當煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急的問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸時，越來越多的地區(qū)開始實行“陽光計劃”開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。
光伏太陽能鋁合金型材主要用在光伏太陽能電池板上作為其邊框并起支撐力任用。光伏太陽能發(fā)電作為可再生、環(huán)保清潔能源在國際市場和國內(nèi)政策推動下正迎來發(fā)展高峰期而我國已成為第一大太陽能電池/模組生產(chǎn)國。
對于一個光伏太陽能型材生產(chǎn)企業(yè)來說模具作為型材的成形的工具對型材表面質(zhì)量、產(chǎn)品的成品率都影響重大并間接的決定了企業(yè)的生產(chǎn)成本和市場競爭力。所以很多生產(chǎn)企業(yè)把太陽能模具維護、保養(yǎng)放在一個很重要的位置并投入了人力、物力來進行研究。
本文從某司在太陽能模具維護、保養(yǎng)方面的生產(chǎn)實際情況著手，以現(xiàn)行市場上常見的一款光伏太陽能鋁合金型材為例，深入淺出的簡述在生產(chǎn)中碰到的問題和解決的方法。
02
常見問題
（1）型材“T ”字過渡區(qū)（C 面）暗影：
C 面暗影是太陽能型材生產(chǎn)中比較常見的質(zhì)量問題主要是因為材料流速不均勻或是模具穩(wěn)定性不好造成的。當前我司經(jīng)過修模、技術人員經(jīng)驗積累出可行的三種方法：“一清”、“二引”、“三阻礙”。
“一清”是指在生產(chǎn)中工作帶有磨損的下模部分采用慢走絲重新走一刀，上模全部重新翻新，從而保持工作帶平整性。
“二引”是指電磨調(diào)整暗影對應部位的上模橋位適當打尖或是引角來改變金屬流動，使上下模暗影部位的金屬流速盡量一致。
“三阻礙”是指在下模暗影部位距離工作帶位0.5~1mm 焊一塊8mm*4mm*3mm （長*寬*高）阻流塊。
（如圖2所示）從而把鋁水逼向上模部分來調(diào)整上、下模金屬流速。
（2）A面圓弧與直邊過渡區(qū)骨線
出現(xiàn)這種情況的一個重要原因：
就是一：模具加工用的電極落差不圓滑或不順暢造成型材起骨/暗影等一系列表面質(zhì)量問題。所以在電火花加工工序要采用雕刻機加工空刀電極來代替人工雕刻；
另外二：要在加工3~5套模后及時更換電極防止因電極磨損產(chǎn)生加工誤差。
（3）C面波浪
C面俗稱高邊直面在實際生產(chǎn)中受流速影響較大經(jīng)常會快慢不一從而產(chǎn)生波浪。實用修模方法在C面的內(nèi)壁面（考慮到電焊可能會對型材表面質(zhì)量產(chǎn)生一定影響所以選擇在C面的內(nèi)壁面而不是外壁面）距離工作帶位0.5~1mm處焊一塊10mm*4mm*3mm（長*寬*高）阻流塊。不少公司會在模具設計、制作時預留凸臺給修模人員提供修模余量，但在實際生產(chǎn)往往會效果不明顯生產(chǎn)時型材表面產(chǎn)生粗線、分色等。早期某司使用的太陽能模具就是這種設計方式后在生產(chǎn)中經(jīng)常擠壓幾條棒后出現(xiàn)粗線等質(zhì)量問題，（一般不采取）。
預留阻流塊
（4）A 面槽口收口偏小
槽口收口偏小通常會采用減短尖角工作帶0.5mm~1mm 的方法不調(diào)整在不起作用的前提下焊采用焊一塊3mm 高L 形阻流塊。同樣不少公司會在模具設計制作時預留阻流凸臺，但在實際生產(chǎn)中也往往會效果不明顯影響型材表面質(zhì)量。
（5）B、C面刮絲、表面紋粗
產(chǎn)生原因有幾個方面：
一：是在新?；貋碓嚹：细竦皰伖鈺r統(tǒng)一清除毛刺、披風、倒角；
二：是以后生產(chǎn)中每次拋光時檢查下工作帶有無缺口和完整性；
三：是每次拋光前下模焊合室工作接觸面和上模分流孔用橡膠磨頭打干凈（即擠壓時與鋁直接接觸的地方必順保持干凈）并對工作帶進行鏡面拋光，拋光時銼刀要端平，使至于工作面保持平行，銼刀運行軌跡可以左右平行或45度平銼（推薦45度平銼，在正向擠壓時可在一定程度上減輕型材表面的線紋）。
四：是注意拋光先后順序。拋光時所用的挫刀與紗布會與側(cè)面的工作帶相碰撞在側(cè)面留下劃傷的痕跡，這種情況一般在“T”字位上，加上“T”字位在擠壓時，本身就容易出現(xiàn)起骨而這種劃傷痕往往會加重起骨現(xiàn)象。
五：是模具設計時選用合理的工作帶長度。1因為工作帶長度是決定型材尺寸精度和表面質(zhì)量的基本參數(shù)。
工作帶過長，容易在其表面上黏結(jié)金屬，使制品在表面1上出現(xiàn)毛刺、麻面等缺陷；工作帶過短則強度不夠，不能穩(wěn)定的控制型材尺寸。一般情況下基本確定工作帶長度等于型材壁厚的2～3倍。然而從工作帶上截取任意一段都要滿足如下要求：面積/摩擦面積=定值，式中面積指所截下來的型材面積；摩擦面積指所截下來的這一段所包含工作帶部分的面積；定值指基本工作帶所用到的2～3倍的這個常值。
某司目前使用的模具工作帶長度一般在 2.3～5.85mm之間這是修改后比較成熟適用于生產(chǎn)的一個數(shù)據(jù)，相比早前使用3.3～7.4mm工作帶長度的 模具擠壓出型材表面要好，少有毛刺、麻面等質(zhì)量缺陷。
六：是不定期用金鋼銑刀對下模空刀位進行清理防止有粘鋁渣、堿渣灰等?？盏段灰彩翘柲苣＞吆苤匾囊粋€設計參數(shù)，目前我司使用的模具是改良后的空刀位保持在2.5～3mm之間。
（1）合理的進行氮化（氣體滲氮）：
模具生產(chǎn)是在高溫、高壓的環(huán)境中工作帶不斷與鋁棒產(chǎn)生摩擦從而使表面組織破損或脫落在工作帶上形成深淺不一的條紋影響型材的表面質(zhì)量，特別是對太陽能模具要進行限棒生產(chǎn)和控制氮化次數(shù)的要求。
2 氣體滲氮原理是把模具放在含氮的氣體介質(zhì)中加熱部分氨分解成活性氮原子和氫，分解反應如下：
2NH3=2[N]+3H2（吸熱反應）活性[N]原子一小部分被鋼吸收，大部分都相互結(jié)合成N2與H2一起排出爐外。目前我公司結(jié)合生產(chǎn)實際考慮采用的是“一段滲氮法”經(jīng)過滲氮處理的模具表面硬度高、變形小的淺層滲氮模式非常適合我司全部均勻化處理的鋁棒生產(chǎn)，經(jīng)濟效益高。在太陽能模具的生產(chǎn)中：第一次氮化后限棒40支，第二次氮化后限棒70支，第三次氮化后限棒80支。通常在正常氮化保養(yǎng)中考慮到太陽能模具上模橋位單薄一般可考慮采取差別氮化即  上模氮化次數(shù)少于下模或是采用上模橋位防滲處理，實踐證明在日常生產(chǎn)中我司報廢的太陽能模具很小是因裂橋報廢的。
（2）合理的進行煲模作業(yè)
所有卸模的模具必須空冷至100℃以下，才能進行堿洗煲模。這一點對于太陽能模具由為重要，在限棒生產(chǎn)中太陽能模具面臨頻繁的上機加溫生產(chǎn)的擠壓狀態(tài)、卸模冷卻煲模等惡劣環(huán)境容易造成材料的冷熱疲勞。3冷熱疲勞是熱作模具失效形式的重要一種占導致失效模具的60%～70%，主要是指模具表面反復經(jīng)受加熱和冷卻所產(chǎn)生的應力引起的疲勞。過早的造成材料失效模具報廢，另外很多廠家都會碰到模具2 3脫皮其中很重要的一個原因就是冷熱疲勞導致的失效。
1、太陽能模具要有足夠的空刀位≥2.5mm，從而保證空刀位不粘鋁。
2、表面氮化硬度達到HV≥1000。
3、模具工作帶加工必順采用慢走絲，工作帶不宜過長控制在3~8mm之間。電火花工序采用雕刻機加工空刀電極。
4、工作帶嚴禁有缺口，拋光一定要亮，一道要用1000細的金相砂紙，保證拋光后工作帶鏡面效應。
5、模具氮化間隔應低于普通型材的生產(chǎn)棒數(shù)。
總之，通過對模具進行這一系列維護和設計優(yōu)化使光伏太陽能鋁合金型材表面質(zhì)量問題得到有效解決。提高了某司的模具上機合格率、產(chǎn)品質(zhì)量、單套模具擠壓通過的產(chǎn)量從而節(jié)約了成本，提高了市場競爭力。當然解決這些問題肯定還有其它更好的方法，本文只是基于在自已從事的工作角度上和公司生產(chǎn)實踐出發(fā)，簡要概述對解決型材部分表面缺陷和太陽能模具在維護和保養(yǎng)上的見解。
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