CN110819854B - 一种空气净化器用抗菌铝型材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气净化器用抗菌铝型材，包括以下重量百分比的成分：Mg 0.52‑0.56％，Si 0.4‑0.45％，Cu 0.6‑0.64％，Ag 0.3‑0.35％，Li 0.18‑0.24％，Ce 0.15‑0.2％，Zn 0.12‑0.16％，Mn 0.1‑0.15％，Cr 0.06‑0.1％，余量为Al。本发明的空气净化器用抗菌铝型材兼具优良的机械性能和抗菌性能，在保证型材强韧性的前提下，有助于提高空气净化效果，广泛适用于家庭、商业、工业等各个领域。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金材料技术领域，尤其涉及一种空气净化器用抗菌铝型材。
背景技术
空气净化器是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物，有效提高空气清洁度的产品，能够向用户提供清洁和安全的空气，广泛应用于家庭、商业、工业等各个领域。随着技术的进步，对空气净化器的性能要求也逐步提升。铝型材作为空气净化器的主要生产原料，虽然具有很多优良的性能，但是对其抗菌性能的研究不足。目前，虽然有一些具有抗菌性能的铝合金产品，但是如何开发兼具优良抗菌效果和强韧性的空气净化器用铝型材，仍然是当下有待解决的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种空气净化器用抗菌铝型材，兼具优良的机械性能和抗菌性能，广泛适用于家庭、商业、工业等各个领域。
本发明提出的一种空气净化器用抗菌铝型材，包括以下重量百分比的成分：
Mg 0.52-0.56％，Si 0.4-0.45％，Cu 0.6-0.64％，Ag 1-1.5％，Li 0.18-0.24％，Ce 0.15-0.2％，Zn 0.12-0.16％,Mn 0.1-0.15％，Cr 0.06-0.1％,余量为Al。
优选地，所述空气净化器用抗菌铝型材包括以下重量百分比的成分：
Mg 0.54％，Si 0.42％，Cu 0.62％，Ag 1.2％，Li 0.2％，Ce 0.18％，Zn 0.15％,Mn 0.12％，Cr 0.08％,余量为Al。
优选地，所述空气净化器用抗菌铝型材的制备方法如下：
S1、按成分配料、熔铸形成铸锭，然后进行均匀化退火处理；
S2、将步骤S1处理后的铸锭通过挤压模具进行挤压成型，得到型材坯体；
S3、将步骤S2处理后的型材坯体经过固溶和人工时效处理，即得。
优选地，所述步骤S1中，均匀化退火处理的具体步骤为：在540-560℃保温8-12h后，先空冷至350-400℃，然后水冷至室温。
优选地，所述步骤S2的挤压成型过程中，挤压温度为475-490℃。
优选地，所述步骤S3中，固溶处理的具体条件如下：在466-472℃保温1.5-2h，然后水冷至室温。
优选地，所述步骤S3中，人工时效处理的具体步骤如下：先在105-110℃保温处理20-30h，再以10-15℃/h的速度升温至120-130℃，继续保温处理10-15h，水冷至室温。
本发明的有益效果如下：
本发明的原料中，以Ag元素为抗菌主要元素，Zn、Cu起辅助作用，从而达到优良的抗菌效果，其中Ag含量过低，抗菌效果较差，Ag含量过高，将会抑制合金中Ω相的形成，对合金的力学性能产生不良影响；Mg、Cu、Zn、Li在基材中能形成AlMg、AlCu、AlLi、MgZn、CuZn等多相，这些相弥散分布于基体中，对位错起“钉扎”作用，能阻止晶界的移动和晶粒的长大，从而细化晶粒，还能对材料起到强化作用；Cu、Li配合，还能在基材中形成细小的针状Al2CuLi强化相，提高合金的强度、塑性和断裂韧性，但是，Al2CuLi针状相容易沿长度方向很快长大发生粗化，不利于保持合金的强度，通过Ce的添加可以使Al2CuLi针状相向球状相转变，从而达到更好的均匀化、细化和强化的效果；Cr、Mn配合，在基材中形成(CrMn)Al12中间化合物，抑制结晶的形核和长大过程，提高材料的强度和韧性。在制备方法中，通过选择合适的固溶温度以及固溶时间，既能使合金中析出大量弥散的Ω相，提高固溶强化效果，又避免温度过高导致的晶粒变大，从而达到最优的合金强化效果；通过105-110℃、20-30h以及120-130℃、10-15h的双级人工时效，促进晶内Ω相的析出，同时使晶界析出相球化且间距变大，有利于合金的强化。本发明通过在原料中添加足量的Ag，并与Cu、Zn配合，赋予铝型材优良的抗菌性能，同时利用Mg、Cu、Zn、Li、Ce、Cr、Mn之间的配合作用以及合适的工艺条件选择，有效提高合金的力学性能，弥补Ag过量添加造成的强度、韧性下降，使得到的铝型材兼具优良的机械性能和抗菌性能，在保证型材强韧性的前提下，有助于提高空气净化效果，广泛适用于家庭、商业、工业等各个领域。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种空气净化器用抗菌铝型材，包括以下重量百分比的成分：
Mg 0.52％，Si 0.4，Cu 0.6％，Ag 1％，Li 0.18％，Ce 0.15％，Zn 0.12％,Mn0.1％，Cr 0.06％,余量为Al。
其制备方法如下：
S1、按成分配料、熔铸形成铸锭，在540℃保温8h，然后先空冷至350℃，然后水冷至室温；
S2、将步骤S1处理后的铸锭通过挤压模具在475℃的挤压温度下进行挤压成型，得到型材坯体；
S3、将步骤S2处理后的型材坯体先在466℃，保温1.5h，然后水冷至室温，接着再在105℃保温处理20h，然后以10℃/h的速度升温至120℃，继续保温处理10h，水冷至室温，即得。
实施例2
一种空气净化器用抗菌铝型材，包括以下重量百分比的成分：
Mg 0.54％，Si 0.42％，Cu 0.62％，Ag 1.2％，Li 0.2％，Ce 0.18％，Zn 0.15％,Mn 0.12％，Cr 0.08％,余量为Al。
其制备方法如下：
S1、按成分配料、熔铸形成铸锭，在550℃保温10h，然后先空冷至380℃，然后水冷至室温；
S2、将步骤S1处理后的铸锭通过挤压模具在485℃的挤压温度下进行挤压成型，得到型材坯体；
S3、将步骤S2处理后的型材坯体先在468℃，保温1.5h，然后水冷至室温，接着再在108℃保温处理24h，然后以15℃/h的速度升温至123℃，继续保温处理12h，水冷至室温，即得
实施例3
一种空气净化器用抗菌铝型材，包括以下重量百分比的成分：
Mg 0.56％，Si 0.45％，Cu 0.64％，Ag 1.5％，Li 0.24％，Ce 0.2％，Zn 0.16％,Mn 0.15％，Cr 0.1％,余量为Al。
其制备方法如下：
S1、按成分配料、熔铸形成铸锭，在560℃保温12h，然后先空冷至400℃，然后水冷至室温；
S2、将步骤S1处理后的铸锭通过挤压模具在490℃的挤压温度下进行挤压成型，得到型材坯体；
S3、将步骤S2处理后的型材坯体先在472℃，保温2h，然后水冷至室温，接着再在110℃保温处理30h，然后以15℃/h的速度升温至130℃，继续保温处理15h，水冷至室温，即得。
实施例4
一种空气净化器用抗菌铝型材，包括以下重量百分比的成分：
Mg 0.52％，Si 0.4，Cu 0.6％，Ag 1％，Li 0.18％，Ce 0.15％，Zn 0.12％,Mn0.1％，Cr 0.06％,余量为Al。
其制备方法如下：
S1、按成分配料、熔铸形成铸锭，在540℃保温8h，然后先空冷至350℃，然后水冷至室温；
S2、将步骤S1处理后的铸锭通过挤压模具在475℃的挤压温度下进行挤压成型，得到型材坯体；
S3、将步骤S2处理后的型材坯体先在466℃，保温1.5h，然后水冷至室温，接着再在120℃保温处理10h，水冷至室温，即得。
对比例1铝型材，包括以下重量百分比的成分：
Mg 0.52％，Si 0.4，Cu 0.6％，Ag 1％，Zn 0.12％,Mn 0.1％，Cr 0.06％,余量为Al。
其制备方法如下：
S1、按成分配料、熔铸形成铸锭，在540℃保温8h，然后先空冷至350℃，然后水冷至室温；
S2、将步骤S1处理后的铸锭通过挤压模具在475℃的挤压温度下进行挤压成型，得到型材坯体；
S3、将步骤S2处理后的型材坯体先在466℃，保温1.5h，然后水冷至室温，接着再在105℃保温处理20h，然后以10℃/h的速度升温至120℃，继续保温处理10h，水冷至室温，即得。
对实施例1-4以及对比例1制得的铝型材进行抗菌效果测试并计算杀菌率，测试方法按照JIS Z 2801-2000《抗菌加工制品－抗菌性试验方法和抗菌效果》。待试菌株为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。杀菌率(％)＝[(对照样品活菌数-抗菌铝型材活菌数)/对照样品活菌数]×100％，式中，对照样品活菌数是对照样品纯钛上进行细菌培养后的活菌数，抗菌铝型材活菌数是指抗菌铝型材上进行细菌培养后的活菌数。测试结果如表1所示：
表1杀菌试验结果
对实施例1-3以及对比例1-2制得的铝型材进行力学性能测试，测试标准按照GB228-2010，测试结果如表2所示：
表2铝型材力学性能
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例2 | |
| 抗拉强度(MPa) | 285 | 281 | 274 | 262 | 237 |
| 延伸率(％) | 14 | 15 | 15 | 14 | 10 |
根据试验结果可知，对比例1不含Li、Ce元素，相对于实施例1来说合金强化能力和抗菌能力均受到大幅度的削弱，综合性能不高。本发明得到的铝型材既具有高强韧性，满足对空气净化器铝型材机械性能的要求，又能保证优良的抗菌效果，相对来说具有最好的综合使用性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种空气净化器用抗菌铝型材，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：
Mg 0.52-0.56%，Si 0.4-0.45%，Cu 0.6-0.64%，Ag 1-1.5%，Li 0.18-0.24%，Ce 0.15-0.2%，Zn 0.12-0.16%,Mn 0.1-0.15%，Cr 0.06-0.1%,余量为Al；
制备方法如下：
S1、按成分配料、熔铸形成铸锭，然后进行均匀化退火处理；
S2、将步骤S1处理后的铸锭通过挤压模具进行挤压成型，得到型材坯体；
S3、将步骤S2处理后的型材坯体经过固溶和人工时效处理，即得；
所述步骤S3中，固溶处理的具体步骤为：在466-472℃保温1.5-2h，然后水冷至室温；
所述步骤S3中，人工时效处理的具体步骤如下：先在105-110℃保温处理20-30h，再以10-15℃/h的速度升温至120-130℃，继续保温处理10-15h，水冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种空气净化器用抗菌铝型材，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：
Mg 0.54%，Si 0.42%，Cu 0.62%，Ag 1.2%，Li 0.2%，Ce 0.18%，Zn 0.15%,Mn 0.12%，Cr0.08%,余量为Al。
3.根据权利要求1或2所述的空气净化器用抗菌铝型材，其特征在于，所述步骤S1中，均匀化退火处理的具体步骤为：在540-560℃保温8-12h后，先空冷至350-400℃，然后水冷至室温。
4.根据权利要求1或2所述的空气净化器用抗菌铝型材，其特征在于，所述步骤S2的挤压成型过程中，挤压温度为475-490℃。
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