CN111317220B

CN111317220B - 一种铝合金钮扣及其制备方法

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Publication number: CN111317220B
Application number: CN201911377431.9A
Authority: CN
Inventors: 陈国贵; 林高用; 钟叶清; 莫敏华
Original assignee: Zhejiang Weixing Industrial Development Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Weixing Industrial Development Co Ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2023-05-05
Anticipated expiration: 2039-12-27
Also published as: CN111317220A

Abstract

本发明提供了一种铝合金钮扣的制备方法，包括：采用5052‑H16或5182‑H26铝合金带材通过冲裁拉深多工位级进模冲压制备帽状钮面；采用5182‑H21或5083‑O铝合金带材通过整带料连续拉深级进模冲压制备阶梯式筒状钮面；采用5052‑H22、5182‑H24或5083‑H26铝合金带材通过有切口连续拉深级进模冲压制备钮底；采用5182‑H22或5083‑H32铝合金带材通过有切口的连续拉深模冲压制备钮钉；将钮面、钮底和钮钉经过阳极氧化、着色处理和组装得到铝合金钮扣。通过选择合适种类(即牌号)的铝合金，并确定该牌号合金的热处理状态，实现以铝合金带材替代黄铜带材制备钮扣，节约材料成本。

Description

一种铝合金钮扣及其制备方法

技术领域

本发明涉及有色金属材料制造及深加工技术领域，尤其是涉及一种铝合金钮扣及其制备方法。

背景技术

钮扣是人们生活中常见的五金产品。金属钮扣是一类较高档的五金产品，广泛应用于服装行业。金属钮扣通常由多个配件组合而成，故又被称为组合钮扣。金属钮扣种类纷繁复杂，结构千差万别，按照材料变形量的大小以及在组合钮扣中的位置可将金属钮扣分为钮面、钮底、钮钉三类。钮面位于组合钮扣的最外面，冲制时变形量通常比较小，要求带材具有较高的强度与硬度。此外也有极个别变形量很大的钮面。钮底位于组合扣的内层或底部，类型包括开窗底、弹弓杯、钮珠、直笛等，冲制变形量大，对带材的塑性和强度要求比较高。钮钉一般位于组合扣的内层，用来加固钮面，变形量最大，对带材的塑性和强度要求最高。

目前金属组合钮扣主要由黄铜和锌合金带材冲压加工而成，但由于我国铜资源储量低，自给率严重不足，国内黄铜带的价格一直保持在较高水平。另一方面金属钮扣主要以数量计价，黄铜密度大，相同质量的黄铜体积比铝、镁等轻合金小得多，因此单位质量黄铜带材生产的钮扣数量也较少，这进一步提高了金属钮扣的生产成本。研究表明，锌-铜-钛合金带材可替代黄铜带材冲压加工钮扣。锌合金价格比黄铜便宜，但仍具有比重大的缺点，且耐腐蚀和抗蠕变性能较差。相比之下，铝合金的密度仅为黄铜的1/3，不到锌合金的1/2，同时价格低廉，具有较高的强度与良好的塑性，以及优异的耐腐蚀性能。服装行业日新月异的发展，要求金属钮扣表面具有更多的色彩变化来满足人们的需求。在实际生产条件下，为了使钮扣得到更好的外观和物理性能，钮扣生产企业主要通过含氰化物的电镀工艺来实现钮扣表面的色彩装饰。然而随着社会环保意识的增强，有害的含氰化物的电镀技术已经开始被限制使用，并且电镀的颜色有限，难以满足钮扣外观的多样化色彩要求。

与之相比，铝合金制品可通过阳极氧化和电解着色法、化学着色法以及树脂粉末静电喷涂着色方法等进行着色，获得丰富艳丽的外观颜色，着色工艺比电镀也更为环保。然而，铝合金因冲压成形性能低于黄铜和锌合金，过去在钮扣行业并未获得应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种铝合金钮扣的制备方法，本发明提供的铝合金钮扣的制备方法，铝带成形性能好，不出现裂纹，表面质量好。

本发明提供了一种铝合金钮扣的制备方法，包括：

A)采用5052-H16或5182-H26铝合金带材通过冲裁拉深级进模冲压制备帽状钮面；

采用5182-H21或5083-O铝合金带材通过整带料连续拉深模冲压制备阶梯式筒状钮面；

采用5052-H22、5182-H24或5083-H26铝合金带材通过有切口的连续拉深模成形制备得到钮底；

采用5182-H22或5083-H32铝合金带材通过有切口的连续拉深模成形制备得到钮钉；

B)将钮面、钮底和钮钉经过阳极氧化、着色处理和组装得到铝合金纽扣。

优选的，所述铝合金带材的厚度为0.25～0.4mm。

优选的，所述帽状钮面的成形制备过程具体包括：通过多工位级进冲压模进行冲孔、1次拉深、落料；

所述拉深模具的凸凹模间隙为铝带厚度的0.95～0.98倍。

优选的，所述冲压速度为1000～3000mm/s、冲压力为20～30KN。

优选的，所述阶梯式筒状钮面的成形制备过程具体包括：通过整带料连续拉深模进行6道次连续拉深、落料；所述拉深模具的凸凹模间隙为铝带厚度的0.95～0.98倍。

优选的，所述钮底的成形制备过程具体包括：通过带切口连续拉深模进行7-9道次连续拉深、冲孔、落料；所述拉深模具的凸凹模间隙为铝带厚度的0.95～0.98倍。

优选的，所述钮钉的成形制备过程具体包括12道次连续拉深、落料，深模具的凸凹模间隙为铝带厚度的0.95～0.98倍。

本发明提供了一种铝合金纽扣，由上述技术方案任一项所述的制备方法制备得到。

本发明提供了一种服装，包括上述技术方案所述的铝合金钮扣。

与现有技术相比，本发明提供了一种铝合金钮扣的制备方法，包括：A)将5052-H16或5182-H26铝合金带材采用多工位级进冲压模成形制备得到变形量较小的钮面；将5182-H21或5083-O铝合金带材采用整带料连续拉深模成形制备得到变形量大的钮面；将5052-H22、5182-H24或5083-H26铝合金带材采用带切口的连续拉深模成形制备得到钮底；将5182-H22或5083-H32铝合金带材采用带切口的连续拉深模成形制备得到钮钉；B)将钮面、钮底和钮钉经过阳极氧化、着色处理和组装得到铝合金钮扣。本发明通过选择合适种类(即牌号)的铝合金，并确定该牌号合金的热处理状态，实现以铝合金带材替代黄铜带材制备钮扣，节约材料成本。本发明制备的服装用铝合金钮扣，可显著降低材料成本，同时减轻钮扣重量；并且采用基于黄铜钮扣加工工艺而改进的冲压工艺和模具，生产设备无需变动，加工工艺较为简单，产品质量非常稳定。尤其是铝合金钮扣不需要电镀，通过阳极氧化和着色处理即可获得各种颜色，具有显著的经济效益和社会、环保效益，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明实施例1采用厚度为0.3mm的5052-H16铝带制备的小变形钮面；

图2为本发明实施例1采用厚度为0.3mm的5182-H21铝带制备的大变形钮面；

图3为本发明实施例1采用不同铝带制备的钮底；其中(a)5182-H24制备的开窗底；(b)5052-H22制备的钮珠；(c)5083-H26制备的直笛；

图4为本发明实施例1采用厚度为0.4mm的5083-H32铝带制备的钮钉；

图5为本发明比较例1采用0.3mm厚5182-H19铝带制备的钮面(冲裂)；

图6为本发明比较例例1采用0.3mm厚5182-H24铝带通过整带料连续拉深模制备的钮底(冲裂)。

具体实施方式

本发明提供了一种铝合金纽扣及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明提供了一种铝合金钮扣的制备方法，包括：

B)将钮面、钮底和钮钉经过阳极氧化、着色处理和组装得到铝合金钮扣。

本发明首先选择5052-H22、5182-H22、5182-H24、5182-H21、5083-O、5083-H26、5052-H16或5182-H26铝合金带材作为原料。

本发明关于每种牌号铝合金的热处理状态，是按照已有加工手册确定的标准状态，实际上是规定了合金的性能：

O表示完全退火的软化状态，H表示加工硬化状态。Hxx状态的H后面第一位表示获得该状态的基本程序，第二位数据表示产品的加工硬化程度。

H后面第一位数字：

H1——单纯加工硬化状态，表示合金只经过加工硬化，不经过退火的状态。

H2——加工硬化及不完全退火的状态，表示合金经过加工后，强度超出成品规定要求而通过不完全退火降低合金强度，消除部分或全部加工硬化的状态。

H3——加工硬化及稳定化处理的状态，表示合金经过低温热处理或由于加工过程中的受热作用致使合金力学性能达到稳定状态。

H后面第二位数字：数字8表示硬状态，1～7表示处于完全退火的软化状态(O态)与Hx8状态之间的状态。

各种加工Hxx细分状态代号及对应的加工硬化程度、抗拉强度差值可在铝合金加工手册上查到，属于公众认知的内容，本发明在此不进行赘述，只要能满足本发明的热处理状态铝合金的现有技术的方法均可。

如，由于铝合金热处理工艺的多样化，达到某Hxx状态的热处理方法有很多，具体步骤也因方法而异。例如：5052的H16状态可以通过冷轧-中间退火-冷轧的方法得到，也仅通过热轧得到。又如5182的H25状态，可以通过短暂的预回复退火+不完全再结晶退火得到，也可仅通过再结晶退火得到。

所述铝合金带材的厚度为0.25～0.4mm。上述厚度只是一大致范围，本发明铝合金带材的厚度是根据钮扣产品的种类与加工要求确定的，如有的钮扣需要采用0.25mm厚的带材生产，有的需要采用0.4mm带材生产，还有的需要采用介于0.25～0.4mm之间厚的带材生产，因此生产不同类型的钮扣需要选择一定厚度的带材，确定厚度之后，再选择合适牌号的合金及其热处理状态。

本发明所述帽状钮面，仅通过冲裁、1次拉深加工得到的钮面，此类钮面的高度不超过3.46mm，如附图1所示。

本发明所述帽状钮面的成形过程具体包括：通过多工位级进冲压模进行冲孔、1次拉深、落料等工序。本发明对于上述具体的制备工序不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

所述拉深模具的凸凹模间隙为铝带厚度的0.95～0.98倍。具体可以为0.95、0.96、0.97或0.98倍，还可以是两个数值中的任一数值。

本发明冲压成形都是在室温下进行，所采用的冲压模具(冲裁、连续拉深)是现有的通用模具，只要满足上述工艺和制备的模具即可，本发明人在此不进行限定。其主要的设备控制参数：冲压速度为1000～3000mm/s、冲压力20～30KN，为本发明可以根据生产钮扣类型的不同将设备参数进行调整。

本发明将5182-H21或5083-O铝合金带材通过整带料连续拉深模冲压制备阶梯式筒状钮面。

本发明所述阶梯状的筒形钮面，需要通过多道次连续拉深工序制备，此类钮面的整体高度不少于6.0mm，如附图2所示。

本发明对于所述5182-H21或5083-O铝合金带材的来源同上不进行限定，本领域技术人员熟知的热处理方法制备即可。

按照本发明，所述铝合金带材的厚度为0.25～0.4mm。

所述阶梯状的筒形钮面的制备过程具体包括：通过整带料连续拉深模进行多道次连续拉深、落料；本发明对于上述具体的制备工序不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

本发明连续拉深都是在室温下进行，本专利所采用的拉深模具是现有的通用模具，只要满足上述工艺和制备的模具即可，本发明人在此不进行限定。其主要的设备控制参数：冲压速度为2000～3000mm/s、冲压力20～30KN。

本发明可以根据生产纽扣的类型的不同将设备参数进行调整。

本发明将5052-H22、5182-H24或5083-H26铝合金带材采用带切口的连续拉深模成形制备得到钮底。

本发明对于所述5052-H22、5182-H24或5083-H26铝合金带材来源同上不进行限定，本领域技术人员熟知的热处理方法制备即可。

按照本发明，所述铝合金带材的厚度为0.25～0.4mm。

所述钮底的制备过程具体包括：通过带切口连续拉深模进行多道次连续拉深、冲孔、落料、整形、冲孔、扩孔、局部成形、压印等工序，而且这些工序取决于钮底的种类，有的模具上是多道次拉深、整形、压印、落料，有的模具上是多道次拉深、冲孔、落料。

本发明对于上述具体的制备工序不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

本发明连续拉深都是在室温下进行，本专利所采用的拉伸模具是现有的通用模具，只要满足上述工艺和制备的模具即可，本发明人在此不进行限定。其冲压设备主要的控制参数：冲压速度为2000～3000mm/s、冲压力20～30KN。

将5182-H22或5083-H32铝合金带材通过有切口的连续拉深模成形制备得到钮钉。

本发明对于所述5182-H22或5083-H32铝合金带材来源同上不进行限定，本领域技术人员熟知的热处理方法制备即可。所述铝合金带材的厚度为0.25～0.4mm。所述钮钉的制备过程中拉深模具的凸凹模间隙为铝带厚度的0.95～0.98倍。具体可以为0.95、0.96、0.97或0.98倍，还可以是两个数值中的任一数值。

本发明连续拉深都是在室温下进行，本专利所采用的拉伸模具是现有的通用模具，只要满足上述工艺和制备的模具即可，本发明人在此不进行限定。其主要的设备控制参数：为冲压速度为2000～3000mm/s、冲压力20～30KN。

将上述制备的帽状钮面钮面和或阶梯式筒状钮面、钮底和钮钉经过阳极氧化、着色处理和组装得到铝合金纽扣。

本发明对于所述阳极氧化、着色处理和组装的具体步骤和操作参数不进行限定，本领域技术人员熟知的即可，可以将上述钮面、钮底和钮钉制备成满足需求的钮扣即可。

本发明提供了一种铝合金钮扣的制备方法，包括：A)采用5052-H16或5182-H26铝合金带材通过冲裁拉深级进模冲压制备帽状钮面；采用5182-H21或5083-O铝合金带材通过整带料连续拉深模冲压制备阶梯式筒状钮面；采用5052-H22、5182-H24或5083-H26铝合金带材通过有切口的连续拉深模成形制备得到钮底；采用5182-H22或5083-H32铝合金带材通过有切口的连续拉深模成形制备得到钮钉；。本发明通过选择合适种类(即牌号)的铝合金，并确定该牌号合金的热处理状态；实现以铝合金带材替代黄铜带材制备钮扣，节约材料成本。本发明制备的服装用铝合金钮扣，可显著降低材料成本，同时减轻钮扣重量；并且采用基于黄铜钮扣加工工艺而改进的冲压工艺和模具，生产设备无需变动，加工工艺较为简单，产品质量非常稳定。尤其是铝合金钮扣不需要电镀，通过阳极氧化和着色处理即可获得各种颜色，具有显著的经济效益和社会、环保效益，应用前景广阔。

本发明对于上述制备方法已经有了清楚的描述，在此不再赘述。

本发明对于所述服装不进行限定，满足应用上述铝合金纽扣即可。

采用本发明的方法制备的服装用铝合金钮扣，可显著降低材料成本，同时减轻钮扣重量；并且采用基于黄铜钮扣加工工艺而改进的冲压工艺和模具，生产设备无需变动，加工工艺较为简单，产品质量非常稳定。本发明制备的钮扣配件的冲压过程，冲压后不出现冲裂、褶皱等质量问题。尤其是铝合金钮扣不需要电镀，通过阳极氧化和着色处理即可获得各种颜色，具有显著的经济效益和社会、环保效益，应用前景广阔。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种铝合金钮扣及其制备方法进行详细描述。

实施例1

采用厚度为0.3mm的5052-H16铝合金带材，通过冲裁拉深级进模冲压进行冲孔、1次拉深、压印、落料等工序，制备帽状钮面，未出现冲裂现象，并且钮面质量良好，如1所示。冲压速度为1000～3000mm/s、冲压力为20～30KN；

采用厚度为0.3mm的5182-H21铝合金带材，通过整带料连续拉深模进行6道次连续拉深、落料等工序，制备阶梯式筒状钮面，拉深模凸凹模间隙为0.291mm。试制发现，未出现冲裂现象，钮面表面质量良好，如图2所示。冲压速度为1000～3000mm/s、冲压力为20～30KN；

分别采用厚度为0.3mm的5182-H24、厚度为0.26mm的5052-H22、厚度为0.4mm的5083-H26的铝合金带材，通过带切口连续拉深模进行9道次连续拉深、冲孔、压印、落料等工序生产钮底，拉深道次凸凹模间隙取铝带厚度的0.98倍。试制发现，这3种带材在加工过程中均未出现冲裂现象，表面质量好。试制的3种钮扣配件分别如图3(a)～(c)所示。冲压速度为1000～3000mm/s、冲压力为20～30KN；

采用厚度为0.4mm的5083-H32的铝合金带材，通过带有切口的连续拉深模进行12道次连续拉深，冲孔、压印、落料制备钮钉配件，拉深道次凸凹模间隙调整为0.396mm。冲压速度为1000～3000mm/s、冲压力为20～30KN；所加工的钮钉如图4所示，未出现裂纹，表面质量好。

对比例1

采用厚度为0.3mm的5182-H19状态的铝合金带材，通过采用多工位级进冲压模成形变形量较小的钮面。由于5182-H19铝带加工硬化程度过高，加工过程中钮面出现冲裂的现象，如图5所示。

采用厚度为0.3mm的5182-H24状态的铝合金带材，通过整带料连续拉深模制备开窗底配件，拉深道次凸凹模间隙为0.31mm。结果由于整带料连续拉深模的相邻工位间相互约束作用过大，不利于金属流动，且模具间隙较大，铝带变薄较为严重，在首道次拉深中便出现了明显的拉裂现象，如图6所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种铝合金钮扣的制备方法，其特征在于，包括：

A)采用5052-H16或5182-H26铝合金带材通过冲裁拉深级进模冲压制备帽状钮面；所述帽状钮面的成形制备过程具体包括：冲孔、1次拉深、落料；所述拉深模具的凸凹模间隙为铝带厚度的0.95～0.98倍；所述冲压速度为1000～3000mm/s、冲压力为20～30KN；

采用5182-H21或5083-O铝合金带材通过整带料连续拉深模冲压制备阶梯式筒状钮面；所述阶梯式筒状钮面的成形制备过程具体包括：6道次连续拉深、落料；所述拉深模具的凸凹模间隙为铝带厚度的0.95～0.98倍；

采用5052-H22、5182-H24或5083-H26铝合金带材通过有切口的连续拉深模成形制备得到钮底；所述钮底的成形制备过程具体包括7-9道次连续拉深、冲孔、落料；拉深模具的凸凹模间隙为铝带厚度的0.95～0.98倍；

采用5182-H22或5083-H32铝合金带材通过有切口的连续拉深模成形制备得到钮钉；所述钮钉的成形制备过程具体包括12道次连续拉深、落料；所述拉深模具的凸凹模间隙为铝带厚度的0.95～0.98倍；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金带材的厚度为0.25～0.4mm。

3.一种铝合金钮扣，其特征在于，由权利要求1～2任一项所述的制备方法制备得到。

4.一种服装，其特征在于，包括权利要求3所述的铝合金钮扣。