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