[发明专利]挤出变形阻尼铝－镁合金及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及挤出变形阻尼铝-镁合金及制备方法。

背景技术

铝基阻尼合金有很强烈的市场需求，同时也是近30年来国内外重点研究的阻尼合金之一。但是，直到目前为止，作为结构-功能一体化材料的铝基阻尼合金，其所存在品种稀缺、阻尼效果不良、阻尼频段过窄等问题没有得到根本解决，许多情况下，不得不用铸铝、铝合金层压板或铸铝-铸铁预浇件等替代。

2004年，中国兵工52所发表了“高阻尼铝合金性能研究”一文。文章揭示，用其新开发的高阻尼铝合金替代ZL104合金(一种铸铝)用于制造坦克车体风扇，能量衰减率达一倍以上，降噪约5-6dB。其新开发的高阻尼合金组成为铝中添加约35wt％的Zn，很少量的Mg和Cu；该高阻尼合金在共振频段为1-4Hz下，60℃时阻尼系数Q^-1为0.006，10℃-20℃温区内阻尼系数Q^-1仍能达到0.005；该合金密度约为3.5g/cm³、抗拉强度(σ_b)约为325MPa、伸长率为5.7％。该合金相对不足表现在：阻尼系数相对较小、合金密度过大，超出常规铝合金密度(平均2.8g/cm³)的25％(兵器材料科学与工程，2004年，27卷，1期，P13-15)。

1989年，中国专利局公开了中国东南大学申请的题为“高耐磨、耐蚀、高阻尼铝锌铸造合金”的87105901.0号专利，该专利揭示的铝基代表性合金及其相关性能为：合金组成为：Al为74.2wt.％、Cu为0.75wt.％、Si为3wt.％、RE为0.21wt.％和Zn为22wt.％；阻尼系数Q^-1为0.0022；由于该专利文件撰写简单，其阻尼系数Q^-1获得所采用频率并未给出。显然，该专利在组成、设计等多方面与本发明显著不同，不构成对本发明新颖性限制。

用铝基金属复合材料弥补铝基阻尼合金存在品种稀缺、阻尼效果不良、阻尼频段过窄的发明也有专利揭示。诸如：2002年美国专利商标局公开的USP6,346,132号专利，揭示了在铝合金混入一定量Ti-Ni粉或Cu-Zn-Al合金粉等制造出阻尼材料；2004年中国专利局公开的CN200310122739.1号专利揭示利用原位反应，在熔炼铸铝或硬铝过程中生成0.1～20％的TiB₂制备高阻尼复合材料的方法；显然，该发明金属复合材料与本发明的“合金”的IPC分类等都不同，不构成对本发明新颖性的限制。

由于开发不出理想的高阻尼铝基合金，实际应用中世界多数国家采用铸铝代替的方法。铸铝改性用于铝基阻尼合金的专利或文章也有公开或发表。诸如：1987年美国专利商标局公开的USP 4,684,414号专利中揭示：Al-9Si系高阻尼铝基合金在1Hz下可获得阻尼系数Q^-1约为0.002的数值；类似的专利还有1989年美国专利商标局公开的USP4,859,252号专利；2006年中国专利局公开的CN200610050636.2号专利对铸铝107(ZL107)生产工艺的改进；2003年中国科技期刊“兵器材料科学与工程”报道的“通过优化热处理工艺，使铸铝ZL356中块状Si析出相球化，可使阻尼系数从10^-4数量级提高到10^-3数量级，其中在频率为237Hz，对于ZL356铸铝通过优化热处理，其阻尼系数Q^-1达到0.00113”的报道(兵器材料科学与工程，2003年，26卷，6期，P10-18)。显然，上述针对以添加Si为主的铸铝研究或发明不构成对本发明新颖性的限制。

用低阻尼铸铝和铸铁混合使用的复合阻尼合金也有发明，如将Al-Si-Cu-Mg系铸铝合金液倾倒进球墨铸铁构件中、铸造出铸铝-铸铁复合阻尼器件，这在1999年美国专利商标局公开的题为“改善阻尼性的铝合金内插件及其制备方法”的USP 5,976,709号专利中有所揭示。另外，将“橡胶钢板”作为阻尼材料使用的原理移植到铝合金层压板上，也有较多文章报道和专利公开。例如：1993年，中国专利局公开的题为“高阻尼铝合金层压复合板”的CN91106755.8号专利；1999年，日本专利局公开的题为“易热成型阻尼铝板-树脂的三明治形复合材料”的JP11221876号专利；2007年，中国专利局公开的题为“低模量高阻尼无定形碳纤维铝基复合材料及其制备方法”的CN200610010600.1号专利等。这些复合材料或复合材料得到的构件、不构成对本发明合金的新颖性限制。