本发明涉及一种铝合金，尤其涉及一种用于手机充电器转换头接线爪的铝合金，属于合金材料技术领域。
背景技术：
一般电子产品的连接头(Connector)与电气用品插销(Pin)，称为插头。家用交流电源插头与插座，有棒状或铜板状突出的公接头，以物理方式插入有插槽或凹洞的母接头型的电源插座。尺寸是关系到插头插座和转换器能否安全使用、是否满足通用互换性要求以避免误插入的一项重要技术要求。尺寸不合格会影响用户使用或产生接触不良、误插入等隐患，轻则使设备损坏，重则会产生火灾和触电事故。
手机充电器大致可以分为旅行充电器、USB充电器、座式充电器和维护型充电器，一般用户接触的主要是前面两种。而市场上卖得最多的是旅行充电器，旅行充电器的形式也有多种多样。现在的手机充电器一般分转换头、线、与手机连接部三部分，在使用中，因为插座尺寸存在的不规范，转换头接线爪经常会受到各种挤压，且反复拔下与插进，因此转换头接线爪不仅需要较好的导电性还需要较好的耐磨性。现有技术中的接线爪多采用铜合金制成，但是铜合金的成本高，强度低，耐磨性能较为一般，因此对接线爪材料的研究还在进行中。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种导电性能好、强度高、耐磨性好的用于转换头接线爪的铝合金。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于转换头接线爪的铝合金，所述的铝合金包含Fe0.4-0.7％、Si2.2-2.8％、Cu0.05-0.12％、Mg0.12-0.2％、Ti0.025-0.035％、B0.005-0.02％、Zr0.05-0.15％、V0.022-0.025％，余量为Al及不可避免的杂质。
本发明Al合金为Al-Mg-Si-Cu-Fe基合金，尽管Mg的添加会降低导电率，但是Mg在合金中与基体铝元素生成大量Mg5Al相，而通过热处理能使全部Mg5Al相固溶到铝合金基体α相中，使得合金具有较高的强度和优异的力学性能，尤其是，Mg与Si的同时使用，Mg与Si形成Mg2Si强化相，明显增加抗拉强度和屈服强度，且Si与Al可形成Al+Si共晶液相，是提高铝合金铸造流动性的主要成分。同样地，虽然Cu可导致导电率小幅降低，但是添加适量的Cu、Mg，能够增强粒子的弥散程度，增强即时析出相的粒子的强度，大大强化了部分共格的中间相η’和共格的G.P区，因此在基体中，时效时析出的相粒子主要是由略粗的共格G.P区和细小的η’相组成，进而提高合金强度，所以在本发明用于转换头接线爪的铝合金中加入0.05-0.12％Cu在保证接线爪导电性能的同时进一步提高其强度。虽然过量的Si会影响合金的导电性，但本发明接线爪铝合金中含有Zr、Ti、V、B等元素，元素之间会产生各种各样的协同作用，所以本发明大大提高了Si含量，仍可进一步提高合金的强度。本发明铝合金通过各个基本元素的协同作用，在保证动用于转换头接线爪的铝合金的导电性的情况下，大幅度提高其强度。
一般铝合金中Fe为杂质，即便压铸铝合金中含有Fe，为了利于脱模，Fe的含量一般为0.8-1.0％，因为低于0.7％不利于脱模，高于1.2％会生成金属化合物，形成硬点，降低合金流动性，损害产品品质，缩短产品寿命。然而本发明用于转换头接线爪的铝合金中加仅加入0.4-0.7％，利用Al-Fe、Al-Fe-Si等金属间化合物的形式结晶或析出，该结晶物或析出物作为结晶粒的微细化材而发挥作用，在保证导电率的同时提高强度和力学性能。在本发明用于转换头接线爪的铝合金中若Fe的含量超过0.7％，则会严重影响合金的导电率，进而影响插座的导电性能。
本发明动触点弹板铝合金中不含有Cr、Mn，含有Zr、Ti、V、B，通过各元素之间产生的协同作用，细化晶粒，进一步提高合金的强度、耐磨性，使其更加适合用于手机充电器的插头。其中，元素Zr的加入可以与Al形成Al3Zr，成为固溶体的外来异质结晶核心，可以阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒，细化铸造组织，提高合金的强度、耐磨性，Zr还能与合金液中的氢反应，生产ZrH，溶于合金液中起除气作用，减少针孔、疏松等缺陷，进而显著提高合金的力学性能。Ti与B的同时添加，B元素可以使合金中的部分Zr元素由固溶态转变为析出态，以细小的板片状第二相粒子的形态存在于晶粒内部和晶界处，减少晶格畸变，改善铝合金基体的有序性，从而改善铝合金的强度、耐磨性。Ti与Al形成TiAl2相，成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。尽管可仅含有Zr、Ti、V、B中的一种或几种，但是本发明同时含有四种元素，使细化晶体结构的效果得以增强。且在铝合金领域，各元素之间的作用不是单独存在的，而是通过各成分以及组分的百分比形成一个整体，本发明用于转换头接线爪的铝合金正是通过整体的合理配伍，进一步提高合金的耐磨性能和力学性能，使其适用于手机充电器的转换器中的接线爪。
作为优选，上述用于转换头接线爪的铝合金包含Fe0.5-0.6％、Si2.4-2.8％、Cu0.05-0.1％、Mg0.15-0.18％、Ti0.028-0.032％、B0.008-0.016％、Zr0.08-0.12％、V0.022-0.024％，余量为Al及不可避免的杂质。
作为优选，上述用于转换头接线爪的铝合金还包括Sc0.1-0.2％。本发明用于转换头接线爪的铝合金中添加了微量的Sc，微量的Sc与合金中的Zr会在凝固过程中形成初生Al3(Sc,Zr)，可显著细化合金铸态晶粒，起到辅助细化晶粒与控制再结晶组织的作用。而均匀化时形成的次生Al3(Sc,Zr)粒子可以强烈钉扎位错和亚晶界，有效抑制变形组织的再结晶，进而显著提高合金的力学性能，尤其提高其耐磨性。
作为优选，上述用于转换头接线爪的铝合金中Mg和Si的质量比为0.05≤Mg/Si≤0.07。因为本发明动触点弹板铝合金中同时添加有适量的Zr、Ti、B、V，通过各元素之间的协同作用改善铝合金的导电率和强度，所以在本发明动触点弹板铝合金中当Mg/Si小于0.05时，则无法发挥Mg可以提高强度的作用，而当Mg/Si大于0.7，尤其是大于0.8时，则将会导致导电率大幅降低。
作为优选，上述用于转换头接线爪的铝合金中Zr与B的质量比为8-10。当Zr与B的质量比为8-10时，Zr与B产生的效果更好。
作为优选，上述用于转换头接线爪的铝合金中Ti、B、Zr、V的质量总和≤0.3％。
作为优选，上述用于转换头接线爪的铝合金的导电率大于60％IACS。
作为优选，上述用于转换头接线爪的铝合金的拉伸强度为150-180MPa。
作为优选，上述用于转换头接线爪的铝合金的磨损率低于1.3％。
本发明的另一个目的在于提供一种上述用于转换头接线爪的铝合金的加工方法，所述的加工方法包括：将上述铝合金溶液通过直浇道注入模具中，注入压力逐步上升至0.28MPa，然后降至0MPa，脱模取出得铝合金成品。
进一步优选，上升及下降过程分为以下几个阶段：
升液阶段：升液阶段在前15s内，相对压力从0MPa上升至0.08MPa；
充型阶段：充型阶段在第15-35s内，相对压力从0.08MPa上升到0.12MPa；
结壳阶段：结壳在第35-50s内，相对压力从0.12MPa上升到0.15MPa；
增压阶段：结壳在第50-70s内，相对压力从0.15MPa上升到0.28MPa；
保压结晶阶段：保压结晶阶段在第20-250s内，相对压力保持在0.28MPa；
卸压阶段：卸压阶段在第250-350s内，相对压力从0.28MPa降到0MPa。
本发明用于转换头接线爪的铝合金通过如上六阶段的铸造工艺铸造成型，进一步提高铝合金中组织的致密性，进而提高其导电率、力学性能，使其适用于转换头接线爪，尤其适用于手机充电器。
作为优选，在上述用于转换头接线爪的铝合金的加工方法中，卸压后脱模前还包括退火处理，退火处理的温度为420-460℃，保温时间为2-6小时。
对铸造产品进行退火处理主要起两个方面的作用：第一，消除铸造应力；第二，控制过饱和固溶体中溶质原子的析出，改善组织。退火温度过高，合金第二相溶解过多，过饱和固溶体的浓度增加，使基体晶格斜扭畸变增加，降低力学性能；若温度过低，固溶体很难充分分解，也会使力学性能下降。
与现有技术相比，本发明的铝合金配伍合理，通过各元素之间产生的协同作用，并通过六阶段的铸造工艺制成，进一步提高其导电率、耐磨性、力学性能，使本发明铝合金适用于转换头接线爪，尤其适合于手机充电器。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种用于转换头接线爪的铝合金，所述的铝合金为Fe0.55％、Si2.6％、Cu0.08％、Mg0.16％、Ti0.03％、B0.012％、Zr0.10％、V0.023％、Sc0.15％、余量为Al及不可避免的杂质。
将如上所述的铝合金熔成溶液并通过直浇道注入模具中，通过六阶段铸造成型：升液阶段：升液阶段在前15s内，相对压力从0MPa上升至0.08MPa；充型阶段：充型阶段在第15-35s内，相对压力从0.08MPa上升到0.12MPa；结壳阶段：结壳在第35-50s内，相对压力从0.12MPa上升到0.15MPa；增压阶段：结壳在第50-70s内，相对压力从0.15MPa上升到0.28MPa；保压结晶阶段：保压结晶阶段在第20-250s内，相对压力保持在0.28MPa；卸压阶段：卸压阶段在第250-350s内，相对压力从0.28MPa降到0MPa；然后在420-460℃下退火处理2-6小时，脱模取出得用于转换头接线爪的铝合金成品。
实施例2
一种用于转换头接线爪的铝合金，所述的铝合金为Fe0.5％、Si2.8％、Cu0.05％、Mg0.18％、Ti0.028％、B0.012％、Zr0.12％、V0.024％、Sc0.1％,余量为Al及不可避免的杂质。
将如上所述的铝合金熔成溶液并通过直浇道注入模具中，通过六阶段铸造成型：升液阶段：升液阶段在前15s内，相对压力从0MPa上升至0.08MPa；充型阶段：充型阶段在第15-35s内，相对压力从0.08MPa上升到0.12MPa；结壳阶段：结壳在第35-50s内，相对压力从0.12MPa上升到0.15MPa；增压阶段：结壳在第50-70s内，相对压力从0.15MPa上升到0.28MPa；保压结晶阶段：保压结晶阶段在第20-250s内，相对压力保持在0.28MPa；卸压阶段：卸压阶段在第250-350s内，相对压力从0.28MPa降到0MPa；然后在420-460℃下退火处理2-6小时，脱模取出得用于转换头接线爪的铝合金成品。
实施例3
一种用于转换头接线爪的铝合金，所述的铝合金为Fe0.6％、Si2.4％、Cu0.1％、Mg0.15％、Ti0.032％、B0.009％、Zr0.08％、V0.022％、Sc0.12％、余量为Al及不可避免的杂质。
将如上所述的铝合金熔成溶液并通过直浇道注入模具中，通过六阶段铸造成型：升液阶段：升液阶段在前15s内，相对压力从0MPa上升至0.08MPa；充型阶段：充型阶段在第15-35s内，相对压力从0.08MPa上升到0.12MPa；结壳阶段：结壳在第35-50s内，相对压力从0.12MPa上升到0.15MPa；增压阶段：结壳在第50-70s内，相对压力从0.15MPa上升到0.28MPa；保压结晶阶段：保压结晶阶段在第20-250s内，相对压力保持在0.28MPa；卸压阶段：卸压阶段在第250-350s内，相对压力从0.28MPa降到0MPa；然后在420-460℃下退火处理2-6小时，脱模取出得用于转换头接线爪的铝合金成品。
实施例4
一种用于转换头接线爪的铝合金，所述的铝合金为Fe0.4％、Si2.8％、Cu0.05％、Mg0.2％、Ti0.025％、B0.02％、Zr0.05％、V0.025％、Sc0.1％、余量为Al及不可避免的杂质。
将如上所述的铝合金熔成溶液并通过直浇道注入模具中，通过六阶段铸造成型：升液阶段：升液阶段在前15s内，相对压力从0MPa上升至0.08MPa；充型阶段：充型阶段在第15-35s内，相对压力从0.08MPa上升到0.12MPa；结壳阶段：结壳在第35-50s内，相对压力从0.12MPa上升到0.15MPa；增压阶段：结壳在第50-70s内，相对压力从0.15MPa上升到0.28MPa；保压结晶阶段：保压结晶阶段在第20-250s内，相对压力保持在0.28MPa；卸压阶段：卸压阶段在第250-350s内，相对压力从0.28MPa降到0MPa；然后在420-460℃下退火处理2-6小时，脱模取出得用于转换头接线爪的铝合金成品。
实施例5
一种用于转换头接线爪的铝合金，所述的铝合金为Fe0.7％、Si2.2％、Cu0.12％、Mg0.12％、Ti0.035％、B0.005％、Zr0.15％、V0.022％，余量为Al及不可避免的杂质。
将如上所述的铝合金熔成溶液并通过直浇道注入模具中，通过六阶段铸造成型：升液阶段：升液阶段在前15s内，相对压力从0MPa上升至0.08MPa；充型阶段：充型阶段在第15-35s内，相对压力从0.08MPa上升到0.12MPa；结壳阶段：结壳在第35-50s内，相对压力从0.12MPa上升到0.15MPa；增压阶段：结壳在第50-70s内，相对压力从0.15MPa上升到0.28MPa；保压结晶阶段：保压结晶阶段在第20-250s内，相对压力保持在0.28MPa；卸压阶段：卸压阶段在第250-350s内，相对压力从0.28MPa降到0MPa；然后在420-460℃下退火处理2-6小时，脱模取出得用于转换头接线爪的铝合金成品。
对比例1
现有技术中普通的铝合金。
对比例2
采用如实施例1中所述的铝合金通过普通加工方法成型。
对比例3
采用普通铝合金通过如实施例1中所述的方法加工成型。
表1：实施例1-4及对比例1-3中的动触点弹板的性能
综上所述，本发明的铝合金配伍合理，通过各元素之间产生的协同作用，并通过六阶段的铸造工艺制成，进一步提高其导电率、耐磨性、力学性能，使本发明铝合金适用于转换头接线爪，尤其适合于手机充电器。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。