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1、(10)申请公布号 CN 102816956 A (43)申请公布日 2012.12.12 CN 102816956 A *CN102816956A* (21)申请号 201210310644.1 (22)申请日 2012.08.28 C22C 21/00(2006.01) C22C 1/08(2006.01) C22C 49/06(2006.01) C22C 101/06(2006.01) C22C 101/10(2006.01) (71)申请人 江门市大长江集团有限公司 地址 529000 广东省江门市建达北路 5 号 (72)发明人 黄芳亮 林健明 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标。
2、事务所有 限公司 44205 代理人 刘先珍 (54) 发明名称 一种铝合金复合材料及采用该材料的发动机 盖板 (57) 摘要 本发明公开了一种铝合金复合材料， 包括铝 合金基体， 所述铝合金基体中均匀分布有不规则 的封闭的孔洞 ； 铝合金基体的孔洞中设置有耐火 纤维， 本发明的铝合金复合材料利用孔洞和耐火 纤维提高材料的阻尼， 起到减震降噪的作用。 另外 本发明还公开了一种采用上述铝合金复合材料制 作的发动机盖板， 具有较强的机械性能和优越的 减震降噪效果。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 。
3、权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种铝合金复合材料， 其特征在于包括 ： 铝合金基体 （1） ， 所述铝合金基体 （1） 中均匀分布有不规则的封闭的孔洞 （2） ； 耐火纤维 （3） ， 所述耐火纤维 （3） 设置在铝合金基体 （1） 的孔洞 （2） 中。 2.根据权利要求1所述的一种铝合金复合材料， 其特征在于 ： 所述孔洞 （2） 的直径小于 3.5mm。 3.根据权利要求1所述的一种铝合金复合材料， 其特征在于 ： 所述耐火纤维 （3） 为耐高 温的并与铝合金相容性差的硅酸铝纤维或石墨纤维。 4.根据权利要求1所述的一种铝合金复合材料， 其特征在于。
4、 ： 所述耐火纤维 （3） 为长条 状和 / 或颗粒状。 5.根据权利要求1所述的一种铝合金复合材料， 其特征在于 ： 所述孔洞 （2） 内的耐火纤 维 （3） 具有一根或多根。 6.根据权利要求1所述的一种铝合金复合材料， 其特征在于 ： 所述孔洞 （2） 内的耐火纤 维 （3） 两端连结在孔洞 （2） 内壁。 7.根据权利要求1所述的一种铝合金复合材料， 其特征在于 ： 所述孔洞 （2） 内的耐火纤 维 （3） 一端连结在孔洞 （2） 内壁上， 另一端悬停在孔洞 （2） 内。 8.根据权利要求1所述的一种铝合金复合材料， 其特征在于 ： 所述耐火纤维 （3） 还分布 在铝合金基体 （1） 。
5、的孔洞 （2） 外。 9. 一种发动机盖板， 其特征在于所述发动机盖板采用上述权利要求所述的铝合金复合 材料制作而成。 权 利 要 求 书 CN 102816956 A 2 1/3 页 3 一种铝合金复合材料及采用该材料的发动机盖板 技术领域 0001 本发明涉及一种铝合金复合材料， 同时涉及采用该材料制作的发动机盖板。 背景技术 0002 孔洞阻尼机制是一种通过在材料内部增加一些孔洞， 使振动或声音响应在传播时 通过孔洞后产生明显衰减， 最终使材料阻尼增加的方法。目前孔洞阻尼机制已成为发展高 阻尼材料的一种重要手段， 如现已在建筑装饰及包装行业得到应用的蜂窝铝合金， 主要是 在铝合金材料中部。
6、夹有带孔洞的蜂窝芯材， 使能量在通过中部的蜂窝芯材时进行衰减， 该 蜂窝铝合金具有防火、 保温、 隔音、 防振等特点。 0003 发动机在工作过程中， 会产生较大的震动和噪音， 而目前的发动机离合器盖、 磁电 机盖等盖类零件均采用传统的铝合金材料生产， 材料组织为基本的铝合金组织结构， 其防 震防噪的效果差。因此， 采用高阻尼材料制作发动机零件是发动机领域的一个重要发展方 向。 0004 由于发动机在运转过程中会产生强大的振动和冲击， 对其零件要求具备一定的强 度和刚性。而一般的采用孔洞阻尼机制制作的高阻尼材料， 从材料组织对机械性能的影响 来看， 材料内部孔洞作为一种缺陷会导致多孔材料的力学。
7、性能较差， 如上述的采用孔洞阻 尼机制的蜂窝铝合金， 虽然整个夹层板的单位重量比强度和比刚性均超过传统铝合金材 料， 但整体材料的抗拉强度和刚性均不高， 很难满足发动机的实际应用。因此， 提供一种既 满足发动机应用要求又具有高阻尼特性的材料， 是推动高阻尼材料在发动机领域发展应用 的关键。 发明内容 0005 为了克服现有技术中发动机材料防震防噪效果差的缺陷， 本发明的目的在于提供 一种高阻尼的铝合金复合材料， 其机械性能好， 满足发动机的应用要求。 0006 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 一种铝合金复合材料， 包括铝合金基体， 所述铝合金基体中均匀分布有不规则的封闭 的孔洞 ；。
8、 铝合金基体的孔洞中设置有耐火纤维。本发明的铝合金复合材料利用孔洞和耐火 纤维提高材料的阻尼， 起到减震降噪的作用。 0007 进一步地， 所述孔洞的直径小于 3.5mm， 由于孔洞的尺寸小， 对铝合金基体的强度 影响不大， 保证了铝合金复合材料的抗拉强度和刚性， 使其能够满足发动机的实际应用。 0008 进一步地， 所述耐火纤维为耐高温的并与铝合金相容性差的硅酸铝纤维或石墨纤 维。 0009 进一步地， 所述耐火纤维为长条状和 / 或颗粒状。 0010 进一步地， 所述孔洞内的耐火纤维具有一根或多根。 0011 进一步地， 所述孔洞内的耐火纤维两端连结在孔洞内壁， 又或者其一端连结在孔 洞内。
9、壁上， 另一端悬停在孔洞内。 说 明 书 CN 102816956 A 3 2/3 页 4 0012 更进一步地， 所述耐火纤维还分布在铝合金基体的孔洞外。 0013 一种发动机盖板， 所述发动机盖板采用上述权利要求所述的铝合金复合材料制作 而成。 0014 本发明的有益效果是 ： 与现行发动机盖类零件使用的传统铝合金材料相比， 本材料不仅减震降噪效果明显， 同时由于内部孔洞还会使材料的密度有所降低， 因此本材料的使用还具有一定的轻量化效 果 ； 采用本材料制作的发动机盖板， 其机械强度与采用传统铝合金材料制作的发动机盖板 相比差异不大， 而且具有优越的减震降噪性能。 附图说明 0015 图 。
10、1 是本发明的铝合金复合材料内部结构示意图。 具体实施方式 0016 参照图 1， 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 0017 本发明的铝合金复合材料， 在铝合金基体 1 内部均匀分布有不连续的封闭孔洞 2， 孔洞 2 的直径小于 3.5mm， 在孔洞 2 中存在一根或者多根耐火纤维 3， 耐火纤维 3 优选为耐 高温的并与铝合金不相容的硅酸铝纤维或石墨纤维， 其形状可为长条状， 也可以是颗粒状 ； 由于耐火纤维 3 的形状关系， 所述耐火纤维 3 的两端连结在孔洞 2 内壁， 又或者耐火纤维 3 的一端连结在孔洞 2 内壁上， 另一端悬停在孔洞 2 内。 0018 本发明的铝合金复合。
11、材料生产工艺与原铝合金材料的生产工艺基本相同， 无特殊 复杂工艺流程， 生产成本也无太大变化， 其生产过程如下 ： 、 在铸造过程中往铝熔体内部 添加一定量的耐火纤维3制得， 添加的耐火纤维3与铝合金不相容， 因此在熔体凝固结晶过 程中， 耐火纤维 3 与铝熔体结合差， 导致耐火纤维 3 与铝体之间形成微小的孔洞 2 或形成纤 维 / 基体的弱界面， 孔洞 2 或弱界面的形成部位、 尺寸与纤维大小和分布有关。、 在加入 耐火纤维 3 后， 对熔体进行适当的搅拌， 使耐火纤维 3 分布均匀 ； 尽管如此， 加入的耐火纤 维3在铝熔体仍不会完全分散开， 或者加入后的耐火纤维3也有可能团聚， 因此实。
12、际成型后 的材料中有些孔洞 2 或弱界面中的耐火纤维 3 数量会超过一个 ； 此外， 还有一些耐火纤维 3 在铝合金基体 1 中没有形成孔洞 2， 因此该耐火纤维 3 会分布在孔洞 2 外。本发明的铝合 金复合材料通过铸造工艺成型， 零件铸造成型后仅需进行适当的处理加工 （如机加工、 热处 理等） ， 在应用上属一次成型材料， 与现有的发泡多孔材料的应用方式不同， 后者大多先生 产多孔发泡型材， 型材一般不能直接应用， 需后续再对型材进行相应改造， 导致一方面型材 会存在库存问题， 另一方面材料的应用会因型材而受限， 控制和调整不便， 应用范围相对狭 窄。 0019 本发明的铝合金复合材料具有。
13、高阻尼的特性， 而且其强度和硬度与基体铸造铝合 金的差异不大， 明显高于其他多孔发泡材料， 适用于发动机离合器盖、 磁电机盖等对力学性 能要求不高、 却在发动机振动和对外噪音辐射中作为重要传播路径的盖类零件。该铝合金 复合材料专门针对发动机盖等不承担明显受力的零件而开发， 在铝合金基体 1 中设置有孔 洞结构， 虽降低了材料的机械性能， 但却能显著提高材料的阻尼系数， 其阻尼性能相对普通 的铝基体材料提高了 1 倍以上， 对振动和噪音能量具有明显的衰减效果， 显著改善发动机 说 明 书 CN 102816956 A 4 3/3 页 5 的 NVH 性能 ； 而且其内部的孔洞 2 相对蜂窝铝合金。
14、更细小， 材料为一体式， 使其强度和硬度 与普通的铝合金铸造件相差不大， 相关机械性能能够满足发动机某些零件的使用。本发明 的铝合金复合材料的高阻尼特性的产生来源于两方面 ： 一方面基于金属内部孔洞和弱界面 形式的缺陷阻尼机制， 此阻尼性能与孔洞 2 的大小和分布率有关 ； 另一方面由于加入的耐 火纤维 3 本身就具有高阻尼特性， 因此制得复合材料的阻尼性能会得到相应增加， 该部分 阻尼性能的增加量与实际纤维的加入量有关， 因此可通过对纤维尺寸和加入量的改变得到 不同阻尼性能的该种材料， 操作调整方便， 适应性强。 0020 采用上述本发明所述的铝合金复合材料制作而成的发动机盖板， 其机械强度与传 统铝合金材料制作的发动机盖板相同或者差异不大， 而且具有优越的减震降噪性能， 同时 由于孔洞的设置使其获得轻量化的效果。该发动机盖板是由高阻尼材料制作的发动机零 件， 推动高阻尼材料在发动机领域广泛应用， 具有重大的意义。 0021 以上所述仅为本发明的优先实施方式， 只要以基本相同手段实现本发明目的的技 术方案都属于本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 102816956 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102816956 A 6 。