【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新合金材料领域，具体涉及一种高强减振降噪高阻尼的al-zn-zr-hf-re铝合金及其制造方法。
技术介绍
1、近年来，人们对交通运输工具的减振降噪和节能减排方面要求的不断提高，具有高阻尼性能又具有良好机械性能的轻合金材料成为研发热点。al-zn系阻尼合金相比于灰铸铁具有密度小、力学性能优异、无磁性等优点，因此具有良好的应用价值和应用前景。同时，zn含量为20-45 wt.％的高锌铝合金还具有高强度、低熔点、优异的流动性、高耐磨性等优点，且适用于铸造或者压力铸造工艺。因此，含锌铝合金由于具有出色的阻尼性能等优点，常作为结构材料应用于汽车压铸件、耐磨材料以及航空航天工业减振结构件。
2、al-zn系合金中溶质zn含量增加，合金的固相线温度、液相线温度以及结晶潜热逐渐降低，合金的凝固温度范围逐渐增加。高锌铝合金的显微组织通常由粗大的α-al树枝晶以及网状的α+η共析组织组成。由于al和zn两组元的比重差别较大，凝固完成后这些合金中常会产生热裂纹、显微偏析和凝固疏松等铸造缺陷，造成合金的铸造性能、力学性能和阻尼性能受到限制，也限制al-zn合金的工业应用。研究表明，相比于粗大的晶粒组织结构，铝合金中细小的晶粒尺寸以及细化微观组织通常具有更好的阻尼性能和力学性能。铝合金中添加zr会与al先形成al3zr粒子，在凝固过程中成为α-al形核的异质形核质点，能细化合金微观组织。但是，单独添加zr的细化能力有限，尤其是对于共晶和共析组织的细化明显不足。尽管一些研究表明，复合添加zr和sc的晶粒细化效果优异，能细化合金晶
3、虽然当前铸造al-zn合金的力学和阻尼性能有所改善，但是由于al-zn合金铸造过程中的热裂纹、缩孔、缩松造成的阻尼和力学性能不足等问题仍然没有得到有效解决。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供一种高强减振降噪高阻尼的al-zn-zr-hf-re铝合金及其制造方法。
2、本专利技术所采取的技术方案是：
3、本专利技术的第一个方面，提供：
4、一种高强减振降噪高阻尼性能的，其质量组成为：zn 35～45％，zr 0.1～0.5％，hf 0.1～0.5％，及稀土元素re 0.1～0.6%，余量为不可避免的杂质和al。
5、在一些al-zn-zr-hf-re铝合金的实例中，所述re为yb和lu。
6、在一些al-zn-zr-hf-re铝合金的实例中，yb含量为0.05～0.2%，lu含量为0.1～0.3%。
7、在一些al-zn-zr-hf-re铝合金的实例中，yb: lu的质量比=1：(1.0～2.5)。
8、在一些al-zn-zr-hf-re铝合金的实例中，所述re为yb和lu，yb: lu的质量比=1：(1.0～2.5)。
9、在一些al-zn-zr-hf-re铝合金的实例中，所述re为yb和lu，yb: lu的质量比=1：(1.0～2.5) ，yb含量为0.05～0.2%，lu含量为0.1～0.3%。
10、在一些al-zn-zr-hf-re铝合金的实例中，不可避免的杂质<0.1%。
11、本专利技术的第二个方面，提供：
12、本专利技术第一个方面所述高强减振降噪高阻尼性能的al-zn-zr-hf-re铝合金的制造方法，包括如下步骤：
13、配料：根据合金的组成，称取原料、清洁、干燥，备用；
14、熔炼：将原料熔炼，除气除渣过滤，浇铸得到合金铸锭；
15、固溶时效：取制得的合金铸锭进行固溶+时效处理，处理完毕后取出，水淬得到所需合金。
16、在一些制造方法的实例中，所述熔炼温度为710～740℃。
17、在一些制造方法的实例中，所述固溶处理的保温温度为370～420℃。
18、在一些制造方法的实例中，所述固溶处理的保温时间为4～6h。
19、在一些制造方法的实例中，所述固溶处理的保温温度为370～420℃，所述固溶处理的保温时间为4～6h。
20、在一些制造方法的实例中，所述时效处理的保温温度为260～300℃。
21、在一些制造方法的实例中，所述时效处理的保温时间为2～5h。
22、在一些制造方法的实例中，所述时效处理的保温温度为260～300℃，所述时效处理的保温时间为2～5h。
23、在一些制造方法的实例中，所述固溶处理的保温温度为370～420℃，所述固溶处理的保温时间为4～6h，所述时效处理的保温温度为260～300℃，所述时效处理的保温时间为2～5h。
24、本专利技术的有益效果是：
25、本专利技术一些实例的al-zn-zr-hf-re铝合金，首次提出添加yb和lu的稀土组合来控制铸造合金的晶粒尺寸和共析组织的演变，获得高强减振降噪高阻尼性能的铝合金。高锌铝合金的显微组织通常由粗大的α-al树枝晶、层状的共晶β+η组织以及网状的α+η共析组织组成。本专利技术在添加yb和lu元素主要是通过以下两种方式细化铝合金的基体晶粒：（1）通过为α-al晶粒提供异质形核基底来改变形核条件；（2）通过限制α-al晶粒的生长从而细化铝合金的晶粒。在高锌含量的铝合金中相继形成re3zn11和rezn2金属间化合物，高熔点的金属间化合物在凝固过程中作为α-al的形核基底，促进晶粒的形核而细化晶粒组织。另一方面，由于re溶质的偏析使残余液相的过冷度增大，加速了后续共晶反应的发生，引起的共晶组织的生长受限，细化β+η共晶组织。
26、本专利技术一些实例的al-zn-zr-hf-re铝合金，α-al基体间的共晶组织中的β相发生共析反应形成片层状的α+η共析组织，稀土化合物弥散颗粒的存在钉扎了晶界和相界的迁移，降低了共析组织的长大速率，使共析组织表现出更小的片层间距，从而细化了共析组织。除了层片状的η-zn相之外，还观察到大量弯曲的呈现不规则形状的η-zn相，值得一提的是，在弯曲的η-zn相附近观察到一些尺寸为数十纳米的沉淀物。随着细小的η-zn析出物数量密度的增加，细小的η-zn沉淀物阻碍了共析组织的生长，从而导致弯曲的不规则形状的共析组织的形成。这种大量存在的细小初生α相，细小间距的α+η共析组织使al-zn合金的阻尼本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强减振降噪高阻尼性能的Al-Zn-Zr-Hf-Re铝合金，其质量组成为：Zn 35～45％，Zr 0.1～0.5％，Hf 0.1～0.5％，及稀土元素Re 0.1～0.6%，余量为不可避免的杂质和Al。
2.根据权利要求1所述的Al-Zn-Zr-Hf-Re铝合金，其特征在于，所述Re为Yb和Lu。
3.根据权利要求2所述的Al-Zn-Zr-Hf-Re铝合金，其特征在于，Yb含量为0.05～0.2%，Lu含量为0.1～0.3%。
4.根据权利要求2或3所述的Al-Zn-Zr-Hf-Re铝合金，其特征在于，Yb: Lu的质量比=1：(1.0～2.5)。
5.根据权利要求1所述的Al-Zn-Zr-Hf-Re铝合金，其特征在于，不可避免的杂质<0.1%。
6.权利要求1～5任一项所述高强减振降噪高阻尼性能的Al-Zn-Zr-Hf-Re铝合金的制造方法，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述熔炼温度为710～740℃。
8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于
9.根据权利要求6～8任一项所述的制造方法，其特征在于，所述固溶处理的保温时间为4～6h。
10.根据权利要求6～8任一项所述的制造方法，其特征在于，所述时效处理为260～300℃保温2～5h。
...【技术特征摘要】
1.一种高强减振降噪高阻尼性能的al-zn-zr-hf-re铝合金，其质量组成为：zn 35～45％，zr 0.1～0.5％，hf 0.1～0.5％，及稀土元素re 0.1～0.6%，余量为不可避免的杂质和al。
2.根据权利要求1所述的al-zn-zr-hf-re铝合金，其特征在于，所述re为yb和lu。
3.根据权利要求2所述的al-zn-zr-hf-re铝合金，其特征在于，yb含量为0.05～0.2%，lu含量为0.1～0.3%。
4.根据权利要求2或3所述的al-zn-zr-hf-re铝合金，其特征在于，yb: lu的质量比=1：(1.0～2.5)。
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王泓瑄，王斌，张昭强，曾军，夏政军，王怡优，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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