專利名稱：一種食品容器用抗菌鋁合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及抗菌鋁合金，尤其是一種食品容器用抗菌鋁合金。
背景技術(shù)：
鋁合金由于輕質(zhì)、美觀、不銹且易于成形，以薄板和箔材的形式制成罐、蓋、瓶、桶、包裝箔，廣泛用于飲料、食品、化妝品、藥品、香煙、工業(yè)產(chǎn)品等場(chǎng)合。近幾年，隨著全球多起細(xì)菌感染事件的發(fā)生，防菌、抗菌的衛(wèi)生管理問題受到社會(huì)的極大關(guān)注，食品業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生業(yè)乃至一般家庭對(duì)日用器具的衛(wèi)生要求越來越高，對(duì)于抗菌制品的需求正在不斷增長(zhǎng)。為了滿足這種需求，急需開發(fā)具有殺菌功能的鋁合金?，F(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮?01110171161.3專利公布了一種用于散熱器散熱片的抗菌鋁合金，含有0.01-0.02%Ag，其中每20000mm3鋁中才有I個(gè)銀原子，所以僅靠銀的殺菌作用是不足的，其中還加入8.5-23.5%Zn，Zn也有一定的抗菌作用，靠Zn和Ag共同具有良好的抗菌性。在食品容器用抗菌鋁合金不但要求良好的抗菌性能，也要求良好的塑性性能，過高的Zn含量是很難同時(shí)滿足以上兩個(gè)要求的，所以該專利只用于散熱器片不適于制造食品用容器。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種抗菌鋁合金，以重量百分比計(jì)，該鋁合金的化學(xué)成分如下:0.3-1.5%Μη、0.5-1.5%Mg、0.1-3.0%Ag、0.1-1.0%Ζη、0.1-1.0%RE、0.1-0.2%T1、〈0.3%S1、〈0.6%Fe、<0.3%Cu，其他雜質(zhì)元素≤0.20%，余量為Al。該抗菌鋁合金不僅有著優(yōu)良的抗菌性能，抗菌性大于99.0%，而且保持鋁合金良好的塑性和耐蝕的特點(diǎn)，滿足了食品、廚衛(wèi)等行業(yè)容器產(chǎn)品制作要求和抗菌性能的要求。本發(fā)明抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計(jì)，該鋁合金的化學(xué)成分如下:
0.3-1.5%Μη、0.5-1.5%Mg、0.1-3.0%Ag、0.1-1.0%Ζη、0.1-1.0%RE、0.1-0.2%T1、<0.3%S1、〈0.6%Fe、<0.3%Cu，其他雜質(zhì)元素≤0.20%，余量為Al。本發(fā)明中含錳量為0.3-1.5%，保證鋁合金有足夠的強(qiáng)度，而且具有良好的塑性和工藝性能。含錳量低于下限，合金的強(qiáng)度和硬度不能保證，含錳量高于上限，合金中出現(xiàn)MnAl6相，合金塑性變差，成形時(shí)易開裂，因此本發(fā)明含錳量為0.3-1.5%，優(yōu)選1.0-1.4%。本發(fā)明中含有0.5-1.5%Mg，Mg在鋁中溶解度較大，是鋁合金得到固溶強(qiáng)化的主要元素。鎂含量低于0.5%，對(duì)合金的強(qiáng)化作用較小，但鎂含量也不宜過高，防止其與加入的Zn和雜質(zhì)Cu形成金屬間化合物，本發(fā)明鋁合金中Mg的為0.5-1.5%，優(yōu)選0.7-1.2%。本發(fā)明中含有0.1-3.0%Ag，抑制細(xì)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(shí)是鋁合金的表面氧化膜的抗菌性。Ag很穩(wěn)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(shí)，仍具有良好的殺菌性能。Ag含量低于0.1%時(shí)，銀原子在鋁合金中的分布密度低，抗菌性也較低。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(fā)明確定Ag含量?jī)?yōu)選0.5%。本發(fā)明中含有0.1-1.0%Ζηο Zn也有殺菌作用，Zn含量低于0.1%，不起抗菌作用，但Zn含量超過1.0%，就可能與Mg形成MgZn2相，降低合金的塑性和成形性能，本發(fā)明Zn含量?jī)?yōu)選0.5-0.8%。本發(fā)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(jì)，鈰含量不低于50%)。稀土加入不但可以與Ag形成復(fù)合抗菌效果，減少銀的用量，也易形成Al3Ce相，提高鋁合金的強(qiáng)度。含RE量低于0.1%時(shí)，稀土主要起固溶強(qiáng)化的作用，不能與Ag形成復(fù)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(fā)明稀土含量?jī)?yōu)選0.3-0.6%。本發(fā)明中含有0.1-0.2%Ti。Ti在鋁合金中形成Al3Ti相，合金細(xì)化鋁合金晶粒，提高鋁合金強(qiáng)度和塑性。Ti和RE —樣，還能改變雜質(zhì)Fe和Fe與Si形成化合物相的形貌和大小，減輕其對(duì)合金塑性和成形性能的危害。因此本發(fā)明將Ti含量控制在0.1-0.2%。本發(fā)明中，S1、Fe和Cu都降低鋁合金的塑性和成形性能，屬于有害元素，所以應(yīng)盡量降低其含量。由于添加RE和Ti，〈0.3%S1、〈0.6%Fe可滿足成形要求。Cu則與合金中Mg一起形成Al2CuMg,降低合金塑性，所以應(yīng)控制在0.3%以下。經(jīng)過發(fā)明人的長(zhǎng)期試驗(yàn)確定，以重量百分比計(jì)，該食品容器用抗菌鋁合金的化學(xué)成分的最佳含量為 1.0%Mn、l.2%Mg、0.5%Ag、0.3%Ζη、0.5%RE、0.15%T1、Si〈0.3%、Fe〈0.6%、Cu〈0.3%，其他雜質(zhì)元素< 0.20%，余量為Al。本發(fā)明中，除特殊說明外，所述的百分比均為重量百分比。綜上所述，本發(fā)明在適當(dāng)范圍內(nèi)把Ag、Zn、RE元素加入Al-Mn-Mg合金中，在保證鋁合金適當(dāng)強(qiáng)度、良好塑性和成形基礎(chǔ)上，鋁合金產(chǎn)品的抗菌性能大于99%。這種鋁合金滿足了飲料、食品等行業(yè)制作容器對(duì)其力學(xué)性能、成形性能和抗菌性能的要求，具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
以重量百分比計(jì)，將化學(xué)成分為:0.3%Mn、0.5%Mg、0.l%Ag、0.1%Ζη、0.1%RE、0.l%T1、
0.3%S1、0.6%Fe、0.3%Cu，余量為Al的鋁合金在坩堝電阻爐內(nèi)熔煉，然后進(jìn)行澆注成金屬錠。鑄錠在480°C均勻化18h，然后在420°C熱鍛成厚IOmm的鋁板，經(jīng)380°C退火lh。冷軋成厚Imm的板材，得到產(chǎn)品。實(shí)施例2
以重量百分比計(jì)，將化學(xué)成分為:0.9%Mn、l.0%Mg、l.5%Ag、0.5%Ζη、0.5%RE、0.10%T1、
0.15%S1、0.3%Fe、0.15%Cu，余量為Al的鋁合金在坩堝電阻爐內(nèi)熔煉，然后進(jìn)行澆注成金屬錠。鑄錠在485°C均勻化20h，然后在420°C熱鍛成厚IOmm的鋁板，經(jīng)390°C退火lh。冷軋成厚0.4mm的板材，得到產(chǎn)品。實(shí)施例3
以重量百分比計(jì)，將化學(xué)成分為:1.5%Mn、l.5%Mg、3.0%Ag、l.0%Zn、l.0%RE、0.2%T1、
0.l%S1、0.l%Fe、0.l%Cu，余量 為Al的鋁合金在坩堝電阻爐內(nèi)熔煉，然后進(jìn)行澆注成金屬錠。鑄錠在500°C均勻化24h，然后在420°C熱鍛成厚IOmm的鋁板，經(jīng)400°C退火lh。冷軋成厚0.5mm的板材，得到產(chǎn)品。實(shí)施例4
以重量百分比計(jì)，將化學(xué)成分為:1.0%Mn、l.2%Mg、0.5%Ag、0.3%Ζη、0.5%RE、0.15%T1、
0.26%S1、0.58%Fe、0.28%Cu，余量為Al的鋁合金在坩堝電阻爐內(nèi)熔煉，然后進(jìn)行澆注成金屬錠。鑄錠在490°C均勻化20h，然后在420°C熱鍛成厚IOmm的鋁板，經(jīng)390°C退火lh。冷軋成厚0.8mm的板材，得到產(chǎn)品。比較例
將上述實(shí)施例1-4中所制得的鋁合金產(chǎn)品與3004鋁合金進(jìn)行抗菌試驗(yàn)和力學(xué)性能試驗(yàn)。抗菌性試驗(yàn)采用根據(jù)日本標(biāo)準(zhǔn)JIS Z 2801-2000進(jìn)行，拉伸試驗(yàn)根據(jù)GB/T228.1-2010測(cè)定，結(jié)果見表I。

表權(quán)利要求
1.一種食品容器用抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計(jì)，該鋁合金的化學(xué)成分如下:0.3-1.5%Μη、0.5-1.5%Mg、0.1-3.0%Ag、0.1-1.0%Ζη、0.1-1.0%RE、0.1-0.2%T1、〈0.3%S1、<0.6%Fe、<0.3%Cu，其他雜質(zhì)元素彡 0.20%，余量為 Al。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計(jì)，Mn含量為1.0-1.4%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計(jì)，Mg含量為0.7-1.2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計(jì)，RE含量為0.3_0.6%ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的抗菌鋁合金，其特征在于: 以重量百分比計(jì)，該鋁合金的化學(xué)成分如下:1.0%Mn、l.2%Mg、0.5%Ag、0.3%Zn、0.5%RE、0.15%T1、Si〈0.3%、Fe〈0.6%、Cu〈0.3%，其他雜質(zhì)元素彡 0.20%，余量為 Al。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的抗菌鋁合金，其特征在于:以重量百分比計(jì)，所述的RE為鈰含量不低 于50%的混合稀土。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種食品容器用抗菌鋁合金，以重量百分比計(jì)，該鋁合金的化學(xué)成分如下0.3-1.5%Mn、0.5-1.5%Mg、0.1-3.0%Ag、0.1-1.0%Zn、0.1-1.0%RE、0.1-0.2%Ti、<0.3%Si、<0.6%Fe、<0.3%Cu，其他雜質(zhì)元素≤0.20%，余量為Al。該抗菌鋁合金不僅有著優(yōu)良的抗菌性能，抗菌性大于99.0%，而且保持鋁合金良好的塑性和耐蝕的特點(diǎn)，滿足了食品、廚衛(wèi)等行業(yè)容器產(chǎn)品制作要求和抗菌性能的要求。
文檔編號(hào)C22C21/00GK103103406SQ20131003829
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者趙忠魁, 高青, 孫清洲, 王獻(xiàn)忠 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)