Al-Mg-Mn-Er-Zr合金粉末及其在制备用于光伏组件的铝合金边框中的应用制造技术

技术编号：43560342 阅读：8 留言：0更新日期：2024-12-06 17:33

本发明专利技术提供了一种Al‑Mg‑Mn‑Er‑Zr合金粉末及其在制备用于光伏组件的铝合金边框中的应用，涉及光伏组件技术领域。所述合金粉末由Mg1.5～4.6％、Mn4.2～6.7％、Er0.4～2.8％、Zr0.3～1.6％和余量的Al组成，合金粉末中Mn、Mg、Zr固溶在Al基体，具有固溶强化作用；同时Mn、Er与Al基体形成Al<subgt;6</subgt;Mn相的单独析出或Al<subgt;6</subgt;Mn和Al<subgt;3</subgt;Er相的协同析出，也可产生第二相强化作用；此外Al<subgt;3</subgt;Er相能够细化合金晶粒以提高强度。因此，利用上述合金粉末制备得到的铝合金边框具有高强度、高韧性的技术效果，可有效缓解现有传统铝合金边框光伏组件进行载荷时边框断裂的问题。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏组件，尤其是涉及一种al-mg-mn-er-zr合金粉末及其在制备用于光伏组件的铝合金边框中的应用。

技术介绍

1、光伏边框是太阳能光伏组件的重要组成部分，位于光伏产业链中下游。由于光伏边框需要起到封装电池片、玻璃、背板等材料，以及增强组件强度，便于运输、安装和保护光伏组件的作用，因此需要光伏边框产品拥有较强的承载能力和耐腐蚀特性。

2、目前随着光伏行业的不断发展，使用的电池片越来越大，光伏组件尺寸也越来越大，光伏组件也越来越重对边框的承载强度要求也在提高，因此需要一种承载能力高且强度高的铝合金边框。

3、有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种al-mg-mn-er-zr合金粉末及其制备得到的用于光伏组件的铝合金边框，所述合金粉末制备得到的al-mg-mn-er-zr合金具有高强度、高韧性的技术效果，可有效缓解现有传统铝合金边框光伏组件进行载荷时边框断裂的问题。

2、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：

3、本专利技术提供的一种al-mg-mn-er-zr合金粉末，按质量百分数计，所述合金粉末包括如下组分：mg1.5～4.6％、mn4.2～6.7％、er0.4～2.8％、zr0.3～1.6％，余量为al。

4、进一步的，按质量百分数计，所述合金粉末包括如下组分：mg2～3％、mn5.5～6.5％、er0.4～1.2％、zr0.3～0.8％，余量为al；</p>

5、优选地，按质量百分数计，所述合金粉末包括如下组分：mg2.74％、mn6.01％、er0.86％、zr0.52％，余量为al。

6、本专利技术提供的一种上述al-mg-mn-er-zr合金粉末在制备用于光伏组件的铝合金边框中的应用；

7、所述铝合金边框为高强度铝合金边框，铝合金边框的屈服强度为480～560mpa。

8、本专利技术提供的一种用于光伏组件的铝合金边框的制备方法，所述制备方法包括：

9、按组分配比称取上述al-mg-mn-er-zr合金粉末原料，混料，得到粉末料；将粉末料进行激光熔融金属化，塑型得到中间体铝合金边框；随后依次进行激光烧结、固化热处理，得到用于光伏组件的铝合金边框。

10、进一步的，所述激光熔融金属化包括：

11、s1：依据模型数据，利用铺粉器将粉末料a铺设成单层粉末床，然后激光热源扫描粉末床进行熔融，将单层粉末床金属化；

12、s2：在金属化的单层粉末床上重复步骤s1，直至al-mg-mn-er-zr合金边框成型。

13、更进一步的，所述步骤s1中将粉末料a铺设成单层粉末床的铺粉厚度为20～40μm，优选为30μm。

14、更进一步的，所述步骤s1中激光热源扫描粉末床的激光热源功率包括250～350w；

15、和/或，所述步骤s1中激光热源扫描粉末床的激光扫描速度为800～1200mm/s。

16、进一步的，所述激光烧结的参数至少满足如下中的至少一个：

17、激光功率为250～350w；

18、激光扫描速度为800～1200mm/s；

19、激光扫描间距为100μm；

20、激光烧结的相位角为67°；

21、激光烧结的光斑直径为75μm。

22、进一步的，所述固化热处理的时效温度包括100～500℃，时效处理时间包括1～12h；

23、优选地，所述固化热处理的时效温度为320～350℃，时效处理时间为2h。

24、本专利技术提供的一种用于光伏组件的铝合金边框，所述铝合金边框主要由上述铝合金边框的制备方法制备得到。

25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：

26、本专利技术提供的al-mg-mn-er-zr合金粉末，所述合金粉末由mg1.5～4.6％、mn4.2～6.7％、er0.4～2.8％、zr0.3～1.6％和余量的al组成。所述合金粉末中mn、mg、zr固溶在al基体，形成zr、mn、mg的共同偏聚相，具有固溶强化作用；同时mn、er与al基体形成al6mn相的单独析出或al6mn和al3er相的协同析出，也可产生第二相强化作用；此外，er与al基体形成al3er相，能够细化合金晶粒以提高al-mg-mn-er-zr合金的强度；另外，由于热处理后al6mn颗粒长大使位错运动阻碍减弱缓解了应力集中，进而也提高了合金的韧性。因此，本申请al-mg-mn-er-zr合金粉末制备得到的al-mg-mn-er-zr合金具有高强度、高韧性的技术效果。

27、本专利技术提供的al-mg-mn-er-zr合金粉末可以广泛应用于光伏组件铝合金边框的制备过程中。

28、本专利技术提供的用于光伏组件的铝合金边框的制备方法，该制备方法通过利用激光熔融金属化技术将al-mg-mn-er-zr合金粉末原料塑型为中间体铝合金边框，随后依次进行激光烧结、固化热处理，得到用于光伏组件的铝合金边框。通过本申请制备方法可以显著提高边框强度，经过热处理后可以使其屈服强度达到480～560mpa。

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【技术保护点】

1.一种Al-Mg-Mn-Er-Zr合金粉末，其特征在于，按质量百分数计，所述合金粉末包括如下组分：Mg1.5～4.6％、Mn4.2～6.7％、Er0.4～2.8％、Zr0.3～1.6％，余量为Al。

2.根据权利要求1所述的Al-Mg-Mn-Er-Zr合金粉末，其特征在于，按质量百分数计，所述合金粉末包括如下组分：Mg2～3％、Mn5.5～6.5％、Er0.4～1.2％、Zr0.3～0.8％，余量为Al；

3.一种根据权利要求1或2所述的Al-Mg-Mn-Er-Zr合金粉末在制备用于光伏组件的铝合金边框中的应用；

4.一种用于光伏组件的铝合金边框的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

5.根据权利要求4所述的用于光伏组件的铝合金边框的制备方法，其特征在于，所述激光熔融金属化包括：

6.根据权利要求5所述的用于光伏组件的铝合金边框的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中将粉末料A铺设成单层粉末床的铺粉厚度为20～40μm，优选为30μm。

7.根据权利要求5所述的用于光伏组件的铝合金边框的制备方法，其特征在

8.根据权利要求4所述的用于光伏组件的铝合金边框的制备方法，其特征在于，所述激光烧结的参数至少满足如下中的至少一个：

9.根据权利要求4所述的用于光伏组件的铝合金边框的制备方法，其特征在于，所述固化热处理的时效温度包括100～500℃，时效处理时间包括1～12h；

10.一种用于光伏组件的铝合金边框，其特征在于，所述铝合金边框主要由权利要求4～9任一项所述的铝合金边框的制备方法制备得到。

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【技术特征摘要】

1.一种al-mg-mn-er-zr合金粉末，其特征在于，按质量百分数计，所述合金粉末包括如下组分：mg1.5～4.6％、mn4.2～6.7％、er0.4～2.8％、zr0.3～1.6％，余量为al。

2.根据权利要求1所述的al-mg-mn-er-zr合金粉末，其特征在于，按质量百分数计，所述合金粉末包括如下组分：mg2～3％、mn5.5～6.5％、er0.4～1.2％、zr0.3～0.8％，余量为al；

3.一种根据权利要求1或2所述的al-mg-mn-er-zr合金粉末在制备用于光伏组件的铝合金边框中的应用；

4.一种用于光伏组件的铝合金边框的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

5.根据权利要求4所述的用于光伏组件的铝合金边框的制备方法，其特征在于，所述激光熔融金属化包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：贾朝港，穆成伟，杨庆，陈良水，王鹏，
申请(专利权)人：环晟新能源江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：

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