[发明专利]制造减振轻金属合金零件的方法

说明书

技术领域

本公开的技术领域一般地涉及制造减振非铁轻金属合金零件（vibration-damped, non-ferrous, light metal alloy part）的方法，该零件包括一个空腔和位于腔内的减振聚合物插件。该减振轻金属合金零件优选是含在车辆底盘内的易振动传播和噪声传输的外壳、支架或一些其它零件。

背景技术

车辆的底盘包括结构框架和被该框架支持的动力系。动力系包括很多部件，它们产生和传输动力，使司机能驾驶车辆。构成动力系的一些部件包括，例如，内燃机、变速器、差速器和，在油-电混合动力车辆（hybrid-electric vehicle）的情况下，反相器和电动马达。这些部件中有许多包括现在用轻金属合金代替较重钢合金所制成的零件，如外壳和盖子，以促进车辆减重和节油。目前所用的具体轻金属合金是铝合金和镁合金。

车辆的正常操作利用车辆底盘内许多不同的机械运动和相互作用来提供驱动和操纵能力。离合器和齿轮常规地结合和分离，发动机缸体内活塞的往复运动被加速和减速，以及曲轴、凸轮轴和车桥以变化速度转动，仅是车辆使用期间常发生的机械运动和相互作用的几个例子。这些机械动作中每一项都会通过车辆底盘造成或加强振动的回荡。这些振动，如果落在特定频率内，有时会被车辆的驾驶员以及可能存在于乘员舱内的任何其它乘员感觉到或听到。

在车辆的其它部位——最显著地，制动系统——也已发现类似的振动和噪声问题。为减轻制动所引起的振动的作用，已考虑过的一种方法是，在经受由选择性地启动制动衬块所引起的强烈摩擦相互作用的铸铁制动盘内放置金属或陶瓷插件。金属或陶瓷插件被放在制动盘的蹄子部分，这样，在制动期间，插件的外表面与蹄子部分的内表面就能发生相对界面摩擦接触。这种相对运动靠摩擦作用把机械振动能转换为热能，以抑制振动传播和噪声产生。铸铁制动盘和金属或陶瓷插件被特地构造成耐邻近制动衬块所施加的持续摩擦应力和常产生的较高表面温度。但存在于车辆动力系和支持框架内的非铁轻金属合金零件一般不会经历这类选择性摩擦应力和迅速生热。

所需要的是将减振插件引进安装在车辆底盘内的任何非铁轻金属合金零件的简单而有效的方法。减振插件的作用是缓解车辆运行期间因辐射自底盘的振动和噪声所造成的真实和/或感觉到的不舒适性。与盘式制动盘制动系统相关的减振工件相比，可能有更宽范围的制造选择和更宽松的材料限制。

发明内容

以汽油为燃料、以柴油为燃料、混合气-电混合或全电动的动力车辆的底盘包括支持动力系的结构框架。动力系包括一组部件，它们组合起来产生和传输动力，使车辆能随意驾驶。能形成部分动力系的一些部件包括内燃机、手动或自动变速器、分动箱、差速器、反相器和电动马达。这些部件中的每一个都可以由一个或多个非铁轻金属合金零件构成或被它们支持。很可能由这类轻金属合金形成的零件的不完全清单包括包围部件内部工作区的壳体和支撑框架内部件的支架。汽车工业目前用作钢的代用品的非铁轻金属合金是铝合金和，较少地，镁合金。

制造减振非铁轻金属合金零件的方法涉及在该零件中形成的空腔内引进聚合物插件。空腔在零件制造的同时或在随后的制造后期间被形成在轻金属合金零件结构中的所选阻尼区。所选阻尼区是轻金属合金零件中预定的部分，在这些部分振动起源、振动可被聚合物插件最大程度地衰减，和/或聚合物插件最易放进。精确地构成所选阻尼区的物质可以根据经验或相关经验数据的解释、实验数据和/或计算机模拟来确定。空腔内聚合物插件的存在能衰减所选阻尼区的振动传播，其机理是促进空腔内界面处聚合物插件与轻金属合金零件之间的相对摩擦接触运动。

空腔的尺寸和形状可变，只要不降低轻金属合金零件的结构整体性和/或功能性即可。例如，空腔可以是简单的无任何弯曲的基本均匀狭缝，也可以采取仿照所选阻尼区轻金属合金零件外形的复杂几何形状。空腔由零件本体结构内的内表面界定。轻金属合金零件的内露本体表面或已涂布在该表面上的不可湿润涂层可构成内表面。为了减少与聚合物插件可能的结合或粘结相互作用和/或有助于插件被引进空腔，可涂布不可湿润的涂层，如下文进一步说明。不可湿润涂层的典型配方是被分散和容纳在粘合剂内的石墨或陶瓷颗粒或两者。