[發明專利]一種具有高熱導性錳基高阻尼合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201611099838.6
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106756349B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 曹帥;劉亞軍;郭強
• 申請（專利權）人: 佛山新瑞科創金屬材料有限公司
• 主分類號: C22C22/00
• 分類號: C22C22/00;C22C1/02;C22F1/02;C22F1/16
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所 44229
• 代理人: 姜若天

本發明公開了一種具有高熱導性錳基高阻尼合金及其制備方法。由如下重量百分比的組分組成：Cu:15?24%,Zn:1?3%,Mg:0.2?1.2%,Zr:0.8?1.2%,Mo:0.2?0.4%,Sn:2?4%,Al:1.2?1.4%,Ni:1?5%,Fe:3?5%，余量為Mn。本發明的合金材料具有傳統錳基高阻尼合金的力學性能和阻尼性能：抗拉強度為540?550MPa，彈性模量為65?70GPa，屈服強度為280?320MPa，延伸率為28?35%，SDC=40?45%。在保證現有鑄造用錳基高阻尼合金阻尼性能和力學性能的基礎上，將合金的熱導率從90?120W/m.K左右提高到了190?210W/m.K。可以大規模應用于溫度較高并且需要減振的場合。

技術領域

本發明涉及合金技術，具體地說，涉及一種錳基高阻尼合金。

背景技術

現代工業的發展日新月異，各類機械的數量和種類都朝著大功率和高速方向發展。但是機械在運行過程中產生的振動和噪音問題越來越突出，并引起了機械，交通，能源，通訊，電力等行業的廣泛關注。振動和噪音不僅可以降低設備的使用壽命，還會對生態環境進行噪聲污染，嚴重損害人民的身心健康。在交通，能源，通訊和電力等領域，控制振動和減少噪音已經成為亟待解決的工程問題。機械噪音的治理不僅是勞動保護和環境保護工作中的緊迫任務，也是提高機械產品質量的重要解決方案。減振降噪的最新發展趨勢在源頭處入手，將產生振動和噪音的部件用能夠吸收振動并將振動的能量轉換為熱能的材料制成，就可以將機械振動控制在剛產生之后，達到減振降噪效果。傳統的隔聲和吸聲等解決方案，增加裝備的空間和重量。

國際上近年來興起的高阻尼減振合金除了具備足夠的強度作為力學構件外，還可以通過其內在的高衰減特性進行有效的降噪和減振。因而在急需高減振和降噪的環境下應用越來越廣泛，并成為國際上發達國家爭相研究的目標。常見的高阻尼合金按照分類有：(1)鐵基的高阻尼合金，代表類型為Fe-Cr-Al體系，Fe-Mn體系以及Fe-Si-Al體系等；（2）鋁基高阻尼合金，代表類型為Al-Zn體系，Al-Mg體系和Al-Si體系等；（3）錳基高阻尼合金，代表體系為Mn-Cu,Mn-Fe和Mn-Ni等體系。鋁基高阻尼合金的阻尼系數比較低，性能是普通鋁合金的10倍左右，但是密度較低(<3.5g/cm³)。鐵基阻尼合金的阻尼系數一般達到25%左右，使用溫度可以到300度，在高溫環境下具有較高的減振性能。相比而言，錳基阻尼合金具有最高的減振系數，可以達到42%，但是使用溫度一般只能到80度左右。

一些具有減振需求的高溫工作環境，比如發動機的支架，對錳基高阻尼合金選擇有著更為苛刻的要求。首先是強度要求，現有的錳基高阻尼合金在發動機支架能承受的溫度范圍內完全能滿足對力學性能的要求，能夠經受大量級的振動和沖擊載荷作用，產生的減振降噪效果非常明顯。其次，作為發動機支架需要有很高的熱傳導能力將熱量有效地傳遞出去，以滿足高功率發動機工作設計要求。目前國際上出現的錳基減振合金(包括日本的M2052，英國的Sonoston,美國的Incramute合金)的熱導率都維持在90-120W/m.K左右。

將具有最高減振性能錳基合金用于較高溫度條件下的減振，是當前阻尼合金設計領域的一個熱點。除了合金化的方案來提高合金的耐熱度外，增加合金的傳熱系數也是一種有效的解決方案，使得減振構件內由于更高的傳熱性能而使得溫度大大降低。可以預計，由于更加優化的傳熱性能，錳基減振合金必將廣泛應用于機載，艦載電子設備中的電子機柜，控制盤，托架，風機，消聲器，發動機變速箱等部件，起到了減振降噪的作用。在不久的將來，隨著減震降噪領域更多工程應用拓展，錳基高阻尼合金必將在更多的結構設計中得到廣泛應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種具有高熱導率的鑄造用錳基高阻尼合金材料及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：