CN112296604A - 一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，包括以下步骤：先采用不同原料制取不同的合金块，然后加热铝锭和合金块，通过精炼、扒渣，得到铝合金锭；再经过挤压、矫直、淬火和时效处理，抛光，阳极氧化和抗菌耐磨粉末涂料喷涂，得到高强度、抗腐蚀、耐磨的冲锋舟用铝合金。所述的抗菌耐磨粉末涂料，由以下重量百分比的成分组成：环氧树脂45%、TGIC固化剂5%、苄索氯铵5%、流平剂1%、硅微粉18%、海泡石粉15%、壳聚糖2%和高岭土余量。将抗菌剂苄索氯铵和壳聚糖共同使用，具有协同效果，抗菌效果更佳。

Description

一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法
技术领域
本发明涉及铝型材技术领域，尤其涉及一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法。
背景技术
现有的充气式冲锋舟的船体全部采用PVC制作而成，尤其是船舷部分，采用PVC粘接成圆柱形长条腔体，然后进行充气，达到一定的充气压力，就可以在水中航行，这种充气式冲锋舟由于采用PVC材料，在水中航行时阻力较大，速度不会太快，尤其是高速行驶时的阻力更大，能耗较高，同时载重小、行驶的稳定性差，整体船体的刚性差，强度低；
现有的铝合金冲锋舟，尽管船体的强度高，行驶速度快，但稳定性差，载重也有待提高，尤其是其在特殊场合使用时，其抗菌、耐磨性能较差，为了拓展冲锋舟的使用领域，延长其使用寿命，有必要研究一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，包括以下步骤：
A称取硅、锰、锌、铁、镁原料，按比例混合，熔化，制得硅合金块；称取锆、镍、钛原料，按比例混合，熔化，制取锆合金块；
B将铝锭加热至750-780℃熔化，保温10-15min，加入制得的硅合金块、锑合金块，充分混合后，再加入其它合金配料成分，充分混合，通入精炼剂进行精炼、扒渣；再对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，得到铝合金锭；
C模具加温到500-520℃，将铝合金锭送入挤压模具，将挤压出的型材工件冷却至常温后进行矫直处理；
D对铝合金型材进行淬火，淬火温度 460-500℃，强风配合水雾淬火冷却；
E对铝合金型材进行时效处理，时效温度为 165-185℃，保温时间为 6-8h；
F采用磷酸对铝合金表面进行化学抛光，然后采用硫酸和铝离子进行阳极氧化；
G采用抗菌耐磨粉末涂料对铝合金表面进行喷涂、烘烤，即可。
优选的，所述的步骤B中，所述的铝合金锭，由以下重量百分比的成分组成：Si3.2-3.8%、Mn 0.35-0.45%、Zn 1.2-1.5%、Fe 0.95-1.35%、Mg 1.8-2.5%、Zr 0.45-0.55%、Ni0.6-1.0%、Ti 1.3-1.8%、精炼剂1.2-2%、余量为Al。
优选的，所述的步骤C中，所述的挤压过程中，挤压速度20-25m/min, 挤压压力250-280 kg/N。
优选的，所述的步骤G中，所述的抗菌耐磨粉末涂料，由以下重量百分比的成分组成：环氧树脂 35-45%、TGIC固化剂 5-8%、苄索氯铵 5-8%、流平剂 1-3%、硅微粉 18-25%、海泡石粉 8-15%、壳聚糖 2-3%和高岭土 余量。
所述的壳聚糖的脱乙酰度为85-90%。
本发明的有益之处在于：本发明的高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，包括以下步骤：先采用不同原料制取不同的合金块，然后加热铝锭和合金块，通过精炼、扒渣，得到铝合金锭；再经过挤压、矫直、淬火和时效处理，抛光，阳极氧化和粉末涂料喷涂，得到高强度、抗腐蚀、耐磨的冲锋舟用铝合金。将抗菌剂苄索氯铵和壳聚糖共同使用，具有协同效果，抗菌效果更佳。
具体实施方式
实施例1
一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，包括以下步骤：
A称取硅、锰、锌、铁、镁原料，按比例混合，熔化，制得硅合金块；称取锆、镍、钛原料，按比例混合，熔化，制取锆合金块；
B将铝锭加热至765℃熔化，保温12min，加入制得的硅合金块、锑合金块，充分混合后，再加入其它合金配料成分，充分混合，通入精炼剂进行精炼、扒渣；再对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，得到铝合金锭；
C模具加温到505℃，将铝合金锭送入挤压模具，将挤压出的型材工件冷却至常温后进行矫直处理；
D对铝合金型材进行淬火，淬火温度470℃，强风配合水雾淬火冷却；
E对铝合金型材进行时效处理，时效温度为 170℃，保温时间为 6.5h；
F采用磷酸对铝合金表面进行化学抛光，然后采用硫酸和铝离子进行阳极氧化；
G采用抗菌耐磨粉末涂料对铝合金表面进行喷涂、烘烤，即可。
所述的步骤B中，所述的铝合金锭，由以下重量百分比的成分组成：Si 3.5%、Mn0.42%、Zn 1.25%、Fe 1.12%、Mg 1.95%、Zr 0.48%、Ni 0.82%、Ti 1.55%、精炼剂1.72%、余量为Al。
所述的步骤C中，所述的挤压过程中，挤压速度22m/min, 挤压压力270kg/N。
所述的步骤G中，所述的抗菌耐磨粉末涂料，由以下重量百分比的成分组成：环氧树脂 42%、TGIC固化剂 7%、苄索氯铵 7%、流平剂 2.2%、硅微粉 20%、海泡石粉 12%、壳聚糖2.5%和高岭土 余量。
所述的壳聚糖的脱乙酰度为88%。
实施例2
一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，包括以下步骤：
A称取硅、锰、锌、铁、镁原料，按比例混合，熔化，制得硅合金块；称取锆、镍、钛原料，按比例混合，熔化，制取锆合金块；
B将铝锭加热至780℃熔化，保温10min，加入制得的硅合金块、锑合金块，充分混合后，再加入其它合金配料成分，充分混合，通入精炼剂进行精炼、扒渣；再对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，得到铝合金锭；
C模具加温到520℃，将铝合金锭送入挤压模具，将挤压出的型材工件冷却至常温后进行矫直处理；
D对铝合金型材进行淬火，淬火温度 460℃，强风配合水雾淬火冷却；
E对铝合金型材进行时效处理，时效温度为 185℃，保温时间为 6h；
F采用磷酸对铝合金表面进行化学抛光，然后采用硫酸和铝离子进行阳极氧化；
G采用抗菌耐磨粉末涂料对铝合金表面进行喷涂、烘烤，即可。
所述的步骤B中，所述的铝合金锭，由以下重量百分比的成分组成：Si 3.8%、Mn0.35%、Zn 1.5%、Fe 0.95%、Mg 2.5%、Zr 0.45%、Ni 1.0%、Ti 1.3%、精炼剂2%、余量为Al。
所述的步骤C中，所述的挤压过程中，挤压速度20m/min, 挤压压力280kg/N。
所述的步骤G中，所述的抗菌耐磨粉末涂料，由以下重量百分比的成分组成：环氧树脂 35%、TGIC固化剂 8%、苄索氯铵 8%、流平剂 3%、硅微粉 25%、海泡石粉 8%、壳聚糖 3%和高岭土 余量。
所述的壳聚糖的脱乙酰度为85%。
实施例3
一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，包括以下步骤：
A称取硅、锰、锌、铁、镁原料，按比例混合，熔化，制得硅合金块；称取锆、镍、钛原料，按比例混合，熔化，制取锆合金块；
B将铝锭加热至750℃熔化，保温15min，加入制得的硅合金块、锑合金块，充分混合后，再加入其它合金配料成分，充分混合，通入精炼剂进行精炼、扒渣；再对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，得到铝合金锭；
C模具加温到500℃，将铝合金锭送入挤压模具，将挤压出的型材工件冷却至常温后进行矫直处理；
D对铝合金型材进行淬火，淬火温度 500℃，强风配合水雾淬火冷却；
E对铝合金型材进行时效处理，时效温度为 165℃，保温时间为 8h；
F采用磷酸对铝合金表面进行化学抛光，然后采用硫酸和铝离子进行阳极氧化；
G采用抗菌耐磨粉末涂料对铝合金表面进行喷涂、烘烤，即可。
所述的步骤B中，所述的铝合金锭，由以下重量百分比的成分组成：Si 3.2%、Mn0.45%、Zn 1.2%、Fe 1.35%、Mg 1.8%、Zr 0.55%、Ni 0.6%、Ti 1.8%、精炼剂1.2%、余量为Al。
所述的步骤C中，所述的挤压过程中，挤压速度25m/min, 挤压压力250kg/N。
所述的步骤G中，所述的抗菌耐磨粉末涂料，由以下重量百分比的成分组成：环氧树脂 45%、TGIC固化剂 5%、苄索氯铵 5%、流平剂 1%、硅微粉 18%、海泡石粉 15%、壳聚糖2%和高岭土 余量。
所述的壳聚糖的脱乙酰度为90%。
对比例1
将实施例1中的苄索氯铵去除，其余配比和制备方法不变。
对比例2
将实施例1中的壳聚糖去除，其余配比和制备方法不变。
对比例3
将实施例1中的苄索氯铵和壳聚糖同时去除，其余配比和制备方法不变。
以下对实施例1-3的高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材进行物性测试，得到如下检测结果，具体结果见表1。
表1：实施例1-3的高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材物性测试结果；
抗拉强度Mpa 屈服强度Mpa 硬度HV
实施例1 728 615 212.5
实施例2 720 610 209.3
实施例3 722 611 210.1
由以上测试数据可以知道，本发明的冲锋舟用铝型材具备高强度和耐磨特性。
将实施例1中的苄索氯铵和壳聚糖同时去除，其余配比和制备方法不变。
以下对实施例1-3和对比例1-3的高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材进行抑菌性能测试，得到如下检测结果，具体结果见表2。
按照下述公式计算铝合金对常见细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌)作用后的抑菌率：
抑菌率(%)＝[(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。
抑菌试验按照“JIS Z 2801-2000《抗菌加工制品－抗菌性试验方法和抗菌效果》等标准规定，具体为：分别取试验用菌液0.3mL滴加到对照样品(纯钛)、抗菌铝型材样品上用灭菌镊子将覆盖膜分别覆在各个样品上，使菌液均匀接触样品，置于灭菌平皿中，放在恒温培养箱中37℃、对湿度90%以上条件下培养24h。取出已培养24h的样品，分别加入15mL洗脱液，反复清洗样品及覆盖膜，充分摇匀后，分别取0.1mL滴加到板营养琼脂培养基，每个样品做三个平行样，并用灭菌三角耙涂匀，置于37℃恒温箱中培养48h后按照GB/T 4789.2的方法进行活菌计数。
表2：实施例1-3和对比例1-3的铝型材抗菌性能测试结果；
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由以上测试数据可以知道，本发明的高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材具有非常好的抑菌效果；而且本发明中的抗菌耐磨粉末涂料中的苄索氯铵和壳聚糖具有协同效果。
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 (5)

1.一种高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A称取硅、锰、锌、铁、镁原料，按比例混合，熔化，制得硅合金块；称取锆、镍、钛原料，按比例混合，熔化，制取锆合金块；
B将铝锭加热至750-780℃熔化，保温10-15min，加入制得的硅合金块、锑合金块，充分混合后，再加入其它合金配料成分，充分混合，通入精炼剂进行精炼、扒渣；再对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，得到铝合金锭；
C模具加温到500-520℃，将铝合金锭送入挤压模具，将挤压出的型材工件冷却至常温后进行矫直处理；
D对铝合金型材进行淬火，淬火温度 460-500℃，强风配合水雾淬火冷却；
E对铝合金型材进行时效处理，时效温度为 165-185℃，保温时间为 6-8h；
F采用磷酸对铝合金表面进行化学抛光，然后采用硫酸和铝离子进行阳极氧化；
G采用抗菌耐磨粉末涂料对铝合金表面进行喷涂、烘烤，即可。
2.如权利要求1所述的高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，其特征在于，所述的步骤B中，所述的铝合金锭，由以下重量百分比的成分组成：Si 3.2-3.8%、Mn 0.35-0.45%、Zn 1.2-1.5%、Fe 0.95-1.35%、Mg 1.8-2.5%、Zr 0.45-0.55%、Ni 0.6-1.0%、Ti 1.3-1.8%、精炼剂1.2-2%、余量为Al。
3.如权利要求1所述的高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，其特征在于，所述的步骤C中，所述的挤压过程中，挤压速度20-25m/min, 挤压压力250-280 kg/N。
4.如权利要求1所述的高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，其特征在于，所述的步骤G中，所述的抗菌耐磨粉末涂料，由以下重量百分比的成分组成：环氧树脂 35-45%、TGIC固化剂 5-8%、苄索氯铵 5-8%、流平剂 1-3%、硅微粉 18-25%、海泡石粉 8-15%、壳聚糖2-3%和高岭土 余量。
5.如权利要求4所述的高强度抗菌耐磨冲锋舟用铝型材的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖的脱乙酰度为85-90%。
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