[发明专利]干摩擦阻尼金属材料及其制造和使用方法

说明书

公开了一种用于改进金属产品中的振动阻尼性能的方法和系统。该产品包含干摩擦、层状金属阻尼材料，该干摩擦、层状金属阻尼材料具有嵌入其中的由捆绑的金属丝的金属丝绳组成的一个或多个编织网层。绳可以用薄层金属套住。编织各个绳以形成网格层，一些绳位于第一或Y方向，其它绳位于第二或X方向。通过滚压、成型或挤出将一个或多个网格层与金属基体连接。可以优化滚压、成型或挤出的工艺参数以便实现绳恰当地嵌入金属板，其中将绳牢固地锁入金属板，金属材料在线缆的外表面上流动而不在金属丝之间渗透。

技术领域

本发明涉及具有增强的阻尼能力的材料。更具体地，本发明涉及具有增强的减振性能的干摩擦阻尼、层状金属阻尼材料。阻尼材料具有一层或多层板状的金属原材料和一层或多层网格形式的编织金属丝。编织金属丝是绳索或缆绳的形式并且可以是装有护套的或未装有护套的。多个独立的金属丝要么是线性的要么相对于彼此扭转。至少一个板和编织金属丝的至少一个网格经受滚压、成型或挤出形成金属阻尼材料。层状金属材料具有包括但不限于机动车和非机动车产品二者的宽范围的应用。

背景技术

与具有由金属材料制造的部件的工业机械、机动车以及家用电器的运转相关的不受欢迎的噪声和振动是显著的、反复发生的、以及顾客抱怨原始设备制造商的难以处理的来源。所需补救工作的数量和费用给机械工程的成就的改进制造了压力。

大多数已知的运转的机器由于它们的移动部件的固有的不平衡而产生振动和噪声。不受欢迎的振动和噪声还由在运动中支撑运转的机器(或发动机)或承受负载的结构的动态载荷造成。在当机器或结构的固有的振动频率与外加激发的频率相符的情况下，可能发生机械或结构工程系统的共振。

由于在机械和结构工程中使用的典型的常规的金属材料具有相对低的阻尼能力，因此系统共振可能不仅导致讨厌的噪声级和振动级，而且可能甚至由于由诱导应力的循环变化造成的金属疲劳而导致整个系统的故障。因此，需要增强金属材料的阻尼能力以便抑制不受欢迎的共振，从而阻止不受欢迎的噪声和振动级或由金属疲劳而造成的甚至整个系统的故障。

鉴于目前发展水平，提供新的金属材料是有利地，该金属材料显示了通过在滚压、成型或挤出操作期间将一个或多个金属丝绳嵌入金属材料中带来的改进振动阻尼，利用了金属丝间摩擦的益处来阻止工业机器、机动车、以及具有由金属材料制成的部件的家用电器的不希望的噪音和振动。

因此，在制造工艺的许多领域总是有改进通常在机械和结构部件各方面使用的与金属材料有关的不受欢迎的相关噪声和振动的空间。

发明内容

本发明提供了用于形成具有增强的振动阻尼性能的金属材料的方法和系统，该系统可以包括一个或多个板状的金属原材料层和一个或多个编织金属丝(金属丝绳或线缆)束，该编织金属丝束例如以网格的形式布置，该网格被竖直叠加，然后经历滚压、成型或挤出。可以优化滚压、成型或挤出的工艺参数以便实现线缆恰当的嵌入金属板，从而将线缆牢固地锁入金属板，同时金属材料在线缆的外表面上流动而不在各个金属丝之间渗透。通过使用软钎焊或硬钎焊工艺可以实现线缆外表面和金属材料之间的焊接质量的改进。

编织网层包含多个装有护套或未装有护套的金属丝绳，每个绳包含一个或多个金属丝。编织各个金属丝绳以便形成网格层，一些绳位于第一或Y方向，另一些绳位于第二或X方向。如果装有护套的话，护套由薄的金属层形成。

生成的材料的阻尼性能的增加是由于在嵌入式线缆内的金属丝间的干摩擦，根据使用新材料的结构的动态载荷，该干摩擦在各个金属丝的表面之间形成。特别地，尽管由于低成本和实用性，圆形的横截面是优选的选择，但是金属绳的各个金属丝可以具有任意的横截面，同时各个绳显示出201MPa或更高的抗拉强度。