2、熔铸：根据工艺操作规程，计算好各铝合金原料用量，将配制好的铁块、铜块、镁块、工业硅块和铝锭分别转入熔炼炉内熔融至半熔化状态；再加锌锭，锌锭刚能完全淹没，以防止烧损；进行扒渣，将铝液表面的浮渣去除干净，当铝合金原料完全融熔化后，检测合金成分，若合金成分不合格，根据实际成分添加相应的合金元素至合金成分合格；若合金成分合格，进行倒炉熔炼，精炼后的铝液熔铸为铝合金铸锭；

6、步骤3、锯切铣面；

7、步骤4、均热：铸锭加热到560℃±5℃，保温8h；再在500℃±5℃下保温2h；

8、步骤5、热轧：将铸锭按照轧制工艺轧制为板材；

9、步骤6、锯切：单边锯切板材，保证板材边部无裂纹；

10、步骤7、固溶淬火：对锯切后的铝合金板材进行固溶淬火处理，上下板面通过喷淋水冷的方式淬火；

11、步骤8、矫平：淬火后6h内完成板材矫平，严格控制板材矫平后板面不平度；

12、步骤9、预拉伸：通过拉伸机对板材进行预拉伸处理，拉伸率2％～2.5％，预拉伸后检验不平度，应在淬火后48h内完成拉伸；

13、步骤10、时效：预拉伸到进入时效炉的停留时间控制在48h内，时效工艺制度采用双级时效：

14、步骤11、后处理：将时效热处理后的铝合金板材锯切成成品规格，包装时逐张检测板材平面度、尺寸公差。

15、步骤2中，具体的熔炼过程为：熔炼温度为700～760℃，采用氯氩混合气对熔体进行精炼、扒渣处理，精炼时间为30～45min。

16、步骤5中，具体的轧制参数为：开轧温度400～420℃、中凸度0～0.2％、终轧温度300～320℃，板材最后3道次轧制时采用小压下量轧制，其中小压下量为1～2mm；

17、步骤7中，具体的固溶参数为：固溶温度为535～560℃，保温时间为3h。

18、步骤9中拉伸机为40mn拉伸机。

19、步骤10中，双级时效具体为：

20、第一级时效：时效温度155～175℃，升温速率为25～30℃/h，保温10～12h；

21、第二级时效：再次将时效温度升高到190～205℃，升温速率为25～30℃/h，保温4～6h。

22、本发明的技术效果为：

23、1、通过对铸锭轧制前进行均热处理，铸锭中厚度方向的组织更均匀，铸锭在轧制后板材心部与表层组织差异降低；对板材轧制过程压下量的控制、热处理过程对板材拉伸量的控制，缩小了成品板材的厚度寸尺公差范围，使板材厚度更接近后期加工件的成品尺寸，有效降低后期加工铣面量；

24、2、通过对板材热处理过程工艺的优化，增加固溶保温时间，采用双级时效，降低板材表面应力，保证客户后期机械加工时不出现大变形，同时，提高板材平面度，降低后期使用时的机械加工量，提高后期零部件的加工效率。

技术特征：

1.一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法，其特征在于：步骤2中，具体的熔炼过程为：熔炼温度为700～760℃，采用氯氩混合气对熔体进行精炼、扒渣处理，精炼时间为30～45min。

3.根据权利要求1所述的一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法，其特征在于：步骤5中，具体的轧制参数为：开轧温度400～420℃、中凸度0～0.2％、终轧温度300～320℃，板材最后3道次轧制时采用小压下量轧制，其中小压下量为1～2mm。

4.根据权利要求1所述的一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法，其特征在于：步骤7中，具体的固溶参数为：固溶温度为535～560℃，保温时间为3h。

5.根据权利要求1所述的一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法，其特征在于：步骤9中拉伸机为40mn拉伸机。

6.根据权利要求1所述的一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法，其特征在于：步骤10中，双级时效具体为：

技术总结
本发明属于光伏设备用铝合金制备加工技术领域，具体涉及一种降低光伏设备用铝合金内应力的制备方法，铝合金原料用量为：Si：0.4～0.80％、Fe≤0.7％、Cu：0.15～0.4％、Mn:≤0.15％、Mg：0.8～1.2％、Zn：≤0.25％、Cr：0.04～0.35％、Ti≤0.15％、单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al；制备方法包括：熔铸→锯铣→均热→热轧→锯切→固溶淬火→矫平→拉伸→时效→锯切→检验→包装。通过对板材热处理过程工艺的优化，增加固溶保温时间，采用双级时效，降低板材表面应力，保证客户后期机械加工时不出现大变形，同时，提高板材平面度，降低后期使用时的机械加工量，提高后期零部件的加工效率。

技术研发人员：刘斌,田景印,赵信城,郭子康,王兆立,李俊儒,陈志轩
受保护的技术使用者：天津忠旺铝业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15