CN110172625A - 一种锰铜阻尼合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锰铜阻尼合金的制备方法，按照质量百分配比称取：Mn：60～75％、Ni：4～6.5％、Fe：1.5～3.5％、Al：0.5～2％、Nb：0.5～1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％；将称取的原材料熔炼成合金铸锭；合金铸锭脱模冷却后进行均匀化热处理；均匀化后在840～870℃下热轧，保温1h后进行固溶处理。本发明所述的锰铜阻尼合金的制备方法工艺简单易于实施、生产成本低廉；能够有效提高制备出的锰铜阻尼合金的阻尼性能，同时使其具有良好的工艺性能和力学性能。

Description

一种锰铜阻尼合金的制备方法
技术领域
本发明属于阻尼合金材料领域，尤其是涉及一种锰铜阻尼合金的制备方法。
背景技术
振动和噪声控制是航空、航天、能源、交通、军工、机械装备、建筑、人居减灾等众多领域必须考虑和解决的关键问题。过大的振动会引起结构破坏、可靠性降低、能源浪费、噪声污染等，甚至造成灾难性的破坏。鉴于此，振动和噪声控制技术一直为世界各主要工业国家竞相研究的重要领域，并优先在一些国防与民用尖端领域得以应用。
阻尼合金又称为减振合金，是一种能够将机械振动能转化为热能而耗散掉的金属功能材料，所具有的这种性能被称为阻尼或内耗。通常把阻尼值(Q-1或tanδ)超过0.01的材料定义为高阻尼材料。在各类减振合金中，锰铜阻尼合金是目前备受关注的高阻尼合金之一，目前，如何使锰铜阻尼合金具有更加优良稳定的阻尼性能、良好的工艺性能和力学性能仍是研究的热点。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种工艺简单、能够提高锰铜阻尼合金的阻尼性能，同时使其具有良好的工艺性能和力学性能的锰铜阻尼合金的制备方法，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种锰铜阻尼合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取：按照质量百分配比称取各原材料：Mn：60～75％、Ni：4～6.5％、Fe：1.5～3.5％、Al：0.5～2％、Nb：0.5～1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％；
(2)熔炼：将称取的所述原材料按照熔点从低到高的顺序，由下至上放于真空感应电炉的碱性坩埚中进行熔炼，通入氩气作为保护气，将原材料熔炼成合金铸锭；
(3)均匀化：合金铸锭脱模冷却后放入热处理炉内，在氩气氛围或真空下缓慢升温至780～920℃，保温5～7h后，随炉冷却；
(4)轧制：将均匀化热处理后的合金铸锭在840～870℃下热轧，保温1h；
(5)固溶处理：保温结束后，缓慢降温，将轧制好的合金放入热处理炉中在850℃下，保温2h后放入冷水中进行水冷淬火，得到目标合金。
进一步的，所述原材料还包括质量百分数不超过2％的稀土元素。
进一步的，所述稀土元素为Ce、La中的至少一种。
进一步的，还包括步骤(6)时效处理：将固溶处理后的合金放入热处理炉中，在400～450℃下保温4h后，随炉冷却至室温。
进一步的，所述步骤(1)称取：按照质量百分配比称取各原材料：Mn：65～70％、Ni：5～6％、Fe：2～3％、Al：1～1.5％、Nb：1～1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％。
一种根据所述的锰铜阻尼合金的制备方法制备的锰铜阻尼合金，所述锰铜阻尼合金各组分的质量百分含量为：Mn：60～75％、Ni：4～6.5％、Fe：1.5～3.5％、Al：0.5～2％、Nb：0.5～1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％。
进一步的，所述锰铜阻尼合金各组分的质量百分含量为：Mn：65～70％、Ni：5～6％、Fe：2～3％、Al：1～1.5％、Nb：1～1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％。
相对于现有技术，本发明所述的铜阻尼合金的制备方法具有以下优势：本发明所述的制备方法工艺简单易于实施、生产成本低廉；能够有效提高制备出的锰铜阻尼合金的阻尼性能，同时使其具有良好的工艺性能和力学性能；添加有Nb，可以改善合金的阻尼性能，同时可扩大其高阻尼温度区间；添加有稀土元素，可明显提高合金的阻尼性能，同时确保阻尼性能的稳定。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种锰铜阻尼合金各组分的质量百分含量为：Mn：75％、Ni：4％、Fe：1.5％、Al：0.5％、Nb：0.5％、稀土元素0.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％。
一种锰铜阻尼合金的制备方法，包括以下步骤：
按照上述目标锰铜阻尼合金各组分的含量称取各原材料：Mn：75％、Ni：4％、Fe：1.5％、Al：0.5％、Nb：0.5％、稀土元素0.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％；
将称取的原材料按照熔点从低到高的顺序，由下至上放于真空感应电炉的碱性坩埚中进行熔炼，通入氩气作为保护气，将原材料熔炼成合金铸锭；
合金铸锭脱模冷却后放入热处理炉内，在氩气氛围或真空下缓慢升温至780℃，保温7h后，随炉冷却；
将均匀化热处理后的合金铸锭在840℃下热轧，保温1h；
保温结束后，缓慢降温，将轧制好的合金放入热处理炉中在850℃下，保温2h后放入冷水中进行水冷淬火；
再将水冷淬火后合金放入热处理炉中，在400～450℃下保温4h后，随炉冷却至室温，得到目标锰铜阻尼合金。
实施例2
一种锰铜阻尼合金各组分的质量百分含量为：Mn：70％、Ni：5％、Fe：2％、Al：1％、Nb：1％、稀土元素1％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％。
按照上述目标锰铜阻尼合金各组分的含量称取各原材料：Mn：70％、Ni：5％、Fe：2％、Al：1％、Nb：1％、稀土元素1％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％；
将称取的原材料按照熔点从低到高的顺序，由下至上放于真空感应电炉的碱性坩埚中进行熔炼，通入氩气作为保护气，将原材料熔炼成合金铸锭；
合金铸锭脱模冷却后放入热处理炉内，在氩气氛围或真空下缓慢升温至850℃，保温6h后，随炉冷却；
将均匀化热处理后的合金铸锭在850℃下热轧，保温1h；
保温结束后，缓慢降温，将轧制好的合金放入热处理炉中在850℃下，保温2h后放入冷水中进行水冷淬火；
再将水冷淬火后合金放入热处理炉中，在400～450℃下保温4h后，随炉冷却至室温，得到目标锰铜阻尼合金。
实施例3
一种锰铜阻尼合金各组分的质量百分含量为：Mn：65％、Ni：6％、Fe：3％、Al：1.5％、Nb：0.5％、稀土元素1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％。
按照上述目标锰铜阻尼合金各组分的含量称取各原材料：Mn：65％、Ni：6％、Fe：3％、Al：1.5％、Nb：0.5％、稀土元素1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％；
将称取的原材料按照熔点从低到高的顺序，由下至上放于真空感应电炉的碱性坩埚中进行熔炼，通入氩气作为保护气，将原材料熔炼成合金铸锭；
合金铸锭脱模冷却后放入热处理炉内，在氩气氛围或真空下缓慢升温至880℃，保温6h后，随炉冷却；
将均匀化热处理后的合金铸锭在860℃下热轧，保温1h；
保温结束后，缓慢降温，将轧制好的合金放入热处理炉中在850℃下，保温2h后放入冷水中进行水冷淬火；
再将水冷淬火后合金放入热处理炉中，在400～450℃下保温4h后，随炉冷却至室温，得到目标锰铜阻尼合金。
实施例4
一种锰铜阻尼合金各组分的质量百分含量为：Mn：60％、Ni：6.5％、Fe：3.5％、Al：2％、Nb：1.5％、稀土元素2％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％。
按照上述目标锰铜阻尼合金各组分的含量称取各原材料：Mn：60％、Ni：6.5％、Fe：3.5％、Al：2％、Nb：1.5％、稀土元素2％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％；
将称取的原材料按照熔点从低到高的顺序，由下至上放于真空感应电炉的碱性坩埚中进行熔炼，通入氩气作为保护气，将原材料熔炼成合金铸锭；
合金铸锭脱模冷却后放入热处理炉内，在氩气氛围或真空下缓慢升温至920℃，保温7h后，随炉冷却；
将均匀化热处理后的合金铸锭在870℃下热轧，保温1h；
保温结束后，缓慢降温，将轧制好的合金放入热处理炉中在850℃下，保温2h后放入冷水中进行水冷淬火；
再将水冷淬火后合金放入热处理炉中，在400～450℃下保温4h后，随炉冷却至室温，得到目标锰铜阻尼合金。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锰铜阻尼合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)称取：按照质量百分配比称取各原材料：Mn：60～75％、Ni：4～6.5％、Fe：1.5～3.5％、Al：0.5～2％、Nb：0.5～1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％；
(2)熔炼：将称取的所述原材料按照熔点从低到高的顺序，由下至上放于真空感应电炉的碱性坩埚中进行熔炼，通入氩气作为保护气，将原材料熔炼成合金铸锭；
(3)均匀化：合金铸锭脱模冷却后放入热处理炉内，在氩气氛围或真空下缓慢升温至780～920℃，保温5～7h后，随炉冷却；
(4)轧制：将均匀化热处理后的合金铸锭在840～870℃下热轧，保温1h；
(5)固溶处理：保温结束后，缓慢降温，将轧制好的合金放入热处理炉中在850℃下，保温2h后放入冷水中进行水冷淬火，得到目标合金。
2.根据权利要求1所述的锰铜阻尼合金的制备方法，其特征在于：所述原材料还包括质量百分数不超过2％的稀土元素。
3.根据权利要求2所述的锰铜阻尼合金的制备方法，其特征在于：所述稀土元素为Ce、La中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的锰铜阻尼合金的制备方法，其特征在于：还包括步骤(6)时效处理：将固溶处理后的合金放入热处理炉中，在400～450℃下保温4h后，随炉冷却至室温。
5.权利要求1所述的锰铜阻尼合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)称取：按照质量百分配比称取各原材料：Mn：65～70％、Ni：5～6％、Fe：2～3％、Al：1～1.5％、Nb：1～1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％。
6.根据权利要求1所述的锰铜阻尼合金的制备方法制备的锰铜阻尼合金，其特征在于：所述锰铜阻尼合金各组分的质量百分含量为：Mn：60～75％、Ni：4～6.5％、Fe：1.5～3.5％、Al：0.5～2％、Nb：0.5～1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％。
7.根据权利要求6所述的锰铜阻尼合金，其特征在于：所述锰铜阻尼合金各组分的质量百分含量为：Mn：65～70％、Ni：5～6％、Fe：2～3％、Al：1～1.5％、Nb：1～1.5％，余量为Cu和其他不可避免的杂质，其中杂质不超过1％。
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