[發(fā)明專(zhuān)利]擠出變形阻尼鋁－鎂合金及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810050400.8
• 申請(qǐng)日: 2008-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101235452A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳耀明;楊曉鵬;王立民;畢廣利;王立東;朱果逸;張希艷;孫偉;鄧志安
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C22C21/08
• 分類(lèi)號(hào): C22C21/08;C22C1/00;B21C31/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春科宇專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 馬守忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及擠出變形阻尼鋁-鎂合金及制備方法。

背景技術(shù)

鋁基阻尼合金有很強(qiáng)烈的市場(chǎng)需求，同時(shí)也是近30年來(lái)國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)研究的阻尼合金之一。但是，直到目前為止，作為結(jié)構(gòu)-功能一體化材料的鋁基阻尼合金，其所存在品種稀缺、阻尼效果不良、阻尼頻段過(guò)窄等問(wèn)題沒(méi)有得到根本解決，許多情況下，不得不用鑄鋁、鋁合金層壓板或鑄鋁-鑄鐵預(yù)澆件等替代。

2004年，中國(guó)兵工52所發(fā)表了“高阻尼鋁合金性能研究”一文。文章揭示，用其新開(kāi)發(fā)的高阻尼鋁合金替代ZL104合金(一種鑄鋁)用于制造坦克車(chē)體風(fēng)扇，能量衰減率達(dá)一倍以上，降噪約5-6dB。其新開(kāi)發(fā)的高阻尼合金組成為鋁中添加約35wt％的Zn，很少量的Mg和Cu；該高阻尼合金在共振頻段為1-4Hz下，60℃時(shí)阻尼系數(shù)Q^-1為0.006，10℃-20℃溫區(qū)內(nèi)阻尼系數(shù)Q^-1仍能達(dá)到0.005；該合金密度約為3.5g/cm³、抗拉強(qiáng)度(σ_b)約為325MPa、伸長(zhǎng)率為5.7％。該合金相對(duì)不足表現(xiàn)在：阻尼系數(shù)相對(duì)較小、合金密度過(guò)大，超出常規(guī)鋁合金密度(平均2.8g/cm³)的25％(兵器材料科學(xué)與工程，2004年，27卷，1期，P13-15)。

1989年，中國(guó)專(zhuān)利局公開(kāi)了中國(guó)東南大學(xué)申請(qǐng)的題為“高耐磨、耐蝕、高阻尼鋁鋅鑄造合金”的87105901.0號(hào)專(zhuān)利，該專(zhuān)利揭示的鋁基代表性合金及其相關(guān)性能為：合金組成為：Al為74.2wt.％、Cu為0.75wt.％、Si為3wt.％、RE為0.21wt.％和Zn為22wt.％；阻尼系數(shù)Q^-1為0.0022；由于該專(zhuān)利文件撰寫(xiě)簡(jiǎn)單，其阻尼系數(shù)Q^-1獲得所采用頻率并未給出。顯然，該專(zhuān)利在組成、設(shè)計(jì)等多方面與本發(fā)明顯著不同，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明新穎性限制。

用鋁基金屬?gòu)?fù)合材料彌補(bǔ)鋁基阻尼合金存在品種稀缺、阻尼效果不良、阻尼頻段過(guò)窄的發(fā)明也有專(zhuān)利揭示。諸如：2002年美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局公開(kāi)的USP6,346,132號(hào)專(zhuān)利，揭示了在鋁合金混入一定量Ti-Ni粉或Cu-Zn-Al合金粉等制造出阻尼材料；2004年中國(guó)專(zhuān)利局公開(kāi)的CN200310122739.1號(hào)專(zhuān)利揭示利用原位反應(yīng)，在熔煉鑄鋁或硬鋁過(guò)程中生成0.1～20％的TiB₂制備高阻尼復(fù)合材料的方法；顯然，該發(fā)明金屬?gòu)?fù)合材料與本發(fā)明的“合金”的IPC分類(lèi)等都不同，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明新穎性的限制。

由于開(kāi)發(fā)不出理想的高阻尼鋁基合金，實(shí)際應(yīng)用中世界多數(shù)國(guó)家采用鑄鋁代替的方法。鑄鋁改性用于鋁基阻尼合金的專(zhuān)利或文章也有公開(kāi)或發(fā)表。諸如：1987年美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局公開(kāi)的USP?4,684,414號(hào)專(zhuān)利中揭示：Al-9Si系高阻尼鋁基合金在1Hz下可獲得阻尼系數(shù)Q^-1約為0.002的數(shù)值；類(lèi)似的專(zhuān)利還有1989年美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局公開(kāi)的USP4,859,252號(hào)專(zhuān)利；2006年中國(guó)專(zhuān)利局公開(kāi)的CN200610050636.2號(hào)專(zhuān)利對(duì)鑄鋁107(ZL107)生產(chǎn)工藝的改進(jìn)；2003年中國(guó)科技期刊“兵器材料科學(xué)與工程”報(bào)道的“通過(guò)優(yōu)化熱處理工藝，使鑄鋁ZL356中塊狀Si析出相球化，可使阻尼系數(shù)從10^-4數(shù)量級(jí)提高到10^-3數(shù)量級(jí)，其中在頻率為237Hz，對(duì)于ZL356鑄鋁通過(guò)優(yōu)化熱處理，其阻尼系數(shù)Q^-1達(dá)到0.00113”的報(bào)道(兵器材料科學(xué)與工程，2003年，26卷，6期，P10-18)。顯然，上述針對(duì)以添加Si為主的鑄鋁研究或發(fā)明不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明新穎性的限制。

用低阻尼鑄鋁和鑄鐵混合使用的復(fù)合阻尼合金也有發(fā)明，如將Al-Si-Cu-Mg系鑄鋁合金液傾倒進(jìn)球墨鑄鐵構(gòu)件中、鑄造出鑄鋁-鑄鐵復(fù)合阻尼器件，這在1999年美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局公開(kāi)的題為“改善阻尼性的鋁合金內(nèi)插件及其制備方法”的USP?5,976,709號(hào)專(zhuān)利中有所揭示。另外，將“橡膠鋼板”作為阻尼材料使用的原理移植到鋁合金層壓板上，也有較多文章報(bào)道和專(zhuān)利公開(kāi)。例如：1993年，中國(guó)專(zhuān)利局公開(kāi)的題為“高阻尼鋁合金層壓復(fù)合板”的CN91106755.8號(hào)專(zhuān)利；1999年，日本專(zhuān)利局公開(kāi)的題為“易熱成型阻尼鋁板-樹(shù)脂的三明治形復(fù)合材料”的JP11221876號(hào)專(zhuān)利；2007年，中國(guó)專(zhuān)利局公開(kāi)的題為“低模量高阻尼無(wú)定形碳纖維鋁基復(fù)合材料及其制備方法”的CN200610010600.1號(hào)專(zhuān)利等。這些復(fù)合材料或復(fù)合材料得到的構(gòu)件、不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明合金的新穎性限制。