[發(fā)明專利]一種高阻尼Mn-Cu基減振合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410192802.7
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103966493A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉亞軍;曹賀全;曹帥;郭強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 曹帥
• 主分類號: C22C22/00
• 分類號: C22C22/00;C22C1/02
• 代理公司: 廣州市深研專利事務(wù)所 44229
• 代理人: 姜若天

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合金材料，具體地說，涉及一種高阻尼Mn-Cu基減振合金及其制備方法。

背景技術(shù)

阻尼合金是一種新型的金屬功能材料, 它能通過合金內(nèi)部的摩擦將振動能量轉(zhuǎn)換成熱能而散發(fā)掉, 從而達(dá)到減振減噪的效果. Mn-Cu基的阻尼合金, 不僅具有高的內(nèi)耗(SDC:~40%), 而且具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。目前為止開發(fā)的集中牌號的材料可以直接應(yīng)用于機(jī)械振動的減振部位, 不僅能達(dá)到減振降噪的目的, 而且還可以有效的提高儀表的精度和機(jī)械部件的可靠性。錳銅基阻尼合金由于其優(yōu)異的減振性能, 在航空, 航天, 航海, 交通, 建筑和家電等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景和難以估計的需求量。

現(xiàn)有的Mn-Cu基阻尼合金中M2052合金具有最優(yōu)異的阻尼系數(shù)(SDC: ~40%),加工制造的減振部件可以有效地減振。但是合金的力學(xué)性能較差, 強(qiáng)度僅相當(dāng)于軟鋼的水平(斷裂強(qiáng)度: 540MPa, 延伸率: 32%)。本發(fā)明針對現(xiàn)有Mn-Cu基合金中尚無同時具有高阻尼性能和力學(xué)性能的合金體系, 提供一種新型Mn-Cu基減振材料的配方和工藝。所得阻尼合金材料在具備高阻尼性能(SDC>40%)的同時, 還能維持高強(qiáng)韌性(斷裂強(qiáng)度>600MPa, 延伸率>30%)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高阻尼Mn-Cu基減振合金及其制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種Mn-Cu基減振合金，由如下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分組成：Mn: 70-80%, Cu: 10-20%, Al: 5-10%, Fe: 1-5%, Zn: 1-5%, Th: 0.2-0.5%。

上述Mn-Cu基減振合金的制備方法，包括如下步驟：將原料置于感應(yīng)熔煉爐內(nèi)熔化, 加熱到1400-1500℃, 形成合金液體；將合金液在該溫度下充分?jǐn)嚢?0分鐘后即可澆鑄成相應(yīng)的鑄件；獲得的鑄件經(jīng)過700-800℃經(jīng)歷50%的熱鍛變形后在700℃下退火2小時，之后置于350℃的熱處理爐中保溫1小時后，取出便得到Mn-Cu基減振合金材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明通過對合金元素的合理優(yōu)化設(shè)計, 尤其是Al和Th元素的合理使用, 能夠提高合金強(qiáng)度, 調(diào)整合金的強(qiáng)韌性, 改善合金的耐腐蝕性能。

（1）成分特點: 通過添加鋁來提高材料的耐腐蝕性能和力學(xué)性能; 通過添加Zn來進(jìn)一步增大材料的阻尼性能; 通過添加Th來提高材料組織的穩(wěn)定性。

（2）工藝特點: 鑄造后, 除了經(jīng)歷熱鍛, 中間退火外, 材料還要進(jìn)一步固溶退火。加工過程涉及強(qiáng)烈塑性變形和再結(jié)晶, 可以細(xì)化材料組織, 改變晶粒取向, 增加材料的強(qiáng)度和塑性。

（3）設(shè)備特點: 本發(fā)明所采用的設(shè)備, 包括真空熔煉爐, 鍛壓設(shè)備和熱處爐等, 均為常見的通用設(shè)備, 成本低廉, 生產(chǎn)效率高。

具體實施方式

實施例1:

一種Mn-Cu基減振合金, 所述的合金包括按照重量百分比組成的下列成分: Mn: 70%, Cu: 12%, Al: 9%, Fe: 3.5%, Zn: 5%, Th: 0.5%。將原料置于真空感應(yīng)爐內(nèi)熔化, 加熱到1400-1500度, 形成合金液體. 將合金液在該溫度下充分?jǐn)嚢?0分鐘后即可澆鑄成相應(yīng)的鑄件. 獲得的鑄件經(jīng)過720度經(jīng)歷50%的熱鍛變形后在700度下退火2小時, 之后置于350度的熱處理爐中保溫1小時后,取出便得到所需的高阻尼合金材料。所得材料的阻尼系SDC:42%,斷裂強(qiáng)度: 620MPa, 延伸率: 34%。

實施例2:

一種Mn-Cu基減振合金, 所述的合金包括按照重量百分比組成的下列成分: Mn: 75%, Cu: 16%, Al: 5%, Fe: 1%, Zn: 2.8%, Th: 0.2%。將原料置于真空感應(yīng)爐內(nèi)熔化, 加熱到1400-1500度, 形成合金液體. 將合金液在該溫度下充分?jǐn)嚢?0分鐘后即可澆鑄成相應(yīng)的鑄件. 獲得的鑄件經(jīng)過750度經(jīng)歷50%的熱鍛變形后在700度下退火2小時, 之后置于350度的熱處理爐中保溫1小時后,取出便得到所需的高阻尼合金材料。所得材料的阻尼系SDC:45%,斷裂強(qiáng)度: 660MPa, 延伸率: 31%。