[發(fā)明專利]一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510401435.1
• 申請日: 2015-07-09
• 公開（公告）號: CN104911425A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鞠進(jìn)賢;鞠璐
• 申請（專利權(quán)）人: 上海盛楓材料科技有限公司
• 主分類號: C22C22/00
• 分類號: C22C22/00;C22C1/02;C22F1/02;C22F1/16
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種錳基阻尼合金及其制備方法，更具體地說，涉及一種可用于減震、低磁性等工作環(huán)境的高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制備方法。

背景技術(shù)

為了解決機(jī)械設(shè)備的震動噪音問題，傳統(tǒng)方法多選用橡膠減震器，彈簧減震器或復(fù)合材料等，這些方法分別存在工作有效期短、位移幅度大、不能焊接及耐低溫性能差等缺陷。由于自身強(qiáng)度受限，難以承載重量大的設(shè)備。高錳含量的錳基合金是一種剛性減震材料，兼有優(yōu)良的阻尼性能和力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于艦船、鐵路、橋梁、建筑、航空航天等領(lǐng)域。

上世紀(jì)八十年代開始，國內(nèi)多家機(jī)構(gòu)研究該類合金。國內(nèi)研究的錳基合金中，錳含量大多在50％左右。錳含量達(dá)到65％以上后，則該合金易脆化，機(jī)械力學(xué)性能不能滿足工業(yè)設(shè)備要求。

錳基合金的阻尼本領(lǐng)和極低磁性能與錳含量關(guān)系密切。在國內(nèi)研究的錳基合金中，由于錳含量受限，該合金的兩大主要性能無法實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種阻尼本領(lǐng)高、磁性極低、抗沖擊能力強(qiáng)的高錳含量MnCuNiAlFe(含少量Ti和Si)五元阻尼合金及其制備方法，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，制備出的錳基阻尼合金，同時具有高阻尼、低磁性、機(jī)械強(qiáng)度高和抗沖擊性能強(qiáng)四種性能，尤其是材料韌性和抗沖擊性能優(yōu)異，可應(yīng)用于需要剛性減震、降噪、低磁和抗外力沖擊的環(huán)境。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，各化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含量為Mn：64％～66％，Cu：19％～24％，Ni：3％～8％，Al：2％～10％，F(xiàn)e：0.5％～2.5％，Ti：0.1％～1％，Si：0.1％～1％，余量為雜質(zhì)元素。

本發(fā)明的一種上述高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制備方法，包括以下步驟：

S1、原料準(zhǔn)備：各原料的質(zhì)量百分比含量為Mn：64％～66％，Cu：19％～24％，Ni：3％～8％，Al：2％～10％，F(xiàn)e：0.5％～2.5％，Ti：0.1％～1％，Si：0.1％～1％；上述原料的純度均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥99％；

S2、原料熔煉：

S2-1、將步驟S1中準(zhǔn)備的原料放入熔煉爐中，先將爐體抽真空至真空度為10^-2Pa，再控制熔煉爐溫度不斷升高，當(dāng)爐內(nèi)原料融化后，向爐內(nèi)充入0.8～1Pa的保護(hù)氣，混合1～10小時得到熔煉均勻的合金；

S2-2、將步驟S2-1中熔煉均勻的合金直接倒入預(yù)先制作的模具內(nèi)，并將倒入合金后的模具埋入砂內(nèi)大于2小時，最終得到澆鑄件合金；

S3、高溫固溶處理：將澆鑄件合金放入熱處理爐中，抽真空至真空度10^-2Pa，在充保護(hù)氣的條件下，于700℃～1200℃高溫下，保溫1～10小時作固溶處理，冷卻至室溫，得到最終的MnCuNiAlFe五元阻尼合金。

優(yōu)選地，步驟S2-1中按Mn-Ni-Cu-Al-Fe的順序放入熔煉爐，待上述5種元素混合完全后，再按設(shè)定量將Ti和Si放入熔煉爐中。

優(yōu)選地，步驟S2-1和步驟S3中所述的保護(hù)氣為氮?dú)饣驓鍤饣虻獨(dú)寤旌蠚狻?/p>

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

本發(fā)明的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制備方法，制備出的錳基阻尼合金，同時具有高阻尼、低磁性、機(jī)械強(qiáng)度高和抗沖擊性能強(qiáng)四種性能，尤其是材料韌性和抗沖擊性能優(yōu)異，可應(yīng)用于需要剛性減震、降噪、低磁和抗外力沖擊的環(huán)境。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制備方法的原料加料順序圖；

圖2為本發(fā)明的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制備方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，現(xiàn)對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

本發(fā)明的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，各化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含量為Mn：64％～66％，Cu：19％～24％，Ni：3％～8％，Al：2％～10％，F(xiàn)e：0.5％～2.5％，Ti：0.1％～1％，Si：0.1％～1％，余量為雜質(zhì)元素。該高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，同時具有高阻尼、低磁性、機(jī)械強(qiáng)度高和抗沖擊性能強(qiáng)四種性能，尤其是材料韌性和抗沖擊性能優(yōu)異，可應(yīng)用于需要剛性減震、降噪、低磁和抗外力沖擊的環(huán)境。