一种宽频段高阻尼铝合金及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种宽频段高阻尼铝合金，以重量百分比含量由以下组分构成：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%，Fe：小于0.02%，Ni：小于0.01%，Cu：小于0.02%，Si：小于0.005%，余量为Al和不可避免的杂质。通过具体组分的搭配以及具体制备方法的设置，使得产品具有高阻尼和高强度等性能。
【专利说明】一种宽频段高阻尼铝合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于合金领域，特别是涉及一种宽频段高阻尼铝合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 通过特定制备方法得到的铝合金(铝镁合金）具有良好的强度、在宽频段和宽温度 区间内有较好阻尼性、热处理后阻尼性能降低很小或升高的铝合金有着很好的市场需求。 例如。无人侦察机支撑平台框架及舰船上减振部件，这些部件需要材料具有轻量化、较好的 阻尼性、抗腐蚀、强度高和易于热处理等性能，亟待开发出一种阻尼性能良好，并且抗拉强 度、屈服强度以及伸长率较好的合金。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提出一种宽频段高阻尼铝合金； 本发明的目的之二在于提出一种宽频段高阻尼铝合金的制备方法； 一种宽频段高阻尼铝合金，所述铝合金以重量百分比含量由以下组分构成：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%，Fe :小于 0· 02%，Ni :小于 0· 01%，Cu :小于 0· 02%，Si :小于 0. 005%，余量为A1和不可避免的杂质。
[0004] 作为优选，所述RE为混合稀土，其中Y :11?18%，Pr :6?9%，Nd :4?8%，La :21?26%，余 量为Ce和不可避免的杂质。
[0005] 作为优选，所述宽频段为2(TllOHz。
[0006] -种前述宽频段高阻尼铝合金的制备方法，包括如下步骤： (1) 按照前述铝合金组分准备原料，其中Α1和Mg均以纯度99. 99%的Α1锭和Mg锭形 式准备，其它组分均以中间合金形式准备； (2) 先将22?26%的铝锭加入到电阻炉中作为底料，电阻炉升温到35(T410°C预热，保温 5~15min，然后迅速将电阻炉升温到75(T780°C，待铝锭全部融化后，加入镁锭和其它中间合 金，再加入剩余的铝锭，待炉料全部融化之后，电磁搅拌25~41s，将炉温降到71(T735°C，保 温 25?61min ; (3) 采用快速真空吸铸的方法得到铸态的合金铸棒，所述快速真空吸铸吸铸时间为 2?5s，合金铸棒长度为1?1. 25m ; (4) 将步骤（3 )得到的合金铸棒放入感应线圈中，感应加热:T6min，感应线圈的功率为 1. 3~1. 6千瓦，然后放入1(T15°C的淬火液中进行淬火处理； (5) 将淬火之后的合金铸棒在感应线圈中感应加热到16(T210°C，保温15~20min后，空 冷至室温； (6) 将回火之后的合金铸棒进行退火，所述退火为在感应线圈中以0. 8~1. 1千瓦加热 1. 1 2. Omin，然后从感应线圈中取出后自然冷却到室温； (7 )将步骤（6 )处理之后的合金铸棒再次放入感应线圈中，感应加热2~5min，感应线圈 的功率为1. 4~1. 7千瓦，然后放入80~85°C的热水中淬火； (8) 将淬火之后的合金铸棒在感应线圈中加热到16(T210°C，保温16~28min后，空冷至 室温； (9) 将步骤（8)回火之后的合金铸棒再次进行退火，所述退火为在感应线圈中以 0. 7~1. 0千瓦加热广2. 5min，然后从感应线圈中取出后自然冷却到室温；得到宽频段高阻 尼铝合金。
[0007] 本发明的效果在于： 1，通过特定组分和特定热处理方式的搭配，使得该高阻尼铝合金具有良好的阻尼系 数； 2, 通过热处理的具体参数的搭配，使得铝合金的强度、韧性等性能得到大幅提高； 3, 通过对合金各组分的合理控制，使得阻尼合金的密度较低，成本相对较低。
【具体实施方式】
[0008] 实施例1 一种宽频段高阻尼铝合金，其特征在于，所述铝合金以重量百分比含量由以下组分 构成：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%，Fe :小于 0· 01%，Ni :小于 0· 01%，Cu :小 于0. 01%，Si :小于0. 005%，余量为A1和不可避免的杂质；所述RE为混合稀土，其中Y :16%， Pr :8%，Nd :6%，La :24%，余量为Ce和不可避免的杂质。
[0009] 所得合金在20Hz下阻尼系数为0· 0622, 40Hz下为0· 0487, 60Hz下为0· 0401，80Hz 下为0.0322, 100Hz下为0.0312,其中阻尼系数的单位为tan δ ;室温下抗拉强度为 269MPa，屈服强度为218MPa，伸长率为7. 1%。
[0010] 实施例2 : 一种宽频段高阻尼铝合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 按照铝合金组分准备原料，其中A1和Mg均以纯度99. 99%的A1锭和Mg锭形式准 备，其它组分均以中间合金形式准备； (2) 先将24%的铝锭加入到电阻炉中作为底料，电阻炉升温到392°C预热，保温llmin， 然后迅速将电阻炉升温到762°C，待铝锭全部融化后，加入镁锭和其它中间合金，再加入剩 余的铝锭，待炉料全部融化之后，电磁搅拌32s，将炉温降到723°C，保温42min ; (3) 采用快速真空吸铸的方法得到铸态的合金铸棒，所述快速真空吸铸吸铸时间为4s， 合金铸棒长度为1. 13m ; 其中合金铸棒中所述铝合金以重量百分比含量由以下组分构成：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%，Fe :0· 008%，Ni :0· 003%，Cu :0· 0009%，Si :0· 0009%，余量为 A1 和不可避免的杂质；所述RE为混合稀土，其中Y :14%，Pr :7. 2%，Nd :5%，La :25%，余量为Ce 和不可避免的杂质； (4) 将步骤（3)得到的合金铸棒放入感应线圈中，感应加热4min，感应线圈的功率为 1. 4千瓦，然后放入13°C的淬火液中进行淬火处理；
【权利要求】
1. 一种宽频段高阻尼铝合金，其特征在于，所述铝合金以重量百分比含量由以下 组分构成：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%，Fe :小于 0· 02%，Ni :小于 0· 01%，Cu :小于 0. 02%，Si :小于0. 005%，余量为A1和不可避免的杂质。
2. 根据权利要求1所述的宽频段高阻尼铝合金，其特征在于，所述RE为混合稀土，其中 Y :11?18%，Pr :6?9%，Nd :4?8%，La :21?26%，余量为Ce和不可避免的杂质。
3. 根据权利要求1所述的宽频段高阻尼铝合金，其特征在于，所述宽频段为2(TllOHz。
4. 一种权利要求1所述宽频段高阻尼铝合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 按照权利要求1所述铝合金组分准备原料，其中Α1和Mg均以纯度99. 99%的Α1锭 和Mg锭形式准备，其它组分均以中间合金形式准备； (2) 先将22?26%的铝锭加入到电阻炉中作为底料，电阻炉升温35(T41(TC预热，保温 5~15min，然后迅速将电阻炉升温到75(T780°C，待铝锭全部融化后，加入镁锭和其它中间合 金，再加入剩余的铝锭，待炉料全部融化之后，电磁搅拌25~41s，将炉温降到71(T735°C，保 温 25?61min ; (3) 采用快速真空吸铸的方法得到铸态的合金铸棒，所述快速真空吸铸吸铸时间为 2?5s，合金铸棒长度为1?1. 25m ; (4) 将步骤（3 )得到的合金铸棒放入感应线圈中，感应加热:T6min，感应线圈的功率为 1. 3~1. 6千瓦，然后放入1(T15°C的淬火液中进行淬火处理； (5) 将淬火之后的合金铸棒在感应线圈中感应加热到16(T210°C，保温15~20min后，空 冷至室温； (6) 将回火之后的合金铸棒进行退火，所述退火为在感应线圈中以0. 8~1. 1千瓦加热 1. 1 2. Omin，然后从感应线圈中取出后自然冷却到室温； (7 )将步骤（6 )处理之后的合金铸棒再次放入感应线圈中，感应加热2~5min，感应线圈 的功率为1. 4~1. 7千瓦，然后放入80~85°C的热水中淬火； (8) 将淬火之后的合金铸棒在感应线圈中加热到16(T210°C，保温16~28min后，空冷至 室温； (9) 将步骤（8)回火之后的合金铸棒再次进行退火，所述退火为在感应线圈中以 0. 7~1. 0千瓦加热广2. 5min，然后从感应线圈中取出后自然冷却到室温；得到宽频段高阻 尼铝合金。
【文档编号】C22F1/047GK104046857SQ201410313531
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】钟小武 申请人:钟小武