一种铝合金材料、制备方法及其太阳能光伏支架中的应用技术

本发明专利技术属于化工材料领域，具体涉及一种铝合金材料、制备方法及其在太阳能光伏支架中的应用。该铝合金材料按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.2～0.4%，Cu的含量为0.08～0.20%，Mg的含量为0.6～0.8%，Zr的含量为0.15～0.25%，Ti的含量为0.15～0.25%，Mn的含量为0.01～0.15%，其余为铝以及不可避免的杂质。本发明专利技术所设计的铝合金材料，通过加入Si、Cu、Mg、Zr、Ti、Mn等金属元素，大幅度提高晶粒细化程度，对提升铝合金材料抗拉强度、延伸率、抗腐蚀性能等综合性能方面效果显著。本发明专利技术的铝合金材料用于制备太阳能光伏支架型材，使得采用本发明专利技术铝合金材料制得的光伏支架比传统铝合金光伏支架构件的耐腐蚀性能更好。 1

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金材料、制备方法及其太阳能光伏支架中的应用
本专利技术属于化工材料领域，具体涉及一种铝合金材料、制备方法及其在太阳能光伏支架中的应用。
技术介绍
铝合金活泼的化学性质使得其在使用过程中容易发生多种形式的腐蚀，如点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等。对铝材进行阳级氧化，能改善铝合金的耐蚀性能。目前，太阳能光伏边框及支架系统一般采用6063铝型材制作，其具备质量轻，中等强度，易加工成形，易进行阳极氧化表面处理的特点。近年来，太阳能光伏产业竞争进一步加剧，为了缩短太阳能电站的投资回收期，延长太阳能电站的使用寿命，投资获得更高回报，各大厂家及电站都把降低边框及支架系统在整个电站组件系统的所占成本的比例及增加使用年限，放在科研的重要位置。因此，在强化6063合金优异的加工成形性基础上，必须把提高其抗拉强度、抗腐蚀性能，提高断裂韧性，提高导电导热性，减小应力腐蚀开裂倾向，提高氧化膜质量，延长其使用寿命等作为太阳能光伏产业的技术攻关方向。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于针对
技术介绍
中所存在的铝合金材料耐腐蚀性能和抗拉强度较差的技术问题而提供一种耐腐蚀、轻质高强的铝合金材料。本专利技术的另一个目的在于提供一种铝合金材料的制备方法。本专利技术的再一个目的在于提供一种铝合金材料在太阳能光伏支架中的应用。实现本专利技术一目的而采用的技术方案为：一种铝合金材料，该铝合金材料按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.2～0.4%，Cu的含量为0.08～0.20%，Mg的含量为0.6～0.8%，Zr的含量为0.15～0.25%，Ti的含量为0.15～0.25%，Mn的含量为0.01～0.15%，其余为铝以及不可避免的杂质。作为本专利技术一优选实施方式，所述的铝合金材料，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.2%，Cu的含量为0.08%，Mg的含量为0.6%，Zr的含量为0.15%，Ti的含量为0.15%，Mn的含量为0.01%，其余为铝以及不可避免的杂质。作为本专利技术一优选实施方式，所述的铝合金材料，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.4%，Cu的含量为0.2%，Mg的含量为0.8%，Zr的含量为0.25%，Ti的含量为0.25%，Mn的含量为0.15%，其余为铝以及不可避免的杂质。作为本专利技术一优选实施方式，所述的铝合金材料，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.3%，Cu的含量为0.1%，Mg的含量为0.7%，Zr的含量为0.2%，Ti的含量为0.2%，Mn的含量为0.1%，其余为铝以及不可避免的杂质。实现本专利技术另一目的而采用的技术方案为：一种铝合金材料的制备方法，具体制备步骤如下：1）以Si粉作为合金中的Si元素的原料，以Al-Cu中间合金作为合金中的Cu元素的原料，以Al-Mg中间合金作为合金中的Mg元素的原料，以Al-Zr中间合金作为合金中的Zr元素的原料，以Al-Ti中间合金作为合金中的Ti元素的原料，以Al-Mn中间合金作为合金中的Mn元素的原料，以铝锭作为合金中的Al元素的原料；2）将铝锭表面清洗干净后进行加热熔炼，铝液温度控制在690℃；将Al-Cu中间合金、Al-Mg中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金和Si粉加入到铝液中，铝液升温至820℃后，保温20分钟，保证合金原料全部熔化；3）将铝液温度升至850℃时，开始加入精炼剂进行精炼，使夹杂物充分上浮或者下沉，然后进行除渣；4）将精炼后的铝液温度降至730℃并保温10分钟用于进行浇注，制得铝合金铸件；用丙酮对铝合金铸件的表面进行清洗，然后放置在管式置氢炉内，在真空条件下将炉内升温至700℃，保温20分钟后，充入氢气后保温2小时，最后冷却至室温完成充氢处理；5）采用盐酸酸洗铝合金铸件，酸洗后用清水把铝合金铸件清洗干净；然后将铝合金铸件浸入含有氯化铵的助镀剂中，助镀时间控制在2分钟，助镀后清洗干净并将铸件浸入锌浴中，使铝合金铸件表面生成一合金化膜；6）将表面含有合金化膜的铝合金铸件再进行钝化处理，即制得所需的铝合金材料。实现本专利技术再一目的而采用的技术方案为：一种铝合金材料在太阳能光伏支架中的应用，所述铝合金材料用于制备太阳能光伏支架型材。优选地，所述铝合金材料外表面还包裹有纤维增强层，所述纤维增强层由浸有液体树脂的芳纶纤维布粘贴于铝合金材料外表面通过热固化成型得到。更优选地，所述热固化成型分为两个阶段：首先在90-110℃条件下固化2-3小时，然后在130-150℃条件下固化1-2小时。进一步优选地，所述的液体树脂为环氧树脂。本专利技术的技术优点在于：1）本专利技术所设计的铝合金材料，通过加入Si、Cu、Mg、Zr、Ti、Mn等金属元素，通过合理的配方设计，有效提高了铝合金材料的强度，大幅度提高晶粒细化程度，对提升铝合金材料抗拉强度、延伸率、抗腐蚀性能等综合性能方面效果显著。2）本专利技术所设计的铝合金材料，在配方体系中加入适量的Zr、Ti，不仅能够细化铸态合金晶粒，提高再结晶温度，从而提高铝合金的强度，显著改善铝合金的耐热性、抗腐蚀性和热稳定性。同时，在铝合金材料的制备过程中，对表面含有合金化膜的铝合金铸件再进行钝化处理，进一步提高了本专利技术铝合金材料的抗腐蚀性。3）本专利技术的铝合金材料用于制备太阳能光伏支架型材，该型材是采用芳纶纤维布的增强材料包裹于本专利技术的铝合金材料外表面后制作而成，纤维增强层的存在对铝合金材料具有很好的保护，使得采用本专利技术铝合金材料制得的光伏支架比传统铝合金光伏支架构件的耐腐蚀性能更好。4）本专利技术采用了纤维增强层使制得的光伏支架在保证强度的基础上，比铝合金光伏支架的重量更轻；具有极大的市场价值和经济前景。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步地描述，但是对实施例的描述均不是对本专利技术方案的限制，任何依据本专利技术构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本专利技术的技术方案范畴。实施例1一、铝合金材料的制备以10kg为例，按Al-0.2Si-0.08Cu-0.6Mg-0.15Zr-0.15Ti-0.01Mn质量配比为例，计算出中间合金的质量，进行备料。1）以Si粉作为合金中的Si元素的原料，以Al-Cu中间合金作为合金中的Cu元素的原料，以Al-Mg中间合金作为合金中的Mg元素的原料，以Al-Zr中间合金作为合金中的Zr元素的原料，以Al-Ti中间合金作为合金中的Ti元素的原料，以Al-Mn中间合金作为合金中的Mn元素的原料，以铝锭作为合金中的Al元素的原料；2）将铝锭表面清洗干净后进行加热熔炼，铝液温度控制在690℃；将Al-Cu中间合金、Al-Mg中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金和Si粉加入到铝液中，铝液升温至820℃后，保温20分钟，保证合金原料全部熔化；3）将铝液温度升至850℃时，开始加入精炼剂进行精炼，使夹杂物充分上浮或者下沉，然后进行除渣；4）将精炼后的铝液温度降至730℃并保温10分钟用于进行浇注，制得铝合金铸件；用丙酮对铝合金铸件的表面进行清洗，然后放置在管式置氢炉内，在真空条件下将炉内升温至700℃，保温20分钟后，充入氢气后保温2小时，最后冷却至室温完成充氢处理；5）采用盐酸酸洗铝合金铸件，酸洗后用清水把铝合金铸件清洗干净；然后将铝合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金材料，其特征在于：该铝合金材料按质量百分含量计，由如下组分及含量

【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料，其特征在于：该铝合金材料按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.2～0.4%，Cu的含量为0.08～0.20%，Mg的含量为0.6～0.8%，Zr的含量为0.15～0.25%，Ti的含量为0.15～0.25%，Mn的含量为0.01～0.15%，其余为铝以及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种铝合金材料，其特征在于：所述的铝合金材料，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.2%，Cu的含量为0.08%，Mg的含量为0.6%，Zr的含量为0.15%，Ti的含量为0.15%，Mn的含量为0.01%，其余为铝以及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的一种铝合金材料，其特征在于：所述的铝合金材料，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.4%，Cu的含量为0.2%，Mg的含量为0.8%，Zr的含量为0.25%，Ti的含量为0.25%，Mn的含量为0.15%，其余为铝以及不可避免的杂质。4.根据权利要求1所述的一种铝合金材料，其特征在于：所述的铝合金材料，按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.3%，Cu的含量为0.1%，Mg的含量为0.7%，Zr的含量为0.2%，Ti的含量为0.2%，Mn的含量为0.1%，其余为铝以及不可避免的杂质。5.一种制备如权利要求1-4任一项所述铝合金材料的方法，其特征在于：具体制备步骤如下：以Si粉作为合金中的Si元素的原料，以Al-Cu中间合金作为合金中的Cu元素的原料，以Al-Mg中间合金作为合金中的Mg元素的原料，以Al-Zr中间合金作为合金中的Zr元素的原料，以Al-Ti中间合金作为合金中的Ti元素的原料，以Al-Mn中间合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏涛涛，
申请(专利权)人：柏涛涛，
类型：发明
国别省市：安徽,34