提高夹芯梁剥离强度的稀土使用方法技术

本发明专利技术涉及铝基合金加入稀土，从而提高夹芯梁剥离强度的稀土使用方法。特别是涉及针对提高夹芯梁刚性皮肤内表面与多孔金属内芯表面之间粘结强度、在多孔金属内芯的多孔铝配制过程中，加入0.3wt.%至1wt.%混合轻稀土金属元素，到多孔金属内芯所用的铝基合金中，并控制从搅拌到浇铸过程中的稀土反应动力学时间，在此过程中的稀土保持活性的使用方法。夹芯梁刚性皮肤选用耐海水腐蚀的Q235钢，稀土铝合金多孔内芯中包含不燃的珍珠岩矿石，对腐蚀、阻燃和振动能量传递通畅性要求苛刻的船舶上往复和轮转振动机械或震动部件，诸如风机、压缩机和柴电机组，以其吸能为基础来构筑减振、隔震构件或作为浮筏梁杆，提供了防止能量传递断路的新材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝基合金加入稀土，从而。特别 是涉及针对提高夹芯梁刚性皮肤内表面与多孔金属内芯表面之间粘结强度、在多孔金属内 芯的多孔铝配制过程中，加入轻稀土金属元素到多孔金属内芯所用的铝基合金，在此过程 中的稀土使用方法。
技术介绍
具有刚性皮肤、阻尼多孔金属内芯的夹芯梁(metal porous core sandwich beams)，由于其比橡胶钢板具有更好的可烧焊性和耐久性，近年来在许多减振隔振领域，被 直接以材料或构造成简单构件使用。其中刚性皮肤选择矩形方钢、多孔金属内芯选择多孔 铝或多孔铝基复合材料的组合来构成夹芯梁使用，受到许多行业的关注。中国专利局2006年6月28日公开的题目为“高镁铝合金-膨胀矿石复合材料的 制备方法”的CN1792504号专利，该专利技术为原位合成以矩形方钢为刚性皮肤、以多孔铝复合 材料为阻尼多孔金属内芯的夹芯梁，提供了短流程和低成本构筑夹芯梁的工艺基础。该发 明揭示:将膨化的开孔蛭石颗粒(俗称珍珠岩颗粒)放到模具中，熔化的铝合金液体以差压 铸造的形式进入模具，铝合金液体充填到开孔蛭石颗粒的孔隙中，冷却后，打开模具即可获 得铝合金-膨胀矿石复合材料。显然，对于该专利技术制备方法，以矩形方钢为模具，将开孔蛭石颗粒倒入矩形方钢 中，再将合金液体充填到开孔蛭石颗粒的孔隙内，冷却后，去掉原专利技术中“打开模具”步骤， 获得的是带有模具(矩形方钢)的多孔铝合金-膨胀矿石复合材料，其中的“模具矩形方 钢充当了夹芯梁中刚性皮肤角色。这是称该专利技术为“原位合成以矩形方钢为刚性皮肤、以多 孔铝复合材料为阻尼多孔金属内芯的夹芯梁，提供了短流程和低成本构筑夹芯梁的工艺基 础”的直接原因。显然，该以矩形方钢为刚性皮肤、以多孔铝复合材料为阻尼多孔金属内芯的夹芯 梁，如果将其用于减震、减振或隔振环境，尤其是连续振动的轮转机械隔振或减振环境。其 振动能量传递途径为:轮转机械振动能量首先传递给刚性皮肤(矩形方钢)，刚性皮肤再将 能量传递给阻尼内芯，阻尼内芯为耗散该振动能量的主要力量，如果刚性皮肤与阻尼内芯 接界界面因为连续振动等被振开，振动能量传递途径发生“断路”，这导致该夹芯梁减振效 果骤减或夹芯梁减振失效。可见，提高夹芯梁刚性皮肤内表面与多孔金属内芯表面粘结强 度，对防止振动能量传递途径发生“断路”而保证夹芯梁在振动场内的功能效果至关重要。热浸镀行业，诸如通常的热浸镀铝和热浸镀锌行业，为了增加铝或锌镀层与钢表 面的附着力等，向镀液中加入稀土金属，早已在盛产稀土的中国被较多的应用。表I列举了 中国专利局公开的代表性专利技术。表I中国专利局公开的热浸镀铝和热浸镀锌行业代表性专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高夹芯梁剥离强度的稀土使用方法，其特征在于，其步骤和使用方法如下：第一步，确定夹芯梁原料：（1）夹芯梁的刚性皮肤选择工业Q235薄壁矩形方钢，该方钢壁厚为1mm，型材尺寸为25mm×50mm×4000mm；（2）夹芯梁的多孔金属内芯所用铝材为低硅铝合金块，所述的低硅铝合金块的化学成分为：金属铝为99.6wt.%，硅为0.2wt.%，金属镁为0.05wt.%，金属铁为0.1wt.%，金属锰为0.02wt.%，金属锌为0.02wt.%，其它不可避免的金属杂质为0.01wt.%；（3）添加到（2）中所述的低硅铝合金块中使用的稀土为镧?铈混合稀土金属，该混合稀土金属的单一稀土构成为：金属镧为35wt.%，金属铈为65wt.%；该混合稀土金属为“稀土喂丝机”上所用直径为4mm的稀土金属丝；（4）制造（2）中所述的多孔金属内芯所用的渗流支撑体为膨化开孔蛭石颗粒，颗粒大小选择能通过8目泰勒标准筛，同时不能通过12目泰勒标准筛的两层筛的中间颗粒，所述的膨化开孔蛭石颗粒经硅酸盐法定量分析，其成分为：SiO2为71wt.%，Al2O3为11.7wt.%，Fe2O3为2.1wt.%，CaO为0.85wt.%，K2O为2.5wt.%，Na2O为4.5wt.%，MgO为0.3wt.%，水与未经澄清的成分之和为7.05wt.%；第二步，实施制造夹芯梁的准备工作：将放有铁坩埚的立式电阻炉升温至850℃并恒定在此温度，用真空泵将真空罐抽至真空度为0.02Pa；将膨化开孔蛭石颗粒灌入工业Q235薄壁矩形方钢内，连接好该矩形方钢与真空渗流罐的法兰；将上述（3）中所述的直径为4mm的稀土金属丝切成20mm长的圆柱段，再将该圆柱段用直径为0.18mm钼丝捆绑到直径为10mm的钼棒一端，构造成“稀土搅拌棒”备用；第三步，使用稀土：向温度为850℃的铁坩埚内投入上述（2）中所述的低硅铝合金块，所述的低硅铝合金块的重量按照其熔化后不超过铁坩埚高度的2/3计算，以利于后续搅拌，其中温度为850℃下液态铝合金的密度预算为2.5g/cm3，以此预算密度数 值，对投入到铁坩埚内的低硅铝合金块的重量与体积进行换算，待该低硅铝合金块全部溶化后，铁坩埚内得到铝合金液体，将第二步所述的“稀土搅拌棒”插入铝合金液体中，迅速手工搅拌，其中“稀土搅拌棒”上的稀土重量占低硅铝合金料块重量的千分之三至千分之十，即稀土添加到铝合金中的添加量为0.3wt.%至1wt.%，当发现该“稀土搅拌棒”上的稀土完全溶解到铝合金液体中时，从坩埚中提出搅拌棒，准备渗流铸造中的向夹芯梁内浇铸的环节，该提出搅拌棒结束作为起始时间，开始浇铸作为终止时间，这段从搅拌结束至浇铸开始的时间间隔控制在1分钟至4分钟时间范围内；浇铸一开始，同步开启夹芯梁与真空罐相连的启动阀门，含稀土的铝合金液体在压力差的作用下，从预先灌入到夹芯梁内的膨化开孔蛭石颗粒之间的缝隙内流过，夹芯梁放到室温中冷却至室温，至此，利用稀土提高夹芯梁剥离强度的稀土使用过程结束。...

【技术特征摘要】
1.一种提高夹芯梁剥离强度的稀土使用方法，其特征在于，其步骤和使用方法如下:第一步，确定夹芯梁原料:(1)夹芯梁的刚性皮肤选择工业Q235薄壁矩形方钢，该方钢壁厚为1mm，型材尺寸为 25mm X 50mm X 4000mm ；(2)夹芯梁的多孔金属内芯所用铝材为低硅铝合金块，所述的低硅铝合金块的化学成 分为:金属铝为99.6wt.%，硅为0.2wt.%，金属镁为0.05wt.%，金属铁为0.1wt.%，金属锰为 0.02wt.%，金属锌为0.02wt.%，其它不可避免的金属杂质为0.0lwt.% ；(3)添加到(2)中所述的低硅铝合金块中使用的稀土为镧-铈混合稀土金属，该混合稀 土金属的单一稀土构成为:金属镧为35wt.%,金属铺为65wt.% ;该混合稀土金属为“稀土喂 丝机”上所用直径为4mm的稀土金属丝；(4)制造(2)中所述的多孔金属内芯所用的渗流支撑体为膨化开孔蛭石颗粒，颗粒大小 选择能通过8目泰勒标准筛，同时不能通过12目泰勒标准筛的两层筛的中间颗粒，所述的 膨化开孔蛭石颗粒经硅酸盐法定量分析，其成分为=SiO2为71被.％，Al2O3为11.7wt.%, Fe2O3 为 2.1wt.%，CaO 为 0.85wt.%，K2O 为 2.5wt.%，Na2O 为 4.5wt.%，MgO 为 0.3wt.%，水与未经 澄清的成分之和为7.05wt.% ；第二步，实施制造夹芯梁的准备工作:将放有铁坩埚的立式电阻炉升温至850°C并恒定在此温度，用真空泵将真空罐抽至真...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，黎书华，吴耀明，王立东，王立民，冉旭，付观井，程勇，徐永森，林静，尹东明，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：