[發明專利]一種具備高導熱特性的鐵基高阻尼合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201611099862.X
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106756595B
• 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: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C38/30;C22C38/20;C22C38/34;C22C38/06;C22C33/04
• 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備高導熱特性的鐵基高阻尼合金及其制備方法，按重量百分比計，合金的組成為：Cr:6?8%,Si:1?2%,Al:4?6%,Hf:1.5?2.5%,Cu:4?9%,B:1?2%,Sn:2.5?4.5%,Co:2?3%,余量為Fe。本發明提供的具有高熱導率的鐵基高阻尼合金材料。該材料具有傳統鐵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80?85GPa，屈服強度為240?280MPa，延伸率為24?32%，SDC=30?34%。在保證現有變形用鐵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60?90W/m.K左右提高到了110?150W/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領域，具體地說，涉及一種高阻尼合金。

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。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。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。對于工作在機械發動機等高溫環境下的阻尼合金而言，鐵基高阻尼合金具有獨特的優勢。隨著工業化的快速發展，機械發動機的功率也隨著不斷的提高。因而對于鐵基高阻尼合金除了具備在高溫下的足夠的阻尼性能外，還必須具有優異的導熱性能，從而可以將發動機產生的熱量很快的傳導到環境中去。在目前的減振降噪領域，設計并產業化具有高導熱率的鐵基阻尼合金是當前阻尼合金設計領域的一個熱點。通過先進的合金化方案，不僅可以提高合金在發動機外圍使用的耐熱度，還可以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。可以預計到，由于更加優異的熱傳導性能，鐵基阻尼合金必將廣泛應用于發動機基座等部件，起到減振降噪的作用。在不久的將來，隨著減振降噪領域更多工程領域的拓展，具有高導熱率的鐵基高阻尼合金必將在更多的結構設計中得到廣泛應用。

現有的鐵基高阻尼合金在強度上完全能夠滿足發動機支架能承受溫度范圍內的力學性能要求，并能夠經受大量級的振動和沖擊載荷作用，產生非常明年的減振降噪效果。但是，作為發動機基座也必須具有高的傳熱性能使得發動機產生的熱量能有效的傳遞到周圍的環境中，以滿足高功率發動機工作設計要求。目前國際上出現的鐵基高阻尼合金有Fe-Mn體系，Fe-Cr-Al體系和Fe-Si體系，導熱率都維持在60-90W/m.K左右。考慮到鐵基高阻尼合金在高溫極端環境下的行業需求，開發具有更高熱導率并維持現有阻尼性能和力學性能的鐵基合金是目前減振降噪行業急需解決的重要工程問題之一。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種具備高導熱特性的鐵基高阻尼合金及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：