一种Al3Ti增强Al-Zn基原位复合阻尼材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种Al3Ti增强Al

【技术实现步骤摘要】
一种Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于合金制备
，具体涉及一种Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]阻尼材料的发展伴随着现代工业的进步在不断提高，如今，人们除了对机械要求高速率、高精度、高效率外，还要求机械在工作时的噪声、振动能够越小越好。传统的减振降噪措施主要是通过提高机械刚度、增加附件的方式实现，但这样会导致机械重量和设计复杂度的增加。因此人们开始研究和开发减振材料，减振材料是将振动及噪音转化成热能耗散掉，可以从源头上减轻和防止振动、噪音的影响，减振材料中的Al
‑
Zn基减振阻尼合金因其减振性好、密度低、易加工、价格低等优点受到广泛关注。有研究表明：Al
‑
Zn基合金的阻尼机制源于相界面滑移和晶界的粘滞性流动。合金受到外力后引起相界、晶界滑移，在滑移过程中将产生内耗。外力还会导致晶界处出现应力集中，令软相发生微观塑性变形，从而引起能量的耗散。因此增加相界面和晶界的面积能有效提高合金的阻尼性能。通过向合金中添加稀土Ce等元素作为变质剂，可起到细化晶粒，增加相界面的面积，从而提高其阻尼性能的作用。
[0003]然而Al
‑
Zn合金力学性能相对较差，尤其是其强度相对较低，这在一定程度上限制了该类合金更为广泛的应用。因此提高Al
‑
Zn基合金的综合性能，特别是其力学性能对于该合金的研究开发及应用具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料及其制备方法，该复合阻尼材料可有效解决现有的阻尼材料存在的力学性能差的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料，以原子百分比计，包括Al 40
‑
70 at.％、Zn 40
‑
70at.％、Ce 0
‑
1at.％、Ti 0.5
‑
10at.％。
[0007]进一步地，以原子百分比计，Al 49.9at.％、Zn 49.5at.％、Ce 0.1at.％、Ti 0.5 at.％。
[0008]进一步地，以原子百分比计，Al 49.9at.％、Zn 49at.％、Ce 0.1at.％、Ti 1at.％。
[0009]上述的Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)称取铝块、锌块、Al
‑
Ce合金块和Al
‑
Ti合金块；
[0011](2)将铝块升温至750
‑
800℃并保温，直至铝块完全熔化，向其中加入Al
‑
Ti合金块，待其完全熔化后吹气除渣，保温，然后降温至630
‑
670℃，继续向其中加入锌块，待其完全熔化后吹气除渣，保温，然后再次升温至700
‑
750℃，向其中加入Al
‑
Ce合金块，待其完全
熔化后吹气除渣，保温；
[0012](3)将步骤(2)中内的金属液进行电磁搅拌并保温，然后随炉冷却至室温，得金属铸锭；
[0013](4)将步骤(3)中的金属铸锭加工切割，得试样，将试样升温至400
‑
420℃，保温1h，取出试样进行轧制，得轧制态试样；
[0014](5)将轧制态试样在360
‑
400℃下保温0
‑
10h后进行固溶处理，然后进行水冷淬火，然后在100
‑
200℃下保温0
‑
10h进行时效处理，然后进行水冷淬火，制得。
[0015]进一步地，步骤(1)中Al
‑
Ce合金块中Ce的质量占比为10％，Al
‑
Ti合金块中Ti的占比为10％，Al
‑
Ce合金块和Al
‑
Ti合金块的纯度均大于99wt.％。
[0016]进一步地，步骤(2)中铝块以4℃/min的速度升温。
[0017]进一步地，步骤(2)中保温时间为20
‑
25min。
[0018]本专利技术所产生的有益效果为：
[0019]1、本专利技术通过向Al
‑
Zn
‑
Ce合金中添加Ti元素，获得了一种含有Al3Ti金属间化合物的原位复合组织，Ti元素的添加使合金组织得到细化，Al3Ti为硬质金属间化合物，能作为强化相存在于基体中，使得该原位复合阻尼材料在保证优异阻尼性能的条件下，其力学性能得到较为明显的提升。
[0020]2、本专利技术中通过调整Ti的含量及固溶时效工艺，使得复合阻尼材料的组织、阻尼性能及力学性能得到调控与优化，进而获得综合性能优异的复合阻尼材料。
[0021]3、本专利技术中的制备方法简单，易于操作且生产成本低，具有广泛的应用前景。
附图说明
[0022]图1为实施例1中Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料的OM照片；
[0023]图2为实施例2中Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料的OM照片；
[0024]图3为对比例中Al
‑
Zn基阻尼合金的OM照片；
[0025]图4为实施例1中Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料的阻尼性能
‑
应变振幅曲线；
[0026]图5为实施例2中Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料的阻尼性能
‑
应变振幅曲线；
[0027]图6为对比例中Al
‑
Zn基阻尼合金的阻尼性能
‑
应变振幅曲线；
[0028]图7为实施例1中Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料的室温拉伸曲线；
[0029]图8为实施例2中Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料的室温拉伸曲线；
[0030]图9为对比例中Al
‑
Zn基阻尼合金的室温拉伸曲线。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0032]实施例1
[0033]一种Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料，其制备方法包括以下步骤：
[0034](1)按照49.9at.％Al、49.5at.％Zn、0.1at.％Ce和0.5at.％Ti成分配比称取单质Al块、单质Zn块、Al
‑
Ce合金块和Al本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料，其特征在于，以原子百分比计，包括Al 40
‑
70at.％、Zn 40
‑
70at.％、Ce 0
‑
1at.％、Ti 0.5
‑
10at.％。2.如权利要求1所述的Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料，其特征在于，以原子百分比计，Al 49.9at.％、Zn 49.5at.％、Ce 0.1at.％、Ti 0.5at.％。3.如权利要求1所述的Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料，其特征在于，以原子百分比计，Al 49.9at.％、Zn 49at.％、Ce 0.1at.％、Ti 1at.％。4.权利要求1
‑
3中任一项所述的Al3Ti增强Al
‑
Zn基原位复合阻尼材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取铝块、锌块、Al
‑
Ce合金块和Al
‑
Ti合金块；(2)将铝块升温至750
‑
800℃并保温，直至铝块完全熔化，向其中加入Al
‑
Ti合金块，待其完全熔化后吹气除渣，保温，然后降温至630
‑
670℃，继续向其中加入锌块，待其完全熔化后吹气除渣，保温，然后再次升温至700
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松，张卓琳，胥永刚，吴屹盈，王建烨，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：