[发明专利]一种FeMn合金-ZnAl合金双层阻尼复合涂层的制备方法

说明书

本发明公开一种FeMn合金/ZnAl合金双层阻尼复合涂层，包括基体、FeMn合金层以及ZnAl合金层；制备方法，包括以下步骤：（1）分别制备FeMn合金、ZnAl合金电极棒；（2）对基体进行表面预处理；（3）将预处理好的基体和FeMn合金电极棒分别固定在电火花沉积设备上，在基体上沉积FeMn合金层；（4）更换成ZnAl合金电极棒，在FeMn合金层上沉积ZnAl合金层。

技术领域

本发明涉及一种复合涂层及其制备方法，尤其是一种FeMn合金/ZnAl合金双层阻尼复合涂层及其制备方法。

背景技术

机械设备产生的振动会严重影响构件的精度、稳定性及引起结构疲劳。阻尼材料按特性分为橡胶和塑料阻尼板、橡胶和泡沫塑料、高阻尼合金；其中作为高温、高速振动的部件，前两者由于阻尼材料承受不住高温，综合机械性能耐受不住，容易导致安全隐患，特别是在汽车、火车、涡轮、军用以及航空航天等领域中，对阻尼材料的减振、抗振、降低噪音以及综合机械性能有更高要求。应用广泛的是锌铝系合金、镁合金、铁铬系合金等，阻尼性能在一定的温度和频率范围内基本稳定。

为了改善提高温度范围、阻尼性能以及综合机械性能，通常的方法有在合金中添加Ti、Co、Ni、Cr、Cu、Nb等元素，但是很多情况下虽然改善综合机械性能，但是阻尼性能却改善不明显，甚至还是牺牲了阻尼性能达到提高综合机械性能。有的情况能明显提高阻尼性能，但是却难以保证抗冲击、硬度、伸展性等机械性能。虽然现有技术有报道元素添加对阻尼性能的效果，然而在特定的条件下是成立的，因为其考量的单变量对性能的影响；在其他条件比如制备方法、基础合金材料变化时，这样的结论却不适用，正因如此，如何对阻尼材料进行改进的报道并不多。大量的孪晶在外力的作用下的驰豫运动所带来的能量耗散。

如何在现有的阻尼合金成分的基础上通过添加的元素来进一步提升合金的阻尼性能，是目前阻尼合金设计领域的亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明目的是提供一种高阻尼性能以及综合机械性能的FeMn合金/ZnAl合金双层阻尼复合涂层，包括基体、FeMn合金层以及ZnAl合金层。

本发明另一目的是提供一种高阻尼性能以及综合机械性能的FeMn合金/ZnAl合金双层阻尼复合涂层的制备方法。

本发明的铁锰阻尼合金层由质量分数为18～25％Mn、2～4％B、4～10％Mo、0.1～0.5％Si、1.3～1.5％TiO₂、0.1～1％Y₂O₃和余量Fe组成。

本发明的锌铝阻尼合金层由质量分数为16～25％Al、2～4％Cu、4～10％Sn、0.2～0.5％Si、1～1.3％TiO₂、0.1～1％Y₂O₃、3～5％多壁碳纳米管和余量Zn组成。

优选的，铁锰阻尼合金层由质量分数为20～23％Mn、2.5～3.5％B、5～8％Mo、0.2～0.4％Si、1.3～1.5％TiO₂、0.5～1％Y₂O₃和余量Fe组成。

优选的，锌铝阻尼合金层由质量分数为18～22％Al、2.5～3.5％铜、5～7％锡、0.25～0.45％Si、1.1～1.2％TiO₂、0.3～0.7％Y₂O₃、3.5～4.5％多壁碳纳米管和余量Zn组成。

所述基体为金属或合金，更优选的为铝、镁、钛、铝合金、镁合金、钛合金等。

本发明的FeMn合金/ZnAl合金双层阻尼复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别制备FeMn合金电极棒、ZnAl合金电极棒；

(2)对基体进行表面预处理；