一种具有高阻尼特性的金属结构件及其制备方法技术

一种具有高阻尼特性的金属结构件，其特征在于：该金属结构件的表面具有至少一层的复合涂层，复合涂层由多孔泡沫网镶嵌低弹性模量金属材料组成，层厚在０．５～１０ｍｍ之间。所述多孔泡沫网的材料为纯金属或合金，网孔径为０．２～５ｍｍ。所述低弹性模量金属材料的弹性模量在５０ＧＰａ以下。因此本发明专利技术具有金属阻尼涂层强度高，阻尼层损耗因子高，阻尼适用温度范围宽的特点，可有效减振、降噪。同时本发明专利技术还具有无毒、无味、不燃烧、无污染环境和使用安全等特点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阻尼技术，具体说是一种具有高阻尼特性的金属结构件及其制备工方法。
技术介绍
对振动部件减振降噪的现有技术一般是在振动部件表面粘贴橡胶或涂敷一层阻尼层，该阻尼涂层材料主要为非金属有机树脂高分子聚合物粘弹性材料，这些非金属有机物阻尼涂层的缺点是有效阻尼使用温度范围窄，强度低，易老化、开裂和脱落，从而严重影响阻尼材料阻尼性能的发挥和使用。另外，溶剂型有机物阻尼涂料也具有污染环境，有毒，易燃，易爆等缺点，在涂料的生产、涂层的施工以及涂料的运输和使用过程中都会对安全带来极大的威胁。弹性材料均匀振动的波动方程为▿4η+3ρ(1-σ2)Eh∂η∂t=0]]>当复合结构件(以双层板或梁为例)由具有不同柏松比和杨氏弹性模量的双层或多层组成时(图1.)，由于一个或多个物理量(包括弹性模量，泊松比，密度)不同，各层对外加激励的响应必然不同，导致双/多层板各层对同一振动激励的响音(振动趋势)出现差异(图2)；板上任何一点的实际振动或者由于各层之间的相互约束而介于各层的振动趋势之间，或者由于各层之间的相互抵消而低于最小振动趋势(图3)。因此通过表面复合处理方法，可以使金属材料表面形成双层或多层结构可以降低材料构件对振动激励的响应，从而达到减振降噪的目的。但是目前为止，在金属振动部件表面制造由金属或合金泡沫网和低弹性模量金属或合金组成的高阻尼金属涂层制备方法未见报导。专利技术的
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有高阻尼特性的金属结构件及其制备工艺方法。该阻尼涂层金属结构件品质优良，具有较宽的阻尼适用温度范围，且制备工艺简单，操作方便。本专利技术提供了一种具有高阻尼特性的金属结构件，其特征在于该金属结构件的表面具有至少一层的复合涂层，复合涂层由多孔泡沫网镶嵌低弹性模量金属材料组成，层厚0.5～10mm之间。本专利技术具有高阻尼特性的金属结构件中，所述多孔泡沫网的材料为纯金属或合金，网孔径为0.2～5mm。所述低弹性模量金属材料的弹性模量最好在50GPa以下。本专利技术还提供了一种上述具有高阻尼特性的金属结构件的制备方法，其特征在于过程如下——把预涂覆部件表面进行除污、除油和活化处理；——把多孔泡沫网焊接在已处理干净的金属部件表面上；——把低弹性模量的金属或合金熔体注入已焊好的泡沫网中，从而获得高阻尼金属涂层。——在已获得的金属涂层上再重复上述步骤2和3涂覆一层或几层不同弹性模量的金属材料。本专利技术具有高阻尼特性的金属结构件还可以通过另一种方法制备，其特征在于过程如下——把预涂覆部件表面进行除污、除油和活化处理；——把多孔泡沫网焊接在已处理干净的金属部件表面上；——在泡沫网中，先后浇入不同的低弹性模量的金属或合金熔体。本专利技术具有高阻尼特性的金属结构件的制备方法中，可以采用钎焊的方法将泡沫网与金属基体连接在一起。由本专利技术提供的方法所制造的高阻尼金属结构件由于是由多孔泡沫网和低弹性模量金属或合金组成高阻尼复合层，高强度金属部件作为基体，因此本专利技术具有金属阻尼涂层强度高，阻尼层损耗因子高，阻尼适用温度范围宽的特点，可有效减振、降噪。同时本专利技术还具有无毒、无味、不燃烧、无污染环境和使用安全等特点。本专利技术提供的方法适用于在各种金属振动部件表面制备高阻尼金属涂层，特别适用于在金属部件表面制造由金属或合金泡沫网和低弹性模量金属或合金组成的高阻尼金属涂层，使振动部件成为具有弹性模量差异大，结合力好的双层或多层结构，提高了振动部件的振动阻尼，从而达到减振降噪的目的。另外，本高阻尼金属阻尼涂层除减振降噪这一主要功能外，还具有一定的辐射防护性能。附图说明图1为具有不同柏松比和杨氏弹性模量的双层板结构示意图；图2为具有不同柏松比和杨氏弹性模量的双层板各层振动趋势示意图；图3为为具有不同柏松比和杨氏弹性模量的双层板实际振动示意图；图4为具有高阻尼特征的金属试样结构示意图。具体实施例方式实施例11.把预涂覆1Cr18Ni9Ti试样片150×10×2(mm)浸入温度为70℃，浓度为30％NaOH溶液中浸泡20分钟，除去表面油污；然后用清水冲洗后，再浸入温度为20℃，浓度为10％HCl溶液中10分钟后取出；最后用清水冲洗，并吹干表面的水分，从而获得了干净活化的金属表面。2.把焊剂和焊料均匀放到已被活化的部件表面上，再把孔径0.5mm，厚度2mm的多孔镍金属泡沫网平整放到焊剂和焊料上，用高频加热将焊料熔化，待焊料熔体冷却凝固后就把多孔镍泡沫网牢固的焊接在部件的表面上。3.用坩埚将纯金属铟熔化成液态熔体，把熔融的金属铟浇入到已焊好的多孔镍泡沫网中，待金属铟冷却凝固后，即可在金属部件表面上获得厚度为2mm，结合牢固的高阻尼金属涂层，见图4，图中1-多孔金属泡沫网，2-阻尼合金，3-基体本金属结构件损耗因子比未进行涂覆部件本身高1-2个数量级，tgδ达到4.53×10-3。实施例21.把预涂覆40Cr试样片150×10×2(mm)用金属洗净剂清洗，除去表面油污，待表面水分干燥后，用直径1mm左右的玻璃丸，气压0.4Ma对已除油污的表面进行喷丸处理，获得干净的毛化表面。2.多孔泡沫网的焊接同实施例1中的步骤2。3.用坩埚将金属铅融化成液态熔体，把熔融的金属铅注入到已焊好的多孔镍泡沫网，待冷却凝固后获得了厚度为2mm，结合牢固的高阻尼金属涂层。金属结构件损耗因子tgδ为4.95×10-3。实施例3把孔径1.0mm，厚度2.0mm的多孔铜泡沫网平整地焊接到到由实施例2获得的涂层上，把熔融的锡-铅合金(PbSn6.5)注入到多孔铜泡沫网，待冷却凝固后获得了结合牢固的双层高阻尼金属涂层。金属结构件损耗因子tgδ为4.72×10-3。权利要求1.一种具有高阻尼特性的金属结构件，其特征在于该金属结构件的表面具有至少一层的复合涂层，复合涂层由多孔泡沫网镶嵌低弹性模量金属材料组成，层厚在0.5～10mm之间。2.按照权利要求1所述具有高阻尼特性的金属结构件，其特征在于所述多孔泡沫网的材料为纯金属或合金，网孔径为0.2～5mm。3.按照权利要求1所述具有高阻尼特性的金属结构件，其特征在于所述低弹性模量金属材料的弹性模量在50GPa以下。4.一种权利要求1所述具有高阻尼特性的金属结构件的制备方法，其特征在于过程如下——把预涂覆部件表面进行除污、除油和活化处理；——把多孔泡沫网焊接在已处理干净的金属部件表面上；——把低弹性模量的金属或合金熔体注入已焊好的泡沫网中，从而获得高阻尼金属涂层；——在已获得的金属涂层上再重复上述步骤2和3涂覆一层或几层不同弹性模量的金属材料。5.一种权利要求1所述具有高阻尼特性的金属结构件的制备方法，其特征在于过程如下——把预涂覆部件表面进行除污、除油和活化处理；——把多孔泡沫网焊接在已处理干净的金属部件表面上；——在泡沫网中，先后浇入不同的低弹性模量的金属或合金熔体。6.按照权利要求4或5所述具有高阻尼特性的金属结构件的制备方法，其特征在于采用钎焊的方法将泡沫网与金属基体连接在一起。全文摘要一种具有高阻尼特性的金属结构件，其特征在于该金属结构件的表面具有至少一层的复合涂层，复合涂层由多孔泡沫网镶嵌低弹性模量金属材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高阻尼特性的金属结构件，其特征在于：该金属结构件的表面具有至少一层的复合涂层，复合涂层由多孔泡沫网镶嵌低弹性模量金属材料组成，层厚在０．５～１０ｍｍ之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣龙，单国友，王福会，张峻巍，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]