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      一種寬頻段高阻尼鋁合金及其制備方法

      文檔序號(hào):3316417閱讀:249來(lái)源:國(guó)知局
      一種寬頻段高阻尼鋁合金及其制備方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及一種寬頻段高阻尼鋁合金,以重量百分比含量由以下組分構(gòu)成:Mg:13.2~15.1%,Ca:0.26~0.58%,Sr:0.11~0.28%,Ba:0.021~0.108%,Ti:1.01~1.59%,Zr:0.52~0.88%,Sc:0.28~0.76%,V:1.02~1.58%,Nb:0.24~0.81%,Cr:0.11~0.46%,Mo:0.23~0.66%,RE:1.12~1.49%,F(xiàn)e:小于0.02%,Ni:小于0.01%,Cu:小于0.02%,Si:小于0.005%,余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。通過(guò)具體組分的搭配以及具體制備方法的設(shè)置,使得產(chǎn)品具有高阻尼和高強(qiáng)度等性能。
      【專利說(shuō)明】一種寬頻段高阻尼鋁合金及其制備方法

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明屬于合金領(lǐng)域,特別是涉及一種寬頻段高阻尼鋁合金及其制備方法。

      【背景技術(shù)】
      [0002] 通過(guò)特定制備方法得到的鋁合金(鋁鎂合金)具有良好的強(qiáng)度、在寬頻段和寬溫度 區(qū)間內(nèi)有較好阻尼性、熱處理后阻尼性能降低很小或升高的鋁合金有著很好的市場(chǎng)需求。 例如。無(wú)人偵察機(jī)支撐平臺(tái)框架及艦船上減振部件,這些部件需要材料具有輕量化、較好的 阻尼性、抗腐蝕、強(qiáng)度高和易于熱處理等性能,亟待開(kāi)發(fā)出一種阻尼性能良好,并且抗拉強(qiáng) 度、屈服強(qiáng)度以及伸長(zhǎng)率較好的合金。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003] 本發(fā)明的目的在于提出一種寬頻段高阻尼鋁合金; 本發(fā)明的目的之二在于提出一種寬頻段高阻尼鋁合金的制備方法; 一種寬頻段高阻尼鋁合金,所述鋁合金以重量百分比含量由以下組分構(gòu)成:Mg: 13. 2^15. 1%, Ca :0. 26^0. 58%, Sr :0. ?Γ〇. 28%, Ba :0. 02Γ〇. 108%, Ti :1. ΟΓ?. 59%, Zr : 0. 52^0. 88%, Sc :0. 28^0. 76%, V :1. 02^1. 58%, Nb :0. 24^0. 81%, Cr :0. ?Γ〇. 46%, Mo : 0· 23?0· 66%,RE :1. 12?1· 49%,F(xiàn)e :小于 0· 02%,Ni :小于 0· 01%,Cu :小于 0· 02%,Si :小于 0. 005%,余量為A1和不可避免的雜質(zhì)。
      [0004] 作為優(yōu)選,所述RE為混合稀土,其中Y :11?18%,Pr :6?9%,Nd :4?8%,La :21?26%,余 量為Ce和不可避免的雜質(zhì)。
      [0005] 作為優(yōu)選,所述寬頻段為2(TllOHz。
      [0006] -種前述寬頻段高阻尼鋁合金的制備方法,包括如下步驟: (1) 按照前述鋁合金組分準(zhǔn)備原料,其中Α1和Mg均以純度99. 99%的Α1錠和Mg錠形 式準(zhǔn)備,其它組分均以中間合金形式準(zhǔn)備; (2) 先將22?26%的鋁錠加入到電阻爐中作為底料,電阻爐升溫到35(T410°C預(yù)熱,保溫 5~15min,然后迅速將電阻爐升溫到75(T780°C,待鋁錠全部融化后,加入鎂錠和其它中間合 金,再加入剩余的鋁錠,待爐料全部融化之后,電磁攪拌25~41s,將爐溫降到71(T735°C,保 溫 25?61min ; (3) 采用快速真空吸鑄的方法得到鑄態(tài)的合金鑄棒,所述快速真空吸鑄吸鑄時(shí)間為 2?5s,合金鑄棒長(zhǎng)度為1?1. 25m ; (4) 將步驟(3 )得到的合金鑄棒放入感應(yīng)線圈中,感應(yīng)加熱:T6min,感應(yīng)線圈的功率為 1. 3~1. 6千瓦,然后放入1(T15°C的淬火液中進(jìn)行淬火處理; (5) 將淬火之后的合金鑄棒在感應(yīng)線圈中感應(yīng)加熱到16(T210°C,保溫15~20min后,空 冷至室溫; (6) 將回火之后的合金鑄棒進(jìn)行退火,所述退火為在感應(yīng)線圈中以0. 8~1. 1千瓦加熱 1. 1 2. Omin,然后從感應(yīng)線圈中取出后自然冷卻到室溫; (7 )將步驟(6 )處理之后的合金鑄棒再次放入感應(yīng)線圈中,感應(yīng)加熱2~5min,感應(yīng)線圈 的功率為1. 4~1. 7千瓦,然后放入80~85°C的熱水中淬火; (8) 將淬火之后的合金鑄棒在感應(yīng)線圈中加熱到16(T210°C,保溫16~28min后,空冷至 室溫; (9) 將步驟(8)回火之后的合金鑄棒再次進(jìn)行退火,所述退火為在感應(yīng)線圈中以 0. 7~1. 0千瓦加熱廣2. 5min,然后從感應(yīng)線圈中取出后自然冷卻到室溫;得到寬頻段高阻 尼鋁合金。
      [0007] 本發(fā)明的效果在于: 1,通過(guò)特定組分和特定熱處理方式的搭配,使得該高阻尼鋁合金具有良好的阻尼系 數(shù); 2, 通過(guò)熱處理的具體參數(shù)的搭配,使得鋁合金的強(qiáng)度、韌性等性能得到大幅提高; 3, 通過(guò)對(duì)合金各組分的合理控制,使得阻尼合金的密度較低,成本相對(duì)較低。

      【具體實(shí)施方式】
      [0008] 實(shí)施例1 一種寬頻段高阻尼鋁合金,其特征在于,所述鋁合金以重量百分比含量由以下組分 構(gòu)成:Mg :14. 1%,Ca :0· 38%,Sr :0· 18%,Ba :0· 098%,Ti :1· 39%,Zr :0· 68%,Sc :0· 56%,V : 1· 38%,Nb :0· 61%,Cr :0· 36%,Mo :0· 46%,RE :1. 39%,F(xiàn)e :小于 0· 01%,Ni :小于 0· 01%,Cu :小 于0. 01%,Si :小于0. 005%,余量為A1和不可避免的雜質(zhì);所述RE為混合稀土,其中Y :16%, Pr :8%,Nd :6%,La :24%,余量為Ce和不可避免的雜質(zhì)。
      [0009] 所得合金在20Hz下阻尼系數(shù)為0· 0622, 40Hz下為0· 0487, 60Hz下為0· 0401,80Hz 下為0.0322, 100Hz下為0.0312,其中阻尼系數(shù)的單位為tan δ ;室溫下抗拉強(qiáng)度為 269MPa,屈服強(qiáng)度為218MPa,伸長(zhǎng)率為7. 1%。
      [0010] 實(shí)施例2 : 一種寬頻段高阻尼鋁合金的制備方法,其特征在于,包括如下步驟: (1) 按照鋁合金組分準(zhǔn)備原料,其中A1和Mg均以純度99. 99%的A1錠和Mg錠形式準(zhǔn) 備,其它組分均以中間合金形式準(zhǔn)備; (2) 先將24%的鋁錠加入到電阻爐中作為底料,電阻爐升溫到392°C預(yù)熱,保溫llmin, 然后迅速將電阻爐升溫到762°C,待鋁錠全部融化后,加入鎂錠和其它中間合金,再加入剩 余的鋁錠,待爐料全部融化之后,電磁攪拌32s,將爐溫降到723°C,保溫42min ; (3) 采用快速真空吸鑄的方法得到鑄態(tài)的合金鑄棒,所述快速真空吸鑄吸鑄時(shí)間為4s, 合金鑄棒長(zhǎng)度為1. 13m ; 其中合金鑄棒中所述鋁合金以重量百分比含量由以下組分構(gòu)成:Mg :13. 9%,Ca: 0. 36%, Sr :0. 19%, Ba :0. 088%, Ti :1. 12%, Zr :0. 69%, Sc :0. 49%, V :1. 21%, Nb :0. 61%, Cr : 0· 32%,Mo :0· 51%,RE :1. 32%,F(xiàn)e :0· 008%,Ni :0· 003%,Cu :0· 0009%,Si :0· 0009%,余量為 A1 和不可避免的雜質(zhì);所述RE為混合稀土,其中Y :14%,Pr :7. 2%,Nd :5%,La :25%,余量為Ce 和不可避免的雜質(zhì); (4) 將步驟(3)得到的合金鑄棒放入感應(yīng)線圈中,感應(yīng)加熱4min,感應(yīng)線圈的功率為 1. 4千瓦,然后放入13°C的淬火液中進(jìn)行淬火處理;
      【權(quán)利要求】
      1. 一種寬頻段高阻尼鋁合金,其特征在于,所述鋁合金以重量百分比含量由以下 組分構(gòu)成:Mg :13· 2?15. 1%,Ca :0· 26?0· 58%,Sr :0· 11 ?0· 28%,Ba :0· 021 ?0· 108%,Ti : 1. 〇Γ?. 59%, Zr :0. 52^0. 88%, Sc :0. 28^0. 76%, V :1. 02^1. 58%, Nb :0. 24^0. 81%, Cr : 0· 11 ?0· 46%,Mo :0· 23?0· 66%,RE :1. 12?1. 49%,F(xiàn)e :小于 0· 02%,Ni :小于 0· 01%,Cu :小于 0. 02%,Si :小于0. 005%,余量為A1和不可避免的雜質(zhì)。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻段高阻尼鋁合金,其特征在于,所述RE為混合稀土,其中 Y :11?18%,Pr :6?9%,Nd :4?8%,La :21?26%,余量為Ce和不可避免的雜質(zhì)。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻段高阻尼鋁合金,其特征在于,所述寬頻段為2(TllOHz。
      4. 一種權(quán)利要求1所述寬頻段高阻尼鋁合金的制備方法,其特征在于,包括如下步驟: (1) 按照權(quán)利要求1所述鋁合金組分準(zhǔn)備原料,其中Α1和Mg均以純度99. 99%的Α1錠 和Mg錠形式準(zhǔn)備,其它組分均以中間合金形式準(zhǔn)備; (2) 先將22?26%的鋁錠加入到電阻爐中作為底料,電阻爐升溫35(T41(TC預(yù)熱,保溫 5~15min,然后迅速將電阻爐升溫到75(T780°C,待鋁錠全部融化后,加入鎂錠和其它中間合 金,再加入剩余的鋁錠,待爐料全部融化之后,電磁攪拌25~41s,將爐溫降到71(T735°C,保 溫 25?61min ; (3) 采用快速真空吸鑄的方法得到鑄態(tài)的合金鑄棒,所述快速真空吸鑄吸鑄時(shí)間為 2?5s,合金鑄棒長(zhǎng)度為1?1. 25m ; (4) 將步驟(3 )得到的合金鑄棒放入感應(yīng)線圈中,感應(yīng)加熱:T6min,感應(yīng)線圈的功率為 1. 3~1. 6千瓦,然后放入1(T15°C的淬火液中進(jìn)行淬火處理; (5) 將淬火之后的合金鑄棒在感應(yīng)線圈中感應(yīng)加熱到16(T210°C,保溫15~20min后,空 冷至室溫; (6) 將回火之后的合金鑄棒進(jìn)行退火,所述退火為在感應(yīng)線圈中以0. 8~1. 1千瓦加熱 1. 1 2. Omin,然后從感應(yīng)線圈中取出后自然冷卻到室溫; (7 )將步驟(6 )處理之后的合金鑄棒再次放入感應(yīng)線圈中,感應(yīng)加熱2~5min,感應(yīng)線圈 的功率為1. 4~1. 7千瓦,然后放入80~85°C的熱水中淬火; (8) 將淬火之后的合金鑄棒在感應(yīng)線圈中加熱到16(T210°C,保溫16~28min后,空冷至 室溫; (9) 將步驟(8)回火之后的合金鑄棒再次進(jìn)行退火,所述退火為在感應(yīng)線圈中以 0. 7~1. 0千瓦加熱廣2. 5min,然后從感應(yīng)線圈中取出后自然冷卻到室溫;得到寬頻段高阻 尼鋁合金。
      【文檔編號(hào)】C22F1/047GK104046857SQ201410313531
      【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
      【發(fā)明者】鐘小武 申請(qǐng)人:鐘小武
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