【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金加工，尤其涉及一种用于太阳能边框型材的新型6n01铝合金及其制备工艺。
技术介绍
1、6n01铝合金属于a1-mg-si系铝合金，既有良好的强度、优良的成形性能，又有良好的加工性及焊接性能，广泛应用于建筑、交通、包装、光伏等行业。在太阳能光伏产业蓬勃发展的今天，作为太阳能组件之一的太阳能铝边框型材的需求量也在与日俱增。而边框铝型材的质量的好坏，直接影响产品的综合成品率，影响到终端客户的后道产品质量，特别是产品的力学性能，将直接影响边框的使用功能。
2、中国专利申请号202011144675.5公开了一种太阳能边框铝合金型材及其加工工艺，铝合金型材其成分配比如下：si：0.55-0.66％，fe：0.15-0.20％，cu：0.16-0.21％，mn：0.02-0.05％，mg：0.55-0.60％，cr：0.15-0.20％，余量为铝。该专利技术提高产品的综合成品率和生产效率，使其质量稳定、可靠；通过合金成分的合理配比改良，尝试淬火方式由水冷改为强风冷却，生产效率较高，且质量可靠稳定。但综合力学性能相对较低。
3、中国专利申请号201611246347.x公开了一种应用于太阳能边框的铝合金型材，该铝合金型材中各元素组成的质量百分比为：锌6％-10％，铜0.1％-3％，镁1％-3％，铁0.3％-0.5％，硅0.5％-1％，锰0.3％-0.6％，镍0.4％-0.8％，银0.2％-0.4％，钪0.03％-0.05％，锆0.02％-0.04％，铒0.02％-0.04％，镧0.03％-0.05％
技术实现思路
1、因此，针对上述的问题，本专利技术提供一种用于太阳能边框型材的新型6n01铝合金及其制备工艺，解决现有技术制备6n01铝合金综合力学性能相对不佳、熔体净化效果较差、使用精炼剂带来环境污染的缺陷。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
3、一种用于太阳能边框型材的新型6n01铝合金，包括以下重量份的各原料：95-98份高纯铝、0.2-0.8份高纯镁、0.2-0.8份al-20％si中间合金、0.1-0.5份al-20％mn中间合金、0.2-0.8份al-50％cu中间合金、0.1-0.3份al-10％cr中间合金、0.01-0.1份al-5％ti中间合金、0.1-0.15份al-10％sr中间合金、0.1-0.15份al-10％zr中间合金、0.1-0.15份al-10％sc中间合金。
4、一种用于太阳能边框型材的新型6n01铝合金的制备方法，包括以下步骤：
5、s1、熔化：将原料分别进行干燥处理，再按重量份称取高纯铝，加入预热过的石墨坩埚电阻炉中，升高熔化炉内温度至300-400℃；
6、s2、精炼：将保护气体通入熔体底部，进行气体喷吹处理，继续升高温度至700-800℃，添加其他原料，混合均匀后持续搅拌10-30min，再进行过滤处理，保温静置5-10min；
7、s3、铸锭：将保温静置后的熔体浇注到铜模具中，进行均匀化热处理；
8、s4、挤压：对熔体进行挤压处理，制备出厚度为4-6mm的铸轧合金；
9、s5、冷却：将铸轧合金淬火后，置于时效炉内进行人工时效，获得所述新型6n01铝合金。
10、进一步的，所述高纯铝的纯度为99.990-99.999％；所述高纯镁的纯度为99.990-99.999％。
11、进一步的，步骤s2中，所述保护气体包括：质量分数为99.8-99.9wt.％的n2、质量分数为0.1-0.2wt.％的sf6，保护气体流量为5-10l/min，气源压力为0.15-0.4mpa；所述气体喷吹处理为：利用旋转的石墨转子搅动熔体，转速为300-400r/min。
12、进一步的，步骤s2中：所述过滤为在双层陶瓷过滤管中进行；所述双层陶瓷过滤管的制备过程为：
13、a、将30-40重量份磷酸二氢铝、1-3重量份气相白炭黑、2-5重量份高岭土、1-3重量份气凝胶、60-65重量份α-al2o3、1-3重量份消泡剂、0.5-1重量份分散剂混合均匀后配置成浆料；
14、b、用粘结剂粘合泡沫模具，制成双层泡沫模具，将上述浆料挤压进泡沫模具，经过烤干、烧结，获得所述双层陶瓷过滤管。
15、进一步的，步骤s3中：所述均匀化热处理为在温度为510-550℃下保温12-16h。
16、进一步的，步骤s4中：所述挤压为在水平双辊铸轧机中进行，辊缝为4-6mm，铸轧力为1000-1200kn，铸轧速度为1-1.2m/min，挤压出口的温度设置为510-550℃。
17、进一步的，步骤s5中：所述淬火工艺为风冷淬火，冷却速度为5-7℃/s；所述人工时效为在180-200℃下保持时间为10-16h。
18、进一步的，所述干燥为在干燥箱中进行，温度为150-200℃，时间为3-4h；所述预热为温度在300-400℃保持30-60min；所述保温为温度在700-800℃。
19、进一步的，所述石墨转子的通气孔为六孔结构，该结构的石墨转子向六个方向开孔，孔间互成60°夹角。
20、通过采用前述技术方案，本专利技术的有益效果为：
21、通过本专利技术技术方案制备获得的一种用于太阳能边框型材的新型6n01铝合金，能够解决现有技术制备6n01铝合金综合力学性能相对不佳、熔体净化效果较差的缺陷，其原理是：
22、(1)在原料中添加微量的sr、zr、sc元素，能够显著改变铝合金的形核和沉淀过程，不仅能够控制晶粒结构，还能消除铝合金中fe、si的有害影响，从而提升合金的性能；
23、(2)不添加精炼剂对熔体进行排渣除氢，而是利用高速旋转的石墨转子对气泡进行剪切破碎，产生尺寸更小、分布更均匀的气泡，气泡沿螺旋轨迹上浮至熔体表面，增加气、液两相的接触面积，改善除氢的动力学条件，因此能够大大增加除氢效率；
24、(3)采用双层陶瓷过滤管对铝熔体进行过滤，除去双层泡沫陶瓷过滤工艺中板与板之间的空间，从而消除了现行过滤板在使用过程中不稳定、下层板受热率低的缺陷，且堆叠式结构能改善撕断率，管式多孔陶瓷过滤器能够在小箱体中实现大面积高精度过滤，取代了传统工艺箱体中的板式陶瓷过滤器和多孔陶瓷过滤管，具备开孔率高、过滤阻力小、杂质吸附力强和高效率、低成本的特点。
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1.一种用于太阳能边框型材的新型6N01铝合金，其特征在于，包括以下重量份的各原料：95-98份高纯铝、0.2-0.8份高纯镁、0.2-0.8份Al-20％Si中间合金、0.1-0.5份Al-20％Mn中间合金、0.2-0.8份Al-50％Cu中间合金、0.1-0.3份Al-10％Cr中间合金、0.01-0.1份Al-5％Ti中间合金、0.1-0.15份Al-10％Sr中间合金、0.1-0.15份Al-10％Zr中间合金、0.1-0.15份Al-10％Sc中间合金。
2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能边框型材的新型6N01铝合金，其特征在于：所述高纯铝的纯度为99.990-99.999％；所述高纯镁的纯度为99.990-99.999％。
3.一种用于太阳能边框型材的新型6N01铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于太阳能边框型材的新型6N01铝合金的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述保护气体包括：质量分数为99.8-99.9wt.％的N2、质量分数为0.1-0.2wt.％的SF6，保护气体流量为5
5.根据权利要求3所述的一种用于太阳能边框型材的新型6N01铝合金的制备方法，其特征在于，步骤S2中：所述过滤为在双层陶瓷过滤管中进行；所述双层陶瓷过滤管的制备过程为：
6.根据权利要求3所述的一种用于太阳能边框型材的新型6N01铝合金的制备方法，其特征在于，步骤S3中：所述均匀化热处理为在温度为510-550℃下保温12-16h。
7.根据权利要求3所述的一种用于太阳能边框型材的新型6N01铝合金的制备方法，其特征在于，步骤S4中：所述挤压为在水平双辊铸轧机中进行，辊缝为4-6mm，铸轧力为1000-1200kN，铸轧速度为1-1.2m/min，挤压出口的温度设置为510-550℃。
8.根据权利要求3所述的一种用于太阳能边框型材的新型6N01铝合金的制备方法，其特征在于，步骤S5中：所述淬火工艺为风冷淬火，冷却速度为5-7℃/s；所述人工时效为在180-200℃下保持时间为10-16h。
9.根据权利要求3所述的一种用于太阳能边框型材的新型6N01铝合金的制备方法，其特征在于，所述干燥为在干燥箱中进行，温度为150-200℃，时间为3-4h；所述预热为温度在300-400℃保持30-60min；所述保温为温度在700-800℃。
10.根据权利要求4所述的一种用于太阳能边框型材的新型6N01铝合金的制备方法，其特征在于，所述石墨转子的通气孔为六孔结构，该结构的石墨转子向六个方向开孔，孔间互成60°夹角。
...【技术特征摘要】
1.一种用于太阳能边框型材的新型6n01铝合金，其特征在于，包括以下重量份的各原料：95-98份高纯铝、0.2-0.8份高纯镁、0.2-0.8份al-20％si中间合金、0.1-0.5份al-20％mn中间合金、0.2-0.8份al-50％cu中间合金、0.1-0.3份al-10％cr中间合金、0.01-0.1份al-5％ti中间合金、0.1-0.15份al-10％sr中间合金、0.1-0.15份al-10％zr中间合金、0.1-0.15份al-10％sc中间合金。
2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能边框型材的新型6n01铝合金，其特征在于：所述高纯铝的纯度为99.990-99.999％；所述高纯镁的纯度为99.990-99.999％。
3.一种用于太阳能边框型材的新型6n01铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于太阳能边框型材的新型6n01铝合金的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述保护气体包括：质量分数为99.8-99.9wt.％的n2、质量分数为0.1-0.2wt.％的sf6，保护气体流量为5-10l/min，气源压力为0.15-0.4mpa；所述气体喷吹处理为：利用旋转的石墨转子搅动熔体，转速为300-400r/min。
5.根据权利要求3所述的一种用于太阳能边框型材的新型6n01铝合金的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄长远，黄海平，
申请(专利权)人：福建省闽发铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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