本發(fā)明屬于鋁合金制品領(lǐng)域，尤其涉及一種抗菌性鋁合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

鋁合金是以鋁為基體元素，然后加入一種或多種合金元素組成的合金，鋁合金的密度低，但強度比較高，而且具有優(yōu)良的導電性、導熱性和抗蝕性等，使得鋁合金材料在各行業(yè)中得到了較為廣泛的應用。

隨著對鋁合金材料研究的深入，現(xiàn)有鋁合金材料種類較多，各種鋁合金材料的性能也存在較大差異，對于現(xiàn)有鋁合金材料的抗菌性能這方面，表現(xiàn)尤為突出，在使用的過程中容易滋生細菌。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種抗菌性鋁合金材料及其制備方法，抗菌性能高。

本發(fā)明提供了一種抗菌性鋁合金材料，按重量百分比計由以下組分組成：

優(yōu)選地，所述釤、所述鐿、所述釓、所述銀的質(zhì)量比為(1.5～2)：(1～1.2)：(2.5～3)：(2～3)。

優(yōu)選地，所述鋯與所述鉬的質(zhì)量比為(1.6～2.5):1。

優(yōu)選地，所述鈷、所述鈧的質(zhì)量比為(2.1～3.2):1。

優(yōu)選地，所述不可避免的雜質(zhì)為硫化物、碳化物、磷化物、氧化物的任意一種或多種混合。

本發(fā)明還提供了上述一種抗菌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：

把純銅、錳、鈷、鎂、鎳、鈦、鋯、鉬、鈧、硅放到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為800～900℃，完全融化后，再升溫至900～950℃加入釤、鐿、釓、銀，保溫20～30min，得到鋁合金溶體；

將鋁合金溶體保溫并壓鑄，獲得鋁合金制品。

本發(fā)明提供了一種抗菌性鋁合金材料及其制備方法，該抗菌性鋁合金材料按重量百分比計由以下組分組成，2.3～3.4％的銅、0.5～1.2％的錳、0.3～0.5％的鈷、0.5～1.1％的鎂、0.13～0.25％的釤、0.08～0.14％鐿、0.22～0.34％的釓、0.15～0.36％的銀、0.12～0.32％的鎳、0.5～0.9％的鈦、0.28～0.50％的鋯、0.15～0.27％的鉬、0.08～0.2％的鈧、1.2～2.6％的硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)。本發(fā)明中通過在鋁合金材料中加入釤、鐿、釓、銀，提高了鋁合金材料的提高鋁合金材料的抗菌性能，抑制細菌滋生；通過在鋁合金材料中加入鋯、鉬提高了鋁合金材料的強度和可塑性，且在鋁合金材料中加入鈷、鈧能夠有效克服鑄造裂紋，改善鋁合金的質(zhì)量，提高鋁合金制品的成本率。實驗結(jié)果表面，鋁合金制品的抗菌率在99.999％以上，硬度在88hra以上，強度在552mpa以上，延展率在8.1％以上，探傷合格率在99％以上。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種抗菌性鋁合金材料，按重量百分比計由以下組分組成：

上述技術(shù)方案中，通過在鋁合金材料中加入釤、鐿、釓、銀，提高了鋁合金材料的提高鋁合金材料的抗菌性能，抑制細菌滋生；通過在鋁合金材料中加入鋯、鉬提高了鋁合金材料的強度和可塑性，且在鋁合金材料中加入鈷、鈧能夠有效克服鑄造裂紋，改善鋁合金的質(zhì)量，提高鋁合金制品的成本率。實驗結(jié)果表面，鋁合金制品的抗菌率在99.999％以上，硬度在88hra以上，強度在552mpa以上，延展率在8.1％以上，探傷合格率在99％以上。

銅用以增強鋁合金材料的強度和塑性。在本發(fā)明中，銅的質(zhì)量分數(shù)為2.3～3.4％；在本發(fā)明的實施例中，銅的質(zhì)量分數(shù)為2.6～3.2％；在其他實施例中，銅的質(zhì)量分數(shù)為2.8～3.0％。

錳用以增強鋁合金材料的抗蝕性。在本發(fā)明中，錳的質(zhì)量分數(shù)為0.5～1.2％；在本發(fā)明的實施例中，錳的質(zhì)量分數(shù)為0.7～1.0％；在其他實施例中，錳的質(zhì)量分數(shù)為0.8～0.9％。

在本發(fā)明中，鈷的質(zhì)量分數(shù)為0.3～0.5％；在本發(fā)明的實施例中，鈷的質(zhì)量分數(shù)為0.34～0.46％；在其他實施例中，鈷的質(zhì)量分數(shù)為0.38～0.42％。

鎂用以增強鋁合金的硬度。在本發(fā)明中，鎂的質(zhì)量分數(shù)為0.5～1.1％；在本發(fā)明的實施例中，鎂的質(zhì)量分數(shù)為0.7～0.9％；在其他實施例中，鎂的質(zhì)量分數(shù)為0.75～0.85％。

在本發(fā)明中，釤的質(zhì)量分數(shù)為0.13～0.25％；在本發(fā)明的實施例中，釤的質(zhì)量分數(shù)為0.15～0.22％；在其他實施例中，釤的質(zhì)量分數(shù)為0.17～0.2％。

在本發(fā)明中，鐿的質(zhì)量分數(shù)為0.08～0.14％；在本發(fā)明的實施例中，鐿的質(zhì)量分數(shù)為0.09～0.13％；在其他實施例中，鐿的質(zhì)量分數(shù)為0.1～0.12％。

在本發(fā)明中，釓的質(zhì)量分數(shù)為0.22～0.34％；在本發(fā)明的實施例中，釓的質(zhì)量分數(shù)為0.24～0.32％；在其他實施例中，釓的質(zhì)量分數(shù)為0.27～0.29％。

在本發(fā)明中，銀的質(zhì)量分數(shù)為0.15～0.36％；在本發(fā)明的實施例中，銀的質(zhì)量分數(shù)為0.19～0.32％；在其他實施例中，銀的質(zhì)量分數(shù)為0.23～0.28％。

鎳用以增強鋁合金的強度，改善鋁合金的韌性。在本發(fā)明中，鎳的質(zhì)量分數(shù)為0.12～0.32％；在本發(fā)明的實施例中，鎳的質(zhì)量分數(shù)為0.16～0.28％；在其他實施例中，鎳的質(zhì)量分數(shù)為0.19～0.25％。

鈦用以增強鋁合金材料的抗蝕性。在本發(fā)明中，鈦的質(zhì)量分數(shù)為0.5～0.9％；在本發(fā)明的實施例中，鈦的質(zhì)量分數(shù)為0.6～0.8％；在其他實施例中，鈦的質(zhì)量分數(shù)為0.65～0.75％。

在本發(fā)明中，鋯的質(zhì)量分數(shù)為0.28～0.5％；在本發(fā)明的實施例中，鋯的質(zhì)量分數(shù)為0.34～0.45％；在其他實施例中，鋯的質(zhì)量分數(shù)為0.36～0.42％。

在本發(fā)明中，鉬的質(zhì)量分數(shù)為0.15～0.27％；在本發(fā)明的實施例中，鉬的質(zhì)量分數(shù)為0.18～0.24％；在其他實施例中，鉬的質(zhì)量分數(shù)為0.20～0.22％。

在本發(fā)明中，鈧的質(zhì)量分數(shù)為0.08～0.2％；在本發(fā)明的實施例中，鈧的質(zhì)量分數(shù)為0.12～0.18％；在其他實施例中，鈧的質(zhì)量分數(shù)為0.14～0.16％。

硅用以增強鋁合金材料的硬度。在本發(fā)明中，硅的質(zhì)量分數(shù)為1.2～2.6％；在本發(fā)明的實施例中，硅的質(zhì)量分數(shù)為1.5～2.3％；在其他實施例中，硅的質(zhì)量分數(shù)為1.7～2.1％。

在本發(fā)明中，釤、鐿、釓、銀的質(zhì)量比為(1.5～2)：(1～1.2)：(2.5～3)：(2～3)，通過固定釤、鐿、釓、銀的添加比例，提高鋁合金材料的抗菌性能，還能夠抑制細菌的滋生。

在本發(fā)明的實施例中，鋯與鉬的質(zhì)量比為(1.6～2.5):1，通過固定的鋯、鉬的添加比例提高鋁合金材料的強度和可塑性。

在本發(fā)明的實施例中，鈷、鈧的質(zhì)量比為(2.1～3.2):1，通過固定鈷與鈧的添加比例能夠克服鑄造裂紋。

在本發(fā)明的實施例中，所述不可避免的雜質(zhì)為硫化物、碳化物、磷化物、氧化物的任意一種或多種混合。

本發(fā)明還提供了上述一種抗菌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：

把純銅、錳、鈷、鎂、鎳、鈦、鋯、鉬、鈧、硅放到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為800～900℃，完全融化后，再升溫至900～950℃加入釤、鐿、釓、銀，保溫20～30min，得到鋁合金溶體；

將鋁合金溶體保溫并壓鑄，獲得鋁合金制品。

上述技術(shù)方案，工藝簡單合理，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品廢品少，且制得的鋁合金制品成品率高，強度高。

為了進一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的一種抗菌性鋁合金材料及其制備方法進行詳細描述。

以下實施例中所用的試劑均為市售。

實施例1

抗菌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：

3.0％銅、0.8％錳、0.38％鈷、0.85％鎂、0.2％釤、0.12％鐿、0.25％釓、0.30％銀、0.19％鎳、0.65％鈦、0.36％鋯、0.2％鉬、0.14％鈧、1.7％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；

抗菌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：

把純銅、錳、鈷、鎂、鎳、鈦、鋯、鉬、鈧、硅放到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為800℃，完全融化后，再升溫至950℃加入釤、鐿、釓、銀，保溫20min，得到鋁合金溶體；

將鋁合金溶體保溫并壓鑄，獲得鋁合金制品。

實施例2

抗菌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：

2.3％銅、0.9％錳、0.3％鈷、1.1％鎂、0.22％釤、0.14％鐿、0.27％釓、0.28％銀、0.16％鎳、0.9％鈦、0.42％鋯、0.24％鉬、0.12％鈧、2.1％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；

抗菌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：

把純銅、錳、鈷、鎂、鎳、鈦、鋯、鉬、鈧、硅放到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為850℃，完全融化后，再升溫至950℃加入釤、鐿、釓、銀，保溫20min，得到鋁合金溶體；

將鋁合金溶體保溫并壓鑄，獲得鋁合金制品。

實施例3

抗菌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：

2.8％銅、0.5％錳、0.5％鈷、0.9％鎂、0.13％釤、0.09％鐿、0.24％釓、0.23％銀、0.12％鎳、0.8％鈦、0.28％鋯、0.15％鉬、0.16％鈧、1.5％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；

抗菌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：

把純銅、錳、鈷、鎂、鎳、鈦、鋯、鉬、鈧、硅放到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為850℃，完全融化后，再升溫至900℃加入釤、鐿、釓、銀，保溫30min，得到鋁合金溶體；

將鋁合金溶體保溫并壓鑄，獲得鋁合金制品。

實施例4

抗菌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：

3.2％銅、0.7％錳、0.46％鈷、0.7％鎂、0.15％釤、0.12％鐿、0.29％釓、0.26％銀、0.25％鎳、0.5％鈦、0.5％鋯、0.2％鉬、0.2％鈧、1.2％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；

抗菌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：

把純銅、錳、鈷、鎂、鎳、鈦、鋯、鉬、鈧、硅放到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為850℃，完全融化后，再升溫至930℃加入釤、鐿、釓、銀，保溫25min，得到鋁合金溶體；

將鋁合金溶體保溫并壓鑄，獲得鋁合金制品。

實施例5

抗菌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：

3.4％銅、1.0％錳、0.42％鈷、0.5％鎂、0.2％釤、0.14％鐿、0.34％釓、0.36％銀、0.28％鎳、0.6％鈦、0.34％鋯、0.18％鉬、0.18％鈧、2.3％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；

抗菌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：

把純銅、錳、鈷、鎂、鎳、鈦、鋯、鉬、鈧、硅放到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為900℃，完全融化后，再升溫至950℃加入釤、鐿、釓、銀，保溫20min，得到鋁合金溶體；

將鋁合金溶體保溫并壓鑄，獲得鋁合金制品。

實施例6

抗菌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：

2.8％銅、1.2％錳、0.34％鈷、0.75％鎂、0.17％釤、0.1％鐿、0.22％釓、0.23％銀、0.32％鎳、0.75％鈦、0.45％鋯、0.27％鉬、0.14％鈧、2.6％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；

抗菌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：

把純銅、錳、鈷、鎂、鎳、鈦、鋯、鉬、鈧、硅放到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為800℃，完全融化后，再升溫至900℃加入釤、鐿、釓、銀，保溫30min，得到鋁合金溶體；

將鋁合金溶體保溫并壓鑄，獲得鋁合金制品。

實施例7

抗菌性鋁合金材料由以下重量百分比的組份組成：

2.9％銅、0.85％錳、0.4％鈷、0.8％鎂、0.19％釤、0.11％鐿、0.28％釓、0.25％銀、0.22％鎳、0.7％鈦、0.39％鋯、0.21％鉬、0.15％鈧、1.9％硅，其余為鋁及少量無法避免的雜質(zhì)；

抗菌性鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：

把純銅、錳、鈷、鎂、鎳、鈦、鋯、鉬、鈧、硅放到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為850℃，完全融化后，再升溫至920℃加入釤、鐿、釓、銀，保溫25min，得到鋁合金溶體；

將鋁合金溶體保溫并壓鑄，獲得鋁合金制品。

對實施例1～7的鋁合金制品的強度、延展性、抗菌率、硬度和探傷檢測，結(jié)果見表1：

表1實施例1～7的實驗結(jié)果

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。