[發明專利]一種高錳阻尼合金熔模真空吸鑄方法和裝置

在審

• 申請號: 202010157811.8
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111992693A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王凱;趙國平
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B22D18/06
• 分類號: B22D18/06;C22C22/00;C22C1/02;C22F1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及Mn?Cu基阻尼合金制備技術領域，具體為一種高錳阻尼合金熔模真空吸鑄方法和裝置。將電解Mn、電解Cu、電解Ni放入熔煉爐內，向熔煉爐內通入Ar氣保護氣體，待保護氣完全充滿熔煉爐后，打開中頻感應爐對原料進行加熱，待金屬完全熔化后，靜置一段時間以便合金元素充分熔入；對熔模型殼預熱并將其放入真空箱，待上述原料形成的金屬液冷卻后對真空吸鑄室抽真空，然后釋壓使升液管內的金屬液回流到熔煉爐內；待合金凝固結束，去除冒口后依次進行機加工、熱處理，獲得最終產品。

技術領域

本發明涉及Mn-Cu基阻尼合金制備技術領域，具體為一種高錳 阻尼合金熔模真空吸鑄方法和裝置。

背景技術

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。國內目前對Mn-Cu 基阻尼合金的實際應用僅限于中低Mn型合金，而合金的阻尼性能 隨Mn含量的增高而提高，當Mn70wt.％時，合金具備較高的阻尼 性能，但由于Mn元素極易氧化，且具有較高的蒸氣壓，使得制備 困難。因此，國內對高錳Mn-Cu基阻尼合金的應用研究較少的主要 阻礙因素是決定高錳含量合金性能的第一步的制備技術上的困難，體 現如下幾方面：

(1)由于Mn元素極易氧化的特性，生成的氧化錳夾雜的存在 會顯著降低合金的阻尼與力學性能。與此同時，由于Mn元素的蒸 氣壓較高，真空熔煉易使Mn元素的揮發加大，難以獲得穩定范圍 內的Mn含量，真空感應熔煉不能大體積、大批量的適應于高錳阻 尼合金的制備。

(2)熔煉設備的局限性對高錳阻尼合金熔煉保護也造成很大難 度。高錳阻尼合金熔煉設備的密閉性有待提高，熔煉過程中空氣易從 設備的不同地方進入熔室。同時，保護氣體也因設備密閉性不足而容 易泄露。

(3)澆注方式也有待提高，高錳阻尼合金流動性差，高溫條件 下更易氧化，若合金熔液在澆注時暴露于空氣中，無疑會使氧化更加 嚴重。

1.真空感應爐熔煉：Mn具有很高的蒸氣壓，負壓狀態引起Mn 元素揮發損耗的增加和環境的污染。

2.中頻感應熔煉爐：但由于Mn元素的易氧化特性，在保護熔煉 方面，若選用氯鹽或氟鹽等覆蓋劑，則容易在高溫下生成Cl₂、HF等 有毒氣體，不僅對設備造成腐蝕和破壞，同時也對合金造成腐蝕和污 染。同時，由于覆蓋劑所使用的溶劑密度均大于合金，這一方面導致 溶劑在合金熔液表面會下沉，需要一直添加才能夠持續進行熔煉保護， 使得溶劑使用量大。另一方面，溶劑若沒有完全沉淀到爐底，則會殘 留在合金熔液中成為雜質，有害于合金的阻尼及力學性能。若采用氣 體保護，則難免會造成保護氣體泄露和空氣進入，易使合金在熔煉過 程中氧化嚴重。

3.石墨坩堝爐和煉鋼爐聯合熔煉法：聯合熔煉法能夠有效的解決 Mn元素氧化嚴重的問題。但僅適用于低Mn型Mn-Cu基阻尼合金 的熔煉，隨Mn含量的增加，必然會導致Mn元素的揮發損耗嚴重。 同時，該工藝過程相對復雜繁瑣。

4.粉末冶金法：此方法成品尺寸因模具大小而受到嚴重限制，且 模具費用高，不利于高錳含量的Mn-Cu基阻尼合金大體積和規模化 批量生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高錳阻尼合金熔模真空吸鑄工藝，用 以解決背景技術中存在的眾多問題。

本發明提供如下技術方案：一種高錳阻尼合金熔模真空吸鑄方法， 其特征是，包括以下步驟：

第一步，將電解Mn、電解Cu、電解Ni放入熔煉爐內；向熔煉 爐內通入Ar氣作為保護氣體；待保護氣完全充滿熔煉爐后并通過升 液管充滿真空箱后，打開中頻感應爐對原料進行加熱，待金屬完全熔 化后，靜置以便合金元素充分熔入；