铝合金衣架的加工工艺

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.X

(22)申请日 2013.12.10

(71)申请人 傅晓瑜

地址 523500 广东省东莞市企石镇东山永发工业区凤凰路东莞市佰昌实业有限公司

(72)发明人 尹庆祥

(74)专利代理机构 东莞市华南专利商标事务所有限公司

代理人 雷利平

(51)

B22D17/00

C22C21/02

(10)申请公布号 CN 103611911 A

(43)申请公布日 2014.03.05

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

铝合金衣架的加工工艺

(57)摘要

本发明涉及衣架技术领域，尤其涉

及铝合金衣架的加工工艺，包括以下步

骤：熔融、保温、成型和取件，整个铝合

金衣架的加工工序简单，一体成型的衣架

无需进行组装，大大缩短了生产时间，提

高了生产效率，同时，在保持熔融状态的

温度持续2-4s，并在压力为80-170MPa的

条件下将熔融状的铝合金压射入衣架模具

型腔内，成型出的衣架无气泡，表面光

滑，铝合金衣架整体机械性能良好；相比

于传统的铁质金属衣架，长期使用不会生

锈，持久耐用；相比于传统的塑料衣架，

在生产过程中不会产生污染，且无需组

装；相比于传统的木质衣架，生产效率更

为高效，后续损坏则可回收再利用，符合

可持续发展方针。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.铝合金衣架的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A：熔融，将铝合金在温度为580-680℃下熔融；

B：保温，铝合金在熔融状态下保持温度持续2-4s；

C：成型，将熔融的铝合金压射入衣架模具型腔内，在压力为80-170MPa 下进行成

型；

D：取件，衣架模具自动打开后通过自动取件机取出成型的衣架。

2.根据权利要求1所述的铝合金衣架的加工工艺，其特征在于，所述铝合金原料各

组份的质量百分比为：

Si：25-26%；

Mg：0.8-1.2%；

Cu：2.0-3.5%；

Fe：0.8-1.5%；

Cr：0.25-0.35%；

Mn：0.1-0.3%；

Zn：2.5-3.5%；

Ti：0.15-0.25%；

V：0.04-0.08%；

Yb：0.08-0.1%；

Co：0.1-0.4%；

其余量为Al。

3.根据权利要求2所述的铝合金衣架的加工工艺，其特征在于，所述铝合金原料各

组份的质量百分比为：

Si：25.3-25.7%；

Mg：0.9-1.1%；

Cu：2.5-3.0%；

Fe：1-1.3%；

Cr：0.28-0.32%；

Mn：0.15-0.25%；

Zn：2.8-3.2%；

Ti：0.18-0.22%；

V：0.05-0.07%；

Yb：0.085-0.095%；

Co：0.2-0.3%；

其余量为Al。

4.根据权利要求2所述的铝合金衣架的加工工艺，其特征在于，所述铝合金原料各

组份的质量百分比为：

Si：25.5%；

Mg：1%；

Cu：2.8%；

Fe：1.15%；

Cr：0.3%；

Mn：0.2%；

Zn：3%；

Ti：0.2%；

V：0.06%；

Yb：0.09%；

Co：0.25%；

其余量为Al。

5.根据权利要求1所述的铝合金衣架的加工工艺，其特征在于，于所述步骤B之后，

所述步骤C之前，还包括步骤B1：模具处理，对衣架模具型腔进行加热并保持温

度为250-300℃，然后对模具型腔内喷上脱模剂。

6.根据权利要求1所述的铝合金衣架的加工工艺，其特征在于，于所述步骤D之后，

还包括步骤E：精加工，对出模后的衣架进行打磨，去除衣架周边的毛刺。

7.根据权利要求6所述的铝合金衣架的加工工艺，其特征在于，于所述步骤E之后，

还包括步骤F：喷印，对精加工过后的衣架印上文字和图案。

8.根据权利要求1所述的铝合金衣架的加工工艺，其特征在于，所述步骤C具体为：

将熔融的铝合金以60-80m/s的速度压射入衣架模具型腔内，在压力为80-

170MPa 下进行成型。

说 明 书

技术领域

本发明涉及衣架技术领域，尤其涉及铝合金衣架的加工工艺。

背景技术

衣架的日常生活中不可或缺的一种生活用具，衣架包括挂钩、肩架和横杆，挂钩

的底部与肩架的顶部连接，肩架和横杆连接。现有的衣架种类各样，有采用铁质金

属杆弯折或者焊接成型的，有采用塑料一体成型的，还有采用木质材料切削成型的。

采用铁质金属弯折或者焊接的，由于铁质金属材料容易生锈，需要在衣架外加封一

层塑胶防锈层，工序多且成本高；采用塑料一体成型的，塑料在熔融加工过程中易

产生有毒废气，排放不当对大气造成污染，不利于可持续发展；而采用木质材料切

削成型的，木质材料来源于森林，大量的使用木质材料会使得森林造成破坏性的毁

灭，以致影响生态环境，且木质材料切削成衣架需要特定的木工操作，生产效率低

下，加上材质的影响，生产过程中产品合格率亦不高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种生产工序简单，生产效率高，且能

一体成型的铝合金衣架的加工工序，其可确保在生产过程中无污染，且生产出的衣

架持久耐用。

为实现上述目的，本发明的一种铝合金衣架的加工工艺，包括以下步骤：

A：熔融，将铝合金在温度为580-680℃下熔融；

B：保温，铝合金在熔融状态下保持温度持续2-4s；

C：成型，将熔融的铝合金压射入衣架模具型腔内，在压力为80-170MPa 下进行成

型；

D：取件，衣架模具自动打开后通过自动取件机取出成型的衣架。

其中，所述铝合金原料各组份的质量百分比为：

Si：25-26%；Mg：0.8-1.2%；Cu：2.0-3.5%；Fe：0.8-1.5%；Cr：0.25-0.35%；Mn：

0.1-0.3%；Zn：2.5-3.5%；Ti：0.15-0.25%；V：0.04-0.08%；Yb：0.08-0.1%；Co：

0.1-0.4%；其余量为Al。

其中，所述铝合金原料各组份的质量百分比为：

Si：25.3-25.7%；Mg：0.9-1.1%；Cu：2.5-3.0%；Fe：1-1.3%；Cr：0.28-0.32%；

Mn：0.15-0.25%；Zn：2.8-3.2%；Ti：0.18-0.22%；V：0.05-0.07%；Yb：0.085-

0.095%；Co：0.2-0.3%；其余量为Al。

其中，所述铝合金原料各组份的质量百分比为：

Si：25.5%；Mg：1%；Cu：2.8%；Fe：1.15%；Cr：0.3%；Mn：0.2%；Zn：3%；

Ti：0.2%；V：0.06%；Yb：0.09%；Co：0.25%；其余量为Al。

Si（硅），Si是本技术方案中的铝合金的主要元素，其能改善铝合金的铸造性能。

Si与Al能组成固溶体，在600℃左右时，Si在Al中的溶解度可达1.65％以上，而

室温时为0.2％。提高合金的高温造型性，减少收缩率，无热裂倾向。普遍认为Si

量的增加，会降低铝合金的焊接性能，因此将Si的加入量控制在较小的范围内，

但本技术方案中的一体成型衣架无需进行后续的焊接，将Si 的百分比含量控制在

25-26%，可使得熔融状态下的铝合金的流动性更佳，有利于在压铸衣架成型时减

少气泡的产生，且可保证铝合金的抗腐蚀性和强度。

Mg（镁），在Si含量较高的铝合金中加入0.8-1.2%的Mg，可提高铝合金整体的

强度和屈服极限，提高了合金的切削加工性。而如果含Mg量低于0.8% ，铝合金

的整体强度和屈服极限下降；如果含Mg量高于1.2%，虽然铝合金的耐蚀性能相

对提高，但其铸造性能变差，特别在高温下的强度和塑性都降低，冷却时收缩却变

大，易在成型时产生热裂和疏松孔。

Cu（铜），铜是重要的合金元素，具有一定的固溶强化效果，铝合金中的含Cu量

增加，能提高铝合金的流动性、抗拉强度和硬度，但相应地会降低了铝合金的耐蚀

性和塑性，同时铝合金的热裂倾向增大。因此，将铝合金的含Cu量控制在2.0-3.5%

范围时，既可以保证提高铝合金的流动性，以及具有一定的抗拉强度和硬度；同时，

也不会对铝合金的耐蚀性、塑性和热裂倾向造成过大的影响。

Fe（铁），在所有铝合金中都含有害杂质，当因铝合金中含Fe量太高时，Fe以

Al-Si-Fe的片状或针状组织存在于铝合金中，会降低铝合金的机械性能，同时组织

还会使铝合金的流动性减低，热裂性增大，但由于铝合金对模具的粘附作用十分强

烈，当Fe含量在0.8％以下时尤为强烈，而当Fe含量超过1.5％后则会以有害杂质

存在，将Fe含量控制在0.8-1.5%范围内，铝合金对模具的粘模现象便大为减轻，

同时不会成为有害杂质。

Cr（铬）：Cr在铝合金中形成（CrFe）Al7和（CrMn）Al12等金属间化合物，阻

碍再结晶的形核和长大过程，对铝合金有一定的强化作用，并能降低应力腐蚀开裂

敏感性，但会增加淬火敏感性，使阳极氧化膜呈黄色。经试验，Cr在铝合金中的

添加量控制在0.25-0.35%范围内，能起到最佳的效果。

Mn（锰），Mn在铝合金中能减少Fe带来的有害影响，能使铝合金中由Fe形成的

片状或针状组织变为细密的晶体组织，同时可以增加铝合金的耐腐蚀性和高温强度，

但Mn含量过高会引起偏析，故将铝合金中的Mn含量控制在0.1-0.3%范围内为宜。

Zn（锌），铝合金中加入较高含量（2.5-3.5%）的Zn，可以明显提升铝合金的铸

造性能和机械性能，有利于铝合金压铸成型衣架。

Ti（钛），铝合金中加入微量的Ti（0.15-0.25%），能显著细化铝合金的晶粒组织，

提高铝合金的机械性能，降低铝合金的热裂倾向。

V（钒），本技术方案中铝合金相比传统的铝合金加入少量的V（0.04-0.08%），

可以细化铸造组织，提高再结晶温度和改变失效行为，使得压铸成型的铝合金衣架

的强度、耐腐蚀性得到改善，提高铝合金衣架的屈服强度及延伸率。

Yb（镱），铝合金中加入适量的Yb（0.08-0.01%），压铸成型的铝合金衣架的硬

度明显提高，耐磨性更好。

Co（钴），铝合金中加入适量的Co（0.1-0.4%），压铸成型的铝合金衣架的耐碱

蚀性显著提高。

其中，于所述步骤B之后，所述步骤C之前，还包括步骤B1：模具处理，对衣架

模具型腔进行加热并保持温度为250-300℃，然后对模具型腔内喷上脱模剂。

其中，于所述步骤D之后，还包括步骤E：精加工，对出模后的衣架进行打磨，

去除衣架周边的毛刺。

其中，于所述步骤E之后，还包括步骤F：喷印，对精加工过后的衣架印上文字和

图案。

其中，所述步骤C具体为：将熔融的铝合金以60-80m/s的速度压射入衣架模具型

腔内，在压力为80-170MPa 下进行成型。

本发明的有益效果：本发明的铝合金衣架的加工工艺包括以下步骤：熔融、保温、

成型和取件，整个铝合金衣架的加工工序简单，一体成型的衣架无需进行组装，大

大缩短了生产时间，提高了生产效率，同时，在保持熔融状态的温度持续2-4s，并

在压力为 80-170MPa 的条件下将熔融状的铝合金压射入衣架模具型腔内，成型出

的衣架无气泡，表面光滑，铝合金衣架整体机械性能良好；相比于传统的铁质金属

衣架，长期使用不会生锈，持久耐用；相比于传统的塑料衣架，在生产过程中不会

产生污染，且无需组装；相比于传统的木质衣架，生产效率更为高效，后续损坏则

可回收再利用，符合可持续发展方针。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明进行详细的描述。

参考图1，为本发明的工艺流程图，为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本

发明作进一步的阐述。

实施例一。

本发明的一种铝合金衣架的加工工艺，包括以下步骤：

A：熔融，将铝合金在温度为580℃下熔融；

B：保温，铝合金在熔融状态下保持温度580℃，并持续4s；

C：成型，将熔融的铝合金压射入衣架模具型腔内，在压力为80MPa 下进行成型；

D：取件，衣架模具自动打开后通过自动取件机取出成型的衣架。

工序步骤A时，将铝合金原料投入熔炉中，加热温度至580℃即可将铝合金熔融；

工序步骤B时，确保熔融状态下的铝合金持续保持该温度4s，有利于提高熔融的

铝合金的流动性，即有利于后续工序对熔融铝合金进行压射填充；工序步骤C时，

在压力为80MPa 将熔融的铝合金压射入衣架模具型腔内；具体的，将熔融的铝合

金以60m/s的速度压射入衣架模具型腔内；保持较高压力下对熔融的铝合金进行压

射，一方面可以加快生产速度，一般在0.01-0.2s内进行填充满整个衣架模具型腔；

另一方面较高的速率能避免卷入气体，防止衣架成型时产生大量的气泡；工序步骤

D时，衣架模具打开后，即可取出成型的衣架，单个铝合金衣架则完成。

本技术方案中的整个铝合金衣架的加工工序简单，一体成型的衣架无需进行组装和

焊接，即避免焊接造成的氧化、产生气孔、焊缝变形和裂纹等问题的发生，提高衣

架的生产质量以及大大缩短了衣架的生产时间，提高了衣架的生产效率，同时，在

保持熔融状态的温度持续4s，并在压力为80MPa 的条件下将熔融状的铝合金压射

入衣架模具型腔内，成型出的衣架无气泡，表面光滑，铝合金衣架整体机械性能良

好；相比于传统的铁质金属衣架，长期使用不会生锈，持久耐用；相比于传统的塑

料衣架，在生产过程中不会产生污染，且无需组装；相比于传统的木质衣架，生产

效率更为高效，后续损坏则可回收再利用，符合可持续发展方针。

其中，所述铝合金原料各组份的质量百分比为：Si：25%；Mg：0.8%；Cu：2.0%；

Fe：0.8%；Cr：0.25%；Mn：0.1%；Zn：2.5%；Ti：0.15%；V：0.04%；Yb：

0.08%；Co：0.1%；其余量为Al。Si作为铝合金衣架的主要成分，且保持较高的

量，增加铝合金的强度，还可以细化β、Mg₂Si相，有利于沉淀，强化

抗拉强度；同时，本技术方案中的铝合金加入少量的V，可以细化铸造组织，提高

再结晶温度和改变时间行为，使制品的再结晶晶粒得益细化，强度得以提高，耐蚀

性得到改善，提高合金的屈服强度；另外，在铝合金中加入少量的Yb和Co则可

以明显的提高压铸成型后的铝合金衣架的硬度明显提高，耐碱蚀性以及耐磨性亦显

著提高。

本实施例得到的铝合金衣架的测试结果如表一所示。

实施例二。

本实施例中的铝合金衣架的加工工艺，包括以下步骤：

A：熔融，将铝合金在温度为605℃下熔融；

B：保温，铝合金在熔融状态下保持温度605℃，并持续3.5s；

B1：模具处理，对衣架模具型腔进行加热并保持温度为250℃，然后对模具型腔内

喷上脱模剂；

C：成型，将熔融的铝合金压射入衣架模具型腔内，具体的，将熔融的铝合金以

65m/s的速度压射入衣架模具型腔内；在压力为100MPa 下进行成型；

D：取件，衣架模具自动打开后通过自动取件机取出成型的衣架。

未将熔融状态的铝合金压射入衣架模具型腔内之前，先对衣架模具型腔进行加热，

并将衣架模具型腔的温度保持在250℃，衣架模具型腔的温度低于250℃则不利于

衣架成型时排气，成型衣架易产生气泡形成疏孔，而衣架模具型腔的温度高于300℃

则不利于衣架整体的成型，将衣架模具型腔的温度保持在250-300℃之间有利于排

气以及衣架快速成型，提高衣架的成型速率以及提高成型后的衣架质量；另外，还

需要对模具型腔内喷上脱模剂，脱模剂可以防止成型后的衣架附着于衣架模具型腔

的内壁造成衣架表面缺料，保证衣架的高质量的同时，方便衣架成型后的取件工序，

进一步加快衣架是生产速率。

本实施例中，所述铝合金原料各组份的质量百分比为：Si：25.3%；Mg：0.9%；

Cu：2.5%；Fe：1%；Cr：0.28%；Mn：0.15%；Zn：2.8%；Ti：0.18%；V：

0.05%；Yb：0.085%；Co：0.2%；其余量为Al。

本实施例得到的铝合金衣架的测试结果如表一所示。

实施例三。

本实施例中的铝合金衣架的加工工艺，包括以下步骤：

A：熔融，将铝合金在温度为630℃下熔融；

B：保温，铝合金在熔融状态下保持温度630℃，并持续3s；

B1：模具处理，对衣架模具型腔进行加热并保持温度为270℃，然后对模具型腔内

喷上脱模剂；

C：成型，将熔融的铝合金压射入衣架模具型腔内，具体的，将熔融的铝合金以

70m/s的速度压射入衣架模具型腔内；在压力为120MPa 下进行成型；

D：取件，衣架模具自动打开后通过自动取件机取出成型的衣架；

E：精加工，对出模后的衣架进行打磨，去除衣架周边的毛刺。

当进行批量的铝合金衣架生产时，难免存在部分铝合金衣架的周边会产生毛刺，挑

选存在毛刺的铝合金衣架进行精加工工序E，即对铝合金衣架的周边的毛刺进行打

磨，确保铝合金衣架的表面光滑完美。

本实施例中，所述铝合金原料各组份的质量百分比为：Si：25.5%；Mg：1%；Cu：

2.8%；Fe：1.15%；Cr：0.3%；Mn：0.2%；Zn：3%；Ti：0.2%；V：0.06%；Yb：

0.09%；Co：0.25%；其余量为Al。

本实施例得到的铝合金衣架的测试结果如表一所示。

实施例四。

本实施例中的铝合金衣架的加工工艺，包括以下步骤：

A：熔融，将铝合金在温度为655℃下熔融；

B：保温，铝合金在熔融状态下保持温度655℃，并持续2.5s；

B1：模具处理，对衣架模具型腔进行加热并保持温度为290℃，然后对模具型腔内

喷上脱模剂；

C：成型，将熔融的铝合金压射入衣架模具型腔内，具体的，将熔融的铝合金以

75m/s的速度压射入衣架模具型腔内；在压力为150MPa 下进行成型；

D：取件，衣架模具自动打开后通过自动取件机取出成型的衣架；

E：精加工，对出模后的衣架进行打磨，去除衣架周边的毛刺。

F：喷印，对精加工过后的衣架印上文字和图案。

经过步骤F后，可以将经取件机取出的衣架的肩架表面喷印上“身体健康”、“阖家

幸福”等祝福词语的文字，文字的一言一语，每天都将文化内涵展现在人们的眼前，

更能表达产品的文化特色。

本实施例中，所述铝合金原料各组份的质量百分比为：Si：25.7%；Mg：1.1%；

Cu：3.0%；Fe：1.3%；Cr：0.32%；Mn：0.25%；Zn：3.2%；Ti：0.22%；V：

0.07%；Yb：0.095%；Co：0.3%；其余量为Al。

本实施例得到的铝合金衣架的测试结果如表一所示。

实施例五。

本实施例中的铝合金衣架的加工工艺，包括以下步骤：

A：熔融，将铝合金在温度为680℃下熔融；

B：保温，铝合金在熔融状态下保持温度680℃，并持续2s；

B1：模具处理，对衣架模具型腔进行加热并保持温度为300℃，然后对模具型腔内

喷上脱模剂；

C：成型，将熔融的铝合金压射入衣架模具型腔内，具体的，将熔融的铝合金以

80m/s的速度压射入衣架模具型腔内；在压力为170MPa 下进行成型；

D：取件，衣架模具自动打开后通过自动取件机取出成型的衣架；

E：精加工，对出模后的衣架进行打磨，去除衣架周边的毛刺。

F：喷印，对精加工过后的衣架印上文字和图案。

本实施例中，所述铝合金原料各组份的质量百分比为：Si：26%；Mg：1.2%；Cu：

3.5%；Fe：1.5%；Cr：0.35%；Mn：0.3%；Zn：3.5%；Ti：0.25%；V：0.08%；

Yb：0.1%；Co：0.4%；其余量为Al。

本实施例得到的铝合金衣架的测试结果如表一所示。

表一，实施例一至实施例五得到的铝合金衣架的分析测试结果：

本发明一体成型的铝合金衣架的抗拉弯强度达到250MP以上，屈服强度达到

240MP以上，硬度稳定在3Hw-6Hw之间，无论是抗拉强度还是屈服强度均得到加

强，且铝合金衣架的硬度确保稳定在3Hw-6Hw之间，使用寿命长；另外一体成型

的衣架的表面更加光滑，美观且使用效果好。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思

想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本

发明的限制。