專利名稱：：減振鋁合金及多孔復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有良好減振功能的鑄態(tài)鋁合金，以及一種多孔復(fù)合材料。二
背景技術(shù)：
：鋁合金因其具有比強(qiáng)度及比剛度高的性能特點(diǎn)，普遍應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品制造中。但是現(xiàn)有普通鋁合金的減振功能較差。目前對(duì)減振鋁合金的研究有87105901.O號(hào)專利申請(qǐng)公開提供了一種具有高耐磨、耐蝕性能的A卜Zn高阻尼合金。混合稀土Re的加入，提高了合金的耐磨和耐蝕性，通過(guò)合理選擇熱處理工藝，以獲得佳的阻尼性能。合金的^#為22%，阻尼系數(shù)為O.0022。但是，合金中有過(guò)多的鋅會(huì)明顯降低材料的力學(xué)性能。另外，該材料必須通過(guò)熱處理才能獲得較佳的阻尼性能，成本高。CN1068774號(hào)申請(qǐng)公開了一種高阻尼鋁合金層壓復(fù)合板，其特征在于它由增強(qiáng)型鋁合金的中間層與復(fù)合在兩側(cè)的高阻尼鋁合金層組成。層間可加入過(guò)渡層，外面可加上耐腐蝕的鋁外包層。高阻尼鋁合金實(shí)際是^#55-80%其余主要為鋁的鋅鋁合金，增強(qiáng)型鋁合金是鋁鎂合金。通過(guò)復(fù)合增加了界面，有益于阻尼性能的提高。但是，這種材料受限于零件的形狀。另外，層板的復(fù)合制備的成本高。200810050400.8號(hào)專利申請(qǐng)公開擠出變形阻尼鋁-鎂合金及制備方法，該合金的組成為Mg占10wt。/。，La占(0.02-0.80)wt%,雜質(zhì)元素Fe、Ni、Cu和Si的總量小于O.05wt%,用A1平衡總量到100wt。/。。該合金加入3。/。的Si,鑄態(tài)力學(xué)性能特別是伸長(zhǎng)率不高，要提高性能必須進(jìn)行擠出加工，因此使生產(chǎn)成本增高。200310122739.l號(hào)專利申請(qǐng)公開一種TiB2/Al高阻尼復(fù)合材料的制備工藝。該復(fù)合材料的成分重量百分比組成為，Si4~13%，Cu0-8%,Mg0-1.3%,Mn0~0.9%，TiB20.1~20%,其余為A1。該材料用TiB2做增加界面的相。存在的問(wèn)題是，第二相為實(shí)心相，材料中的界面只和相的外表面有關(guān)。三
發(fā)明內(nèi)容解決問(wèn)題本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種具有重量輕、阻尼性能良好、成本低、高力學(xué)性能的減振鋁合金和相應(yīng)基體的多孔復(fù)合材料。技術(shù)方案一種減振鋁合金，合金成分的質(zhì)量百分含量為6-9%Zn，3~5%Sn，2.5-3.5%Pb,其余為Al。其中，合金中還含有質(zhì)量百分含量為0.5~5%的Mg元素；其中，合金中還含有質(zhì)量百分含量為0.01~0.05%的Ti元素；其中，合金中還含有質(zhì)量百分含量為0.01~0.05%的Sr元素；在含Sn、Pb、Zn、Mg的鋁合金中還含有質(zhì)量百分含量為0.01~0.05%的Sr元素；以及在含Sn、Pb、Zn、Ti的鋁合金中含有質(zhì)量百分含量為0.01~0.05%的Sr元素。以及在含Sn、Pb、Zn、Mg、Ti的鋁合金中含有質(zhì)量百分含量為0.01~0.05%的Sr元素。一種含上述減振鋁合金的多孔復(fù)合材料，該材料為含有無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒的金屬基復(fù)合材料，所述金屬基為上述減振鋁合金，所述無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒為具有微孔的沸石和膨脹蛭石，沸石和膨脹蛭石在合金中的尺寸為0.5-lmm,無(wú)#幾非金屬相混合顆粒所占多孔復(fù)合材料中的體積百分比為20-50%,沸石和膨脹蛭石無(wú)機(jī)相混合顆粒的重量比為1:9-9:1。所述金屬基成份的重量百分含量也可為6~9%的Zn,3~5%的Sn,2.5~3.5%的Pb,其余為Al;或金屬基成份的重量百分含量為6~9%的Zn,3-5%的Sn,2.5~3.5%的Pb，0.5~5。/。的Mg，其余為Al;或金屬基成份的重量百分含量為6~9%的Zn,3~5%的Sn,2.5~3.5%的Pb,0.01~0.05%的Ti,其余為Al;或金屬基成份的重量百分含量為6~9%的Zn,3~5%的Sn,2.5~3.5%的Pb,0.5~5。/。的Mg,0.01~0.05%的Ti,0.01~0.05%的Sr,其余為Al。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的減振鋁合金，僅使用普通錫、鉛、鋅等常規(guī)元素，避開了使用大量的稀貴元素；不需要熱處理或擠出工藝，生產(chǎn)制備工藝簡(jiǎn)單，合金的成本較低；合金不僅具有良好的阻尼減振性，而且具有足夠的強(qiáng)度和韌性。以該合金制備的微孔復(fù)合材料具有更高的阻尼減振功能。本發(fā)明阻尼性能良好、成本低的減振鋁合金和相應(yīng)基體的多孔復(fù)合材料。彿石的晶體格架中有各種大小不同的空穴和通道，而膨脹蛭石有細(xì)小的空氣隔層。因此復(fù)合材料中界面的數(shù)量會(huì)大大增加，因而能迅速有效的衰減振動(dòng)，增大了材料對(duì)的阻尼性。通過(guò)沸石和蛭石的混用，可以在復(fù)合材料中不僅分布有空穴和通道，而且分布有細(xì)小的空氣隔層，使復(fù)合材料能夠有效衰減各種形式的振動(dòng)。沸石的密度界于1.92-2.88g/cm3，膨脹蛭石密度小于2.7g/cm3。而許多陶瓷材料的密度都比沸石和膨脹蛭石的高，如TiB2的密度達(dá)4.52g/cm3?？梢?，本發(fā)明多孔復(fù)合材料的重量輕。四圖1本發(fā)明為含6-9%Zn,3-5%Sn,2.5-3.5%Pb,其余為Al的合金的多孔復(fù)合材料的組織。圖中亮處為加入的無(wú)^^非金屬相。五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，以下實(shí)施例一至實(shí)施例五中的質(zhì)量百分含量取值范圍，表示原料的可以該含量范圍內(nèi)任取質(zhì)量，每個(gè)實(shí)施例都可以形成多種用量關(guān)系。實(shí)施例一減振鋁合金的制備方法，制備方法為按照質(zhì)量百分含量為6-9%Zn、3-5%Sn、2.5-3.5%Pb、其余為Al的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純A1錠、純Sn條、純Pb塊、Zn鏡j文入蚶堝電阻爐中一起加熱熔化，當(dāng)鋁熔液溫度達(dá)700'C時(shí)，加入0.8-1.5%的氯化錳精練劑進(jìn)行精練處理，處理時(shí)間為5-15分鐘，隨后澆入成型模具形成鋁合金。實(shí)施例二減振鉉合金的制備方法為按照質(zhì)量百分含量為6~9%Zn、3~5%Sn、2.5~3.5%Pb、0.5~5%的Mg、其余為Al的合金成分配比進(jìn)行配料，將上述配好的純A1錠、純Sn條、純Pb塊、Zn錠、Mg錠一起放入坩堝電阻爐中加熱熔化，當(dāng)鋁熔液溫度達(dá)700'C時(shí)，加入0.8-1.5%的氯化錳精練劑進(jìn)行精練處理，處理時(shí)間為5-15分鐘，隨后澆入成型;fi具形成鋁合金。實(shí)施例三按照質(zhì)量百分含量為6-9%Zn、3~5%Sn、2.5-3.5%Pb、0.01~0.05%的Ti、其余為Al的合金成分配比進(jìn)行配料，制備過(guò)程同實(shí)施例一。其中Ti金屬元素以中間合金塊Al-Ti的形式加入。實(shí)施例四按照質(zhì)量百分含量為6—9%Zn、3-5%Sn、2.5—3.5%Pb、0.01~0.05%的Sr,其余為Al的合金成分配比進(jìn)行配料，制備過(guò)程同實(shí)施例一。其中Sr金屬元素可以中間合金塊Al-Sr的形式加入。實(shí)施例五按照質(zhì)量百分含量為6~9%Zn、3~5%Sn、2.5~3.5%Pb、0.5~5%的Mg,0.01~0.05。/o的Sr,其余為Al的合金成分配比進(jìn)行配料，制備過(guò)程同實(shí)施例二。其中Sr金屬元素可以中間合金塊A1-Sr的形式加入。實(shí)施例六制備多孔復(fù)合材料的方法為將實(shí)施例一制得的減振鋁合金為金屬基，削制成平均尺寸為2-5mm的粒塊，然后和平均粒度尺寸為0.5-l咖的沸石和膨脹蛭石無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒均勻混合，沸石和膨脹蛭石無(wú)機(jī)相混合顆粒的重量比為1:9~9:1,無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒和鋁合金粒塊的體積比為1:1~5,其后將混合物it7v成型模具中壓實(shí)，將模具加熱升溫至670-70(TC,保溫20-30min后將模具放入充有氬氣容器中冷卻至室溫，得到減振鋁合金為基體的多孔復(fù)合材料。實(shí)施例七以實(shí)施例二制得的鋁合金為金屬基，沸石和膨脹蛭石為無(wú)機(jī)非金屬相，沸石和膨脹蛭石無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒的重量比為2:8,無(wú)機(jī)非金屬相和金屬相的體積比為1:1,制備方法同實(shí)施例六。實(shí)施例/\:以實(shí)施例三制得的鋁合金為金屬基，沸石和膨脹蛭石為無(wú)機(jī)非金屬相，沸石和膨脹蛭石無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒的重量比為5:5,無(wú)機(jī)非金屬相和金屬相的體積比為1:3,制備方法同實(shí)施例六。實(shí)施例九以實(shí)施例四制得的鋁合金為金屬基，沸石和蛭石為無(wú)機(jī)非金屬相，沸石和蛭石無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒的重量比為8:2，無(wú)才幾非金屬相和金屬相的體積比為1:5,制備方法同實(shí)施例六。實(shí)施例十以實(shí)施例五制得的鋁合金為金屬基，沸石和膨脹蛭石為無(wú)機(jī)非金屬相，沸石和膨脹蛭石無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒的重量比為1:9,無(wú)機(jī)非金屬相和金屬相的體積比為1:2,制備方法同實(shí)施例六。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表l減振鋁合金性能對(duì)照表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>對(duì)比材料為現(xiàn)有技術(shù)所得產(chǎn)品，產(chǎn)品l、產(chǎn)品2、產(chǎn)品3、產(chǎn)品4為本發(fā)明所得產(chǎn)品。由表l可見，本發(fā)明的鋁合金產(chǎn)品其抗拉強(qiáng)度明顯提高，伸長(zhǎng)率也有很大程度增大。而且本發(fā)明的減振鋁合金較對(duì)比材料具有更好的阻尼減振效果。表2多孔復(fù)合材料性能對(duì)照表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>產(chǎn)品2基體合金的成分為6%Zn,3Sn，3%Pb，3°/。Mg,其余為Al。無(wú)才幾相混合顆4立和基體合金的體積比為l:5。13-36產(chǎn)品3基體合金的成分為7%Zn，4%Sn,3.5%Pb,5%Mg,0.03%Ti，其余為A1。無(wú)才M目混合顆粒和基體合金的體積比為1:5。13-41產(chǎn)品4基體合金的成分為8%Zn,4%Sn，2.5%Pb,4%Mg，0.02%Ti,0.05%Sr，其余為Al。基體合金和無(wú)機(jī)相混合顆粒的體積比為l:1。20-48對(duì)比材料為現(xiàn)有技術(shù)所得產(chǎn)品，產(chǎn)品l、產(chǎn)品2、產(chǎn)品3、產(chǎn)品4為采用本發(fā)明方法制得的產(chǎn)品。由表2可見，本發(fā)明的多孔復(fù)合材料較對(duì)比材料具有更好的阻尼減振效果。權(quán)利要求1、一種減振鋁合金，合金成分的質(zhì)量百分含量為6～9％的Zn，3～5％的Sn，2.5～3.5％的Pb，其余為Al。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振鋁合金，其中，合金中還含有質(zhì)量百分含量為0.5~5%的Mg元素。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的減振鋁合金，其中，合金中還含有質(zhì)量百分含量為0.01~0.05%的Ti元素。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的減振鋁合金，其中，合金中還含有質(zhì)量百分舍量為0.01~0.05%的Sr元素。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的減振鋁合金，其中，合金中還含有質(zhì)量百分含量為0.01~0.05。/o的Sr元素。6、一種含有減振鋁合金的多孔復(fù)合材料，該材料為一種含有無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒的金屬基復(fù)合材料，所述金屬基為上述減振鋁合金，所述無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒為具有微孔的沸石和膨脹蛭石，沸石和膨脹蛭石在合金中的尺寸為0.5~lmm,無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒所占多孔復(fù)合材料中的體積百分比為20-50%,沸石和膨脹蛭石無(wú)4幾相混合顆粒的重量比為1:9-9:1。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的多孔復(fù)合材料，其中，所述金屬基成份的重量百分含量為6~r/o的Zn,3-5。/。的Sn，2.5~3.5%的Pb,其余為Al。8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的多孔復(fù)合材料，其中，所述金屬基成份的重量百分含量為6~9%的Zn，3—5%的Sn,2,5~3.5%的Pb,0.5~5%的Mg,其余為Al。9、根據(jù)權(quán)利要求6所述的多孔復(fù)合材料，其中，所述金屬基成份的重量百分含量為6~9。/o的Zn,35。/。的Sn，2.5—3.5。/。的Pb,0.01~0,05%的Ti，其余為Al。10、根據(jù)權(quán)利要求6所述的多孔復(fù)合材料，其中，所述金屬基成份的重量百分含量為6~9%的Zn,3~5%的Sn,2.5~3.5%的Pb,0.5~5%的Mg,0.01~0.05%的Ti,0.01~0.05%的Sr,其余為Al。全文摘要本發(fā)明提供一種具有重量輕、阻尼性能良好、成本低的減振鋁合金和相應(yīng)基體的多孔復(fù)合材料。減振鋁合金，合金成分的質(zhì)量百分含量為6～9％Zn，3～5％Sn，2.5～3.5％Pb，其余為Al。含有上述減振鋁合金的多孔復(fù)合材料，該材料為含有無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒的金屬基復(fù)合材料，所述金屬基為上述耐蝕鎂合金，所述無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒為具有微孔的沸石和膨脹蛭石，沸石和膨脹蛭石在合金中的尺寸為0.5～1mm，無(wú)機(jī)非金屬相混合顆粒所占多孔復(fù)合材料中的體積百分比為20-50％，沸石和膨脹蛭石無(wú)機(jī)相混合顆粒的重量比為1∶9～9∶1。文檔編號(hào)C22C21/10GK101476068SQ20091002833公開日2009年7月8日申請(qǐng)日期2009年1月21日優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日發(fā)明者玲王,趙浩峰申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)