一种用于减振降噪的Mn-Cu系高阻尼合金及其制备方法

本发明涉及高阻尼合金，具体涉及一种用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金及其制备方法。

背景技术：

1、在科学技术高速发展的现代生产生活中，由于机械设备振动产生的噪音，此类噪音严重影响了人们的正常生产生活同时长期处在高噪音的环境中对人体健康会造成严重的恶劣影响。因此如何降低机械设备的噪音成为了人们越来越关注的问题。在工业生产中现行的降噪方式主要有三种：一、加固机械中的振动构件达到抑制噪音产生的效果。二、加装隔音装置阻断噪音的传播。三、在机械中使用阻尼材料来实现降噪。其中阻尼材料是指具有将机械振动能转变成热能并耗散掉的特殊物理性能的一类材料。在减振降噪领域相较于传统方法加固构件抑制振动降低噪声或是加装隔音装置，在机械中使用阻尼材料可以在不增加机械重量的情况下，凭借更低的成本同时达到较好的减震降噪的效果。阻尼合金同时具有在高温、高压恶劣工况下服役的能力，良好的力学性能和较高的阻尼性能有着广阔的前景。

2、mn-cu基合金的阻尼能力主要归因于孪晶的运动以及母相与马氏体的相界，其阻尼机制与其他类型的阻尼合金有着明显的不同。当前主流观点认为，mn-cu基阻尼合金由于调幅分解的发生形成了由富锰区和富铜区组成的调幅分解组织，合金中的fcc-fct相变温度与mn含量呈线性关系。因此，目前研究主要集中于通过合金化与热处理工艺实现合金的相转变温度的提升，以求在室温状态下使合金具有大量孪晶，最终达到提高合金阻尼能力的效果。

3、然而，目前mn-cu合金的强度、阻尼性能、马氏体转变温度等相较于其他cu基合金有着较大的差距，使得mn-cu合金在实际工程应用中存在很大的局限性。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金及其制备方法，以解决现有mn-cu合金强度和阻尼性能差，马氏体转变温度低等问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金，包括以下质量百分数的原料：20-25％cu、5.0-5.5％ ni、1.5-2.5％ fe和0.3-0.5％ cr，余量为mn。

4、本发明的有益效果为：本发明在高锰mn-cu系合金中加入cr元素，提高合金马氏体转变温度，更有利于合金马氏体转变进而促进合金调幅分解，提高了合金的阻尼性能和强度。

5、进一步地，包括以下质量百分数的原料：22.3％ cu、5.2％ ni、2％ fe和0.4％cr，余量为mn。

6、上述用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金的制备方法包括以下步骤：

7、先将原料进行混合，依次进行熔炼和精炼，然后浇铸成型进行均匀化热处理，最后经锻造后进行退火热处理，制得。

8、本发明的有益效果为：本发明采用浇铸法进行mn-cu系高阻尼合金的制备，制备方法工艺简单，易于大规模工业化生产。

9、进一步地，熔炼的功率为28-32kw，时间为30-50min。

10、优选地，熔炼的功率为32kw，时间为40min。

11、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明通过对原料进行初步熔炼，使原料充分融化成为液态，便于后续进行合金加工并提高了合金组分的均匀性。

12、进一步地，精炼的功率为18-24kw，时间为10-15min。

13、优选地，精炼的功率为20kw，时间为10min。

14、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明通过对熔炼后的产物降低功率进行进一步精炼，有效地保障了合金中各成分的均匀性。

15、进一步地，浇铸成型的过程中使用泡棉状耐火陶瓷作为过滤片，使用稀有气体进行保护。

16、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明采用泡棉状耐火陶瓷作为过滤片，使得制得合金中具有更少的杂质，有利于提高合金的阻尼性能。

17、进一步地，均匀化热处理的温度为1100-1200℃，时间为10-20h。

18、优选地，均匀化热处理的温度为1150℃，时间为15h。

19、进一步地，锻造的起始锻造温度为800-850℃，终止锻造温度为600-650℃。

20、优选地，锻造的起始锻造温度为820℃，终止锻造温度为620℃。

21、进一步地，退火热处理的条件为：先在800-1000℃进行热处理30-90min，然后空冷至室温，最后加热至350-450℃保温1-6h，空冷至室温。

22、优选地，退火热处理的条件为：先在900℃进行热处理60min，然后空冷至室温，最后加热至400℃保温2h，空冷至室温。

23、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本发明通过对锻造前后的金属铸锭进行均匀化热处理和退火热处理，通过对热处理条件的改进和优化，有效提高了制得合金的组织和成分均匀程度，提高了合金的强度和阻尼性能。

24、上述用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金在降低工业中振动和噪声中的应用。

25、本发明具有以下有益效果：

26、本发明提供了一种用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金及其制备方法，所需要的原料成本低、制备方法工艺简单、易于生产；通过加入cr元素有效提高合金马氏体转变温度，从而更有利于合金马氏体转变进而促进合金调幅分解，提高了合金的阻尼性能，应用于现代工业设备中可以有效的降低振动及噪声，减少对人们的身体健康的危害。

1.一种用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金，其特征在于，包括以下质量百分数的原料：20-25％cu、5.0-5.5％ni、1.5-2.5％fe和0.3-0.5％cr，余量为mn。

2.根据权利要求1所述的用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金，其特征在于，包括以下质量百分数的原料：22.3％cu、5.2％ni、2％fe和0.4％cr，余量为mn。

3.权利要求1或2所述的用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金的制备方法，其特征在于，所述熔炼的功率为28-32kw，时间为30-50min。

5.根据权利要求3所述的用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金的制备方法，其特征在于，所述精炼的功率为18-24kw，时间为10-15min。

6.根据权利要求3所述的用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金的制备方法，其特征在于，所述浇铸成型的过程中使用泡棉状耐火陶瓷作为过滤片，使用稀有气体进行保护。

7.根据权利要求3所述的用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金的制备方法，其特征在于，所述均匀化热处理的温度为1100-1200℃，时间为10-20h。

8.根据权利要求3所述的用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金的制备方法，其特征在于，所述锻造的起始锻造温度为800-850℃，终止锻造温度为600-650℃。

9.根据权利要求3所述的用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金的制备方法，其特征在于，所述退火热处理的条件为：先在800-1000℃进行热处理30-90min，然后空冷至室温，最后加热至350-450℃保温1-6h，空冷至室温。

10.权利要求1或2所述的用于减振降噪的mn-cu系高阻尼合金在降低工业中振动和噪声中的应用。