[發明專利]鑄造高阻尼錳銅合金材料及其制造方法

有效

• 申請號: 201810335193.4
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108559896B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 田青超;江澤超
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C22C22/00
• 分類號: C22C22/00;C22C1/02;B22D27/02;C22F1/16;C22F1/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種鑄造高阻尼錳銅合金材料及其制造方法，本發明合金材料化學元素質量百分比為：Cu：19?21％，Ni：4.5?5.5％，Fe：3?4％，Al：0.01?0.05％，RE：0.01?0.05％，Ca：0.001?0.01％。RE為Ce和La中的單一元素稀土或混合稀土，余量為Mn和其他不可避免的雜質。合金原料在真空感應熔煉爐內保護氣氛下熔化，施加0?5T橫向強磁場，隨后進行效熱處理。本發明合金含量少，產品生產成本低，利用磁場磁制動效應改善宏觀偏析，細化凝固樹枝晶狀組織；利用磁場熱電磁對流效應促進夾雜物上浮，達到凈化熔體提高阻尼性能效果。本發明阻尼材料組織致密，性能優良且制造成本低。

技術領域

本發明涉及一種阻尼合金及其制造方法，特別是涉及一種孿晶型MnCu基合金及其制造方法，應用于航空航天、汽車工業、海洋工程等方面的減震降噪和振動源構件材料技術領域。

背景技術

振降噪技術的研究伴隨著現代工業的發展而越發重要。采用阻尼合金來設計制造的各類振動源構件可有效地減輕振動的產生,從根本上降低振動和噪聲所產生的危害。孿晶型MnCu基合金以其優良的阻尼性能吸引著中外學者進行了廣泛的研究。在從高溫向低溫的冷卻過程中，當γMnCu合金一旦發生順磁→反鐵磁的二級相變，就會伴隨從面心立方到正方(γ→γ'，晶格常數c/a1)的馬氏體相變，在這一相變過程中產生的2/3馬氏體變體是孿晶變體，這些孿晶馬氏體在外力作用下的弛豫運動及再取向是MnCu基合金高阻尼的根源。迄今為止，商用阻尼合金已形成了Sonoston(Mn-37Cu-4A1-3Fe-2Ni,wt.％)、Incramute(Mn-58Cu-2Al,wt.％)、2310(Mn-39Cu-4Al-3Fe-2Ni-2Zn,wt.％)、ZMnD-1J(Mn-43Cu-5Zn-2Al,wt.％)及M2052(Mn-20Cu-5Ni-2Fe,at.％)等眾多品種。

申請號為CN201310553896.1的專利文獻公開了一種具有優良力學性能的高錳含量錳銅基高阻尼合金，通過在M2052合金的基礎上添加高熔點金屬和稀土元素，經過鍛造以及后續熱處理，從而使得合金具有優良的阻尼性能和力學性能。

申請號為CN201410192802.7的專利文獻公開了一種高阻尼Mn-Cu基減振合金及其制備方法，該合金以添加Al、Zn和Th等合金元素為主要特點，同樣經過鍛造以及后續熱處理，從而使得合金具有良好的減震性能。

然而，和鍛造、軋制合金相比，鑄造合金具有制造流程短、生產效率高、綜合成本低、環境友好等無可比擬的優勢，因此越來越引起人們的廣泛關注，但現有的錳銅基阻尼合金添加的稀土元素材料較多，成本居高不下，對凝固組織的控制效果不夠理想，所制備的錳銅基阻尼合金的阻尼性能還有很多提升的空間。

申請號為CN201210491359.4的專利文獻公開了一種鑄造高阻尼錳銅合金材料及其制備方法，用以解決錳銅合金阻尼性能不穩定的技術問題，但由于該合金加入較多的稀土和堿土元素，合金制備過程復雜、成本過高。

申請號為CN201510401435.1的專利文獻公開了一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制備方法,該專利在MnCuNiFe的基礎上添加Al、Ti、Si進行合金化，熔煉澆鑄后進行高溫固溶處理以達到低磁、降噪的目的，但是由于沒有時效處理，阻尼性能較差。

申請號為CN201611099838.6的專利文獻公開了一種具有高熱導性錳基高阻尼合金及其制備方法，合金采用尖晶石坩堝鑄造，由于合金品種較多，鑄造性能較差，同時合金含量高，成本較高。

綜上所述，MnCu基阻尼合金的鑄造性能不好,結晶溫度范圍寬，容易出現疏松、集中縮孔等缺陷,因此機械性能不理想；而鍛造MnCu合金組織均勻致密，強度較大，力學性能較鑄造合金好，但制造過程綜合成本較高。

發明內容