CN103966493B - 一种高阻尼Mn-Cu基减振合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高阻尼Mn-Cu基减振合金及其制备方法。Mn-Cu基减振合金，由如下质量百分数的组分组成：Mn:70-80%,Cu:10-20%,Al: 5-10%,Fe:1-5%,Zn:1-5%,Th:0.2-0.5%制备方法包括：将原料置于真空感应炉内熔化,加热到1400-1500℃,形成合金液体；将合金液在该温度下充分搅拌10分钟后即可浇铸成相应的铸件；获得的铸件经过700-800℃经历50%的热锻变形后在700℃下退火2小时，之后置于350℃的热处理炉中保温1小时后，取出便得到Mn-Cu基减振合金材料。该材料经铸造后阻尼系数大于40%,断裂强度>600MPa,延伸率>30%。经过简单的热处理后, 便可广泛地应用于各种高速运行的设备中用于有效的降低振动和噪音。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金材料，具体地说，涉及一种高阻尼Mn-Cu基减振合金及其制备方法。
背景技术
阻尼合金是一种新型的金属功能材料, 它能通过合金内部的摩擦将振动能量转换成热能而散发掉, 从而达到减振减噪的效果. Mn-Cu基的阻尼合金, 不仅具有高的内耗(SDC:~40%), 而且具有较高的机械强度。目前为止开发的集中牌号的材料可以直接应用于机械振动的减振部位, 不仅能达到减振降噪的目的, 而且还可以有效的提高仪表的精度和机械部件的可靠性。锰铜基阻尼合金由于其优异的减振性能, 在航空, 航天, 航海, 交通, 建筑和家电等领域具有广阔的发展前景和难以估计的需求量。
现有的Mn-Cu基阻尼合金中M2052合金具有最优异的阻尼系数(SDC: ~40%),加工制造的减振部件可以有效地减振。但是合金的力学性能较差, 强度仅相当于软钢的水平(断裂强度: 540MPa, 延伸率: 32%)。本发明针对现有Mn-Cu基合金中尚无同时具有高阻尼性能和力学性能的合金体系, 提供一种新型Mn-Cu基减振材料的配方和工艺。所得阻尼合金材料在具备高阻尼性能(SDC>40%)的同时, 还能维持高强韧性(断裂强度>600MPa, 延伸率>30%)。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高阻尼Mn-Cu基减振合金及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种Mn-Cu基减振合金，由如下质量百分数的组分组成：Mn: 70-80%, Cu: 10-20%, Al: 5-10%, Fe: 1-5%, Zn: 1-5%, Th: 0.2-0.5%。
上述Mn-Cu基减振合金的制备方法，包括如下步骤：将原料置于感应熔炼炉内熔化, 加热到1400-1500℃, 形成合金液体；将合金液在该温度下充分搅拌10分钟后即可浇铸成相应的铸件；获得的铸件经过700-800℃经历50%的热锻变形后在700℃下退火2小时，之后置于350℃的热处理炉中保温1小时后，取出便得到Mn-Cu基减振合金材料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过对合金元素的合理优化设计, 尤其是Al和Th元素的合理使用, 能够提高合金强度, 调整合金的强韧性, 改善合金的耐腐蚀性能。
（1）成分特点: 通过添加铝来提高材料的耐腐蚀性能和力学性能; 通过添加Zn来进一步增大材料的阻尼性能; 通过添加Th来提高材料组织的稳定性。
（2）工艺特点: 铸造后, 除了经历热锻, 中间退火外, 材料还要进一步固溶退火。加工过程涉及强烈塑性变形和再结晶, 可以细化材料组织, 改变晶粒取向, 增加材料的强度和塑性。
（3）设备特点: 本发明所采用的设备, 包括真空熔炼炉, 锻压设备和热处炉等, 均为常见的通用设备, 成本低廉, 生产效率高。
具体实施方式
实施例1:
一种Mn-Cu基减振合金, 所述的合金包括按照重量百分比组成的下列成分: Mn: 70%, Cu: 12%, Al: 9%, Fe: 3.5%, Zn: 5%, Th: 0.5%。将原料置于真空感应炉内熔化, 加热到1400-1500度, 形成合金液体. 将合金液在该温度下充分搅拌10分钟后即可浇铸成相应的铸件. 获得的铸件经过720度经历50%的热锻变形后在700度下退火2小时, 之后置于350度的热处理炉中保温1小时后,取出便得到所需的高阻尼合金材料。所得材料的阻尼系SDC:42%,断裂强度: 620MPa, 延伸率: 34%。
实施例2:
一种Mn-Cu基减振合金, 所述的合金包括按照重量百分比组成的下列成分: Mn: 75%, Cu: 16%, Al: 5%, Fe: 1%, Zn: 2.8%, Th: 0.2%。将原料置于真空感应炉内熔化, 加热到1400-1500度, 形成合金液体. 将合金液在该温度下充分搅拌10分钟后即可浇铸成相应的铸件. 获得的铸件经过750度经历50%的热锻变形后在700度下退火2小时, 之后置于350度的热处理炉中保温1小时后,取出便得到所需的高阻尼合金材料。所得材料的阻尼系SDC:45%,断裂强度: 660MPa, 延伸率: 31%。
Claims (2)
1.一种Mn-Cu基减振合金，其特征在于由如下质量百分数的组分组成：Mn: 70-80%, Cu: 10-20%, Al: 5-10%, Fe: 1-5%, Zn: 1-5%, Th: 0.2-0.5%。
2.权利要求1所述Mn-Cu基减振合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将原料置于感应熔炼炉内熔化, 加热到1400-1500℃, 形成合金液体；将合金液在该温度下充分搅拌10分钟后即可浇铸成相应的铸件；获得的铸件经过700-800℃经历50%的热锻变形后在700℃下退火2小时，之后置于350℃的热处理炉中保温1小时后，取出便得到Mn-Cu基减振合金材料。
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