專利名稱：一種建筑裝飾用抗菌鋁合金的制作方法
技術領域：
本發明涉及抗菌鋁合金，尤其是一種建筑裝飾用抗菌鋁合金。
背景技術：
鋁合金由于輕質、美觀、不銹且易于成形，可以棒材、板板和箔材的形式制成各種建筑裝飾用型材，廣泛用于食品、廚衛、門窗等場合。近幾年，隨著全球多起細菌感染事件的發生，防菌、抗菌的衛生管理問題受到社會的極大關注，食品業、醫療衛生業乃至一般家庭對日用器具的衛生要求越來越高，對于抗菌制品的需求正在不斷增長。急需開發具有殺菌功能的鋁合金，以滿足并應用于建筑裝飾等行業的需要。申請號為201110174210.9專利公布了一種用于熱交換器冷卻扁管的抗菌鋁合金，含有0.01-0.02%Ag，其中每20000mm3鋁中才有I個銀原子，所以僅靠銀的殺菌作用是不足的，雖然還加入0.25-1.8%Zn，Zn也有一定的抗菌作用，但其抗菌性是否能達到99%以上值得商榷。該專利只用于熱交換器冷卻扁管因此其抗菌要求遠達不到食品和醫療行業的抗菌要求，也難以達到建筑裝飾行業的抗菌要求。在建筑裝飾用行業，常用的是6063合金，該合金不但塑性和成形性能良好，還具有一定強度，但該材料不具有抗菌性。所以繼續開發一種與6063合金力學性能相當且具有抗菌性的抗菌鋁合金是有意義的。
發明內容
針對上述問題，本發明提出了一種建筑裝飾用抗菌鋁合金，可以滿足建筑裝飾等行業制作產品的要求。本發明建筑裝飾用抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計，該鋁合金的化學成分如下:0.4-1.l%Mg、0.3-1.5%S1、0.1-3.0%Ag、0.1-0.3%Ζη、0.1-1.0%RE、0.01-0.2%T1、0.l-0.5%Cu、Mn〈0.5%、Fe〈0.5%，`其他雜質元素彡 0.2%，余量為 Al。本發明中含有0.4-1.l%Mg、0.3-1.5%Si，保證鋁合金有足夠的強度和硬度，而且具有良好的塑性和工藝性能。Mg和Si量應具有一定的比例，即質量分數Mg:Si=l.5-1.7，保證合金中形成彌散的強化相Mg2Si,從而使合金獲得足夠的強度和硬度。鎂含量高于上限，降低合金中Mg2Si數量，合金強度較低；Si含量高于上限，出現游離Si，降低合金的塑性。因此本發明選用含有 0.4-1.l%Mg、0.3-1.5%Si，優選 0.4-0.8%Mg、0.3-0.6%Si。本發明中含有0.1-3.0%Ag，抑制細菌的增殖并提高抗菌性能。眾所周知，鋁合金表面形成致密的氧化膜，鋁合金的抗菌性其實是鋁合金的表面氧化膜的抗菌性。Ag很穩定，在鋁合金表面形成的氧化膜，仍保持良好的殺菌性能。即使Ag在表面形成Ag2O時，仍具有良好的殺菌性能。Ag含量低于0.1%時，銀原子在鋁合金中的分布密度低，如背景技術中所述的抗菌鋁合金一樣，抗菌性較低難以達到抗菌的要求。但Ag是貴金屬，為了控制最終的成本不宜加入太多，兼顧最佳的抗菌效果和成本控制本發明確定Ag含量優選0.5%。本發明中含有0.1-0.3%Zn、0.1-0.5%Cu。Zn、Cu都有一定的殺菌作用，但含Zn、Cu量不宜太高，故控制上述范圍以免降低合金的力學性能和成形性能。
本發明中含有0.1-1.0%RE，這里的RE指以Ce為主要元素的混合稀土(以重量百分比計，鈰含量不低于50%)。稀土加入不但可以與Ag形成復合抗菌效果，減少銀的用量，也易形成Al3Ce相，提高鋁合金的強度。含RE量低于0.1%時，稀土主要起固溶強化的作用，不能與Ag形成復合抗菌的效果。但稀土元素含量過高，不但增加成本，也降低合金的塑性和成形性能。本發明稀土含量優選0.3-0.6%。本發明中含有0.01-0.2%Ti。Ti在鋁合金中形成Al3Ti相，合金細化鋁合金晶粒，提高鋁合金強度和塑性。Ti和RE —樣，還能改變雜質Fe和Fe與Si形成化合物相的形貌和大小，減輕其對合金塑性和成形性能的危害。因此本發明將Ti含量控制在0.01-0.2%。本發明中，Fe和Mn都降低鋁合金的力學性能和成形性能，屬于有害元素，所以應盡量降低其含量。由于添加RE和Ti，〈0.5%Fe、〈0.5%Mn可滿足成形要求。經過發明人的長期試驗確定，以重量百分比計，該建筑裝飾用抗菌鋁合金的化學成分的最佳含量為 0.6%Mg、l.0%S1、0.5%Ag、0.2%Ζη、0.5%RE、0.3%Cu、0.l%T1、Μη〈0.3%、Fe〈0.5%，其他雜質元素< 0.20%，余量為Al。綜上所述，本發明在適當范圍內把Ag、Zn、RE元素加入Al-Mg-Si合金中，在保證鋁合金適當的力學性能和成形基礎上，鋁合金產品的抗菌性能大于99%。這種鋁合金滿足了建筑裝飾等行業產品對其力學性能、成形性能和抗菌性能的要求，具有極大的經濟價值和社會價值。
具體實施例方式實施例1
以重量百分比計，將化學成分為:0.4%Mg、0.3%S1、0.l%Ag、0.1%Ζη、0.1%RE、0.l%Cu、0.01%T1、0.5%Mn、0.5%Fe的鋁合金在坩堝電阻爐內熔煉，然后進行澆注成金屬錠。鑄錠在540°C均勻化15h，然后在480°C熱擠壓成直徑20mm的鋁棒，再擠壓成厚0.5mm的槽型鋁材，得到產品。實施例2
以重量百分比計，將化學成分為:0.6%Mg、0.75%S1、l.5%Ag、0.15%Ζη、0.5%RE、0.25%Cu、0.l%T1、0.25%Mn、0.25%Fe，其他雜質元素彡0.20%，余量為Al的鋁合金在坩堝電阻爐內熔煉，然后進行澆注成金屬錠。鑄錠在545°C均勻化20h，然后在480°C熱擠壓成直徑40mm的鋁棒，再擠壓成厚0.8mm槽型鋁材，得到產品。實施例3
以重量百分比計，將化學成分為:0.6%Mg、l.0%S1、0.5%Ag、0.2%Ζη、0.5%RE、0.3%Cu、
0.l%T1、0.2%Mn、0.4%Fe的鋁合金在坩堝電阻爐內熔煉，然后進行澆注成金屬錠。鑄錠在530°C均勻化24h，然后在480°C熱擠壓成直徑IOOmm的鋁棒，再按要求擠壓成厚Imm的槽型鋁材，得到產品。實施例4
以重量百分比計，將化學成分為:1.l%Mg、l.5%S1、3.0%Ag、0.3%Ζη、1.0%RE、0.5%Cu、
0.2%T1、0.1%Μη、0.l%Fe，其他雜質元素彡0.20%，余量為Al的鋁合金在坩堝電阻爐內熔煉，然后進行澆注成金屬錠。鑄錠在525°C均勻化20h，然后在480°C熱鍛成厚IOmm的鋁板，冷軋成厚0.2mm的板材，得到產品。
比較例
將上述實施例1-4中所制得的鋁合金產品與6063鋁合金進行抗菌試驗和力學性能試驗。抗菌性試驗采用根據日本標準JIS Z 2801-2000進行，拉伸試驗根據GB/T228.1-2010測定，結果見表I。
表I
權利要求
1.一種建筑裝飾用抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計，該鋁合金的化學成分如下:0.4-1.l%Mg、0.3-1.5%S1、0.1-3.0%Ag、0.1-0.3%Ζη、0.1-1.0%RE、0.01-0.2%T1、0.l-0.5%Cu、Mn〈0.5%、Fe〈0.5%，其他雜質元素彡 0.2%，余量為 Al。
2.根據權利要求1所述的抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計，Mg含量為0.4-0.8%、Si 含量為 0.3-0.6%ο
3.根據權利要求1所述的抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計，RE含量為0.3_0.6%ο
4.根據權利要求1或2或3所述的抗菌鋁合金，其特征在于: 以重量百分比計，該鋁合金的化學成分如下:0.6%Mg、l.0%S1、0.5%Ag、0.2%Zn、0.5%RE、0.l%T1、0.3%Cu、Mn〈0.3%、Fe〈0.5%，其他雜質元素彡 0.2%，余量為 Al。
5.根據權利要求1或2所述的抗菌鋁合金，其特征在于:Mg與Si的重量比Mg:Si=l.5-1.7。
6.根據權利要求1或3所述的抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計，所述的RE為鈰含量不低于50%的混合稀 土。
全文摘要
本發明涉及一種建筑裝飾用抗菌鋁合金，以重量百分比計，該鋁合金的化學成分如下0.4-1.1%Mg、0.3-1.5%Si、0.1-3.0%Ag、0.1-0.3%Zn、0.1-1.0%RE、0.01-0.2%Ti、0.1-0.5%Cu、Mn<0.5%、Fe<0.5%，其他雜質元素≤0.2%，余量為Al。該抗菌鋁合金不僅有著優良的抗菌性能，抗菌性大于99.0%，而且保持鋁合金良好的力學性能和耐蝕的特點，滿足了建筑裝飾等行業產品制作要求和抗菌性要求。
文檔編號C22C21/08GK103194651SQ20131012608
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月12日 優先權日2013年1月31日
發明者趙忠魁, 高青, 孫清洲, 王獻忠 申請人:山東建筑大學