一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制備方法，屬于錳基阻尼合金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，各化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含量為Mn：64％～66％，Cu：19％～24％，Ni：3％～8％，Al：2％～10％，F(xiàn)e：0.5％～2.5％，Ti：0.1％～1％，Si：0.1％～1％，余量為雜質(zhì)元素。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制備方法。本發(fā)明專利技術(shù)制備出的錳基阻尼合金，同時(shí)具有高阻尼、低磁性、機(jī)械強(qiáng)度高和抗沖擊性能強(qiáng)四種性能，尤其是材料韌性和抗沖擊性能優(yōu)異，可應(yīng)用于需要?jiǎng)傂詼p震、降噪、低磁和抗外力沖擊的環(huán)境。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種錳基阻尼合金及其制備方法，更具體地說，涉及一種可用于減震、低磁性等工作環(huán)境的高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制備方法。
技術(shù)介紹
為了解決機(jī)械設(shè)備的震動(dòng)噪音問題，傳統(tǒng)方法多選用橡膠減震器，彈簧減震器或復(fù)合材料等，這些方法分別存在工作有效期短、位移幅度大、不能焊接及耐低溫性能差等缺陷。由于自身強(qiáng)度受限，難以承載重量大的設(shè)備。高錳含量的錳基合金是一種剛性減震材料，兼有優(yōu)良的阻尼性能和力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于艦船、鐵路、橋梁、建筑、航空航天等領(lǐng)域。上世紀(jì)八十年代開始，國內(nèi)多家機(jī)構(gòu)研究該類合金。國內(nèi)研究的錳基合金中，錳含量大多在50％左右。錳含量達(dá)到65％以上后，則該合金易脆化，機(jī)械力學(xué)性能不能滿足工業(yè)設(shè)備要求。錳基合金的阻尼本領(lǐng)和極低磁性能與錳含量關(guān)系密切。在國內(nèi)研究的錳基合金中，由于錳含量受限，該合金的兩大主要性能無法實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1.專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種阻尼本領(lǐng)高、磁性極低、抗沖擊能力強(qiáng)的高錳含量MnCuNiAlFe(含少量Ti和Si)五元阻尼合金及其制備方法，采用本專利技術(shù)的技術(shù)方案，制備出的錳基阻尼合金，同時(shí)具有高阻尼、低磁性、機(jī)械強(qiáng)度高和抗沖擊性能強(qiáng)四種性能，尤其是材料韌性和抗沖擊性能優(yōu)異，可應(yīng)用于需要?jiǎng)傂詼p震、降噪、低磁和抗外力沖擊的環(huán)境。2.技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案為：<br>本專利技術(shù)的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，各化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含量為Mn：64％～66％，Cu：19％～24％，Ni：3％～8％，Al：2％～10％，F(xiàn)e：0.5％～2.5％，Ti：0.1％～1％，Si：0.1％～1％，余量為雜質(zhì)元素。本專利技術(shù)的一種上述高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制備方法，包括以下步驟：S1、原料準(zhǔn)備：各原料的質(zhì)量百分比含量為Mn：64％～66％，Cu：19％～24％，Ni：3％～8％，Al：2％～10％，F(xiàn)e：0.5％～2.5％，Ti：0.1％～1％，Si：0.1％～1％；上述原料的純度均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥99％；S2、原料熔煉：S2-1、將步驟S1中準(zhǔn)備的原料放入熔煉爐中，先將爐體抽真空至真空度為10-2Pa，再控制熔煉爐溫度不斷升高，當(dāng)爐內(nèi)原料融化后，向爐內(nèi)充入0.8～1Pa的保護(hù)氣，混合1～10小時(shí)得到熔煉均勻的合金；S2-2、將步驟S2-1中熔煉均勻的合金直接倒入預(yù)先制作的模具內(nèi)，并將倒入合金后的模具埋入砂內(nèi)大于2小時(shí)，最終得到澆鑄件合金；S3、高溫固溶處理：將澆鑄件合金放入熱處理爐中，抽真空至真空度10-2Pa，在充保護(hù)氣的條件下，于700℃～1200℃高溫下，保溫1～10小時(shí)作固溶處理，冷卻至室溫，得到最終的MnCuNiAlFe五元阻尼合金。優(yōu)選地，步驟S2-1中按Mn-Ni-Cu-Al-Fe的順序放入熔煉爐，待上述5種元素混合完全后，再按設(shè)定量將Ti和Si放入熔煉爐中。優(yōu)選地，步驟S2-1和步驟S3中所述的保護(hù)氣為氮?dú)饣驓鍤饣虻獨(dú)寤旌蠚狻?.有益效果采用本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果：本專利技術(shù)的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制備方法，制備出的錳基阻尼合金，同時(shí)具有高阻尼、低磁性、機(jī)械強(qiáng)度高和抗沖擊性能強(qiáng)四種性能，尤其是材料韌性和抗沖擊性能優(yōu)異，可應(yīng)用于需要?jiǎng)傂詼p震、降噪、低磁和抗外力沖擊的環(huán)境。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制備方法的原料加料順序圖；圖2為本專利技術(shù)的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制備方法的流程圖。具體實(shí)施方式為進(jìn)一步了解本專利技術(shù)的內(nèi)容，現(xiàn)對(duì)本專利技術(shù)作詳細(xì)描述。本專利技術(shù)的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，各化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含量為Mn：64％～66％，Cu：19％～24％，Ni：3％～8％，Al：2％～10％，F(xiàn)e：0.5％～2.5％，Ti：0.1％～1％，Si：0.1％～1％，余量為雜質(zhì)元素。該高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，同時(shí)具有高阻尼、低磁性、機(jī)械強(qiáng)度高和抗沖擊性能強(qiáng)四種性能，尤其是材料韌性和抗沖擊性能優(yōu)異，可應(yīng)用于需要?jiǎng)傂詼p震、降噪、低磁和抗外力沖擊的環(huán)境。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例1結(jié)合圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制備方法，包括以下步驟：S1、原料準(zhǔn)備：冶煉300公斤的MnCuNiAlFe五元阻尼合金，其配比為，錳：205公斤，銅：73公斤，鎳：15公斤，鋁：9公斤，鐵：6公斤，鈦：2.5公斤，硅：1.8公斤；坩堝原料為電熔鎂砂、石英、氧化鋁、石墨等；上述五元阻尼合金的原料純度均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥99％；S2、原料熔煉：S2-1、將步驟S1中準(zhǔn)備的原料根據(jù)元素的熔點(diǎn)和百分含量差異，按Mn-Ni-Cu-Al-Fe的順序放入熔煉爐，待上述5種元素混合完成后，再按設(shè)定量將Ti和Si放入熔煉爐中，先將爐體抽真空至真空度為10-2Pa，再通過調(diào)節(jié)電流來控制該熔煉爐溫度不斷升高，并通入0.8～1Pa的保護(hù)氣，直到加入爐內(nèi)的原料融化后并熔煉均勻?yàn)橹?，該過程需要混合1～10小時(shí)，得到熔煉均勻的合金；S2-2、將步驟S2-1中熔煉均勻的合金直接倒入預(yù)先制作的模具內(nèi)，并將倒入合金后的模具埋入砂內(nèi)大于2小時(shí)，最終得到澆鑄件合金鋼錠；切除澆冒口后的鋼錠重量為300公斤；S3、高溫固溶處理：將澆鑄件合金鋼錠放入熱處理爐中，抽真空至真空度10-2Pa，在充保護(hù)氣的條件下，于700℃～1200℃高溫下，保溫1～10小時(shí)作固溶處理，冷卻至室溫，得到最終的MnCuNiAlFe五元阻尼合金。上述步驟S2-1和步驟S3中所述的保護(hù)氣為氮?dú)饣驓鍤饣虻獨(dú)寤旌蠚?。按照上述制備方法制備的高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，各組分的質(zhì)量百分比是：Mn65.7％，Cu23％，Ni4.8％，Al2.9％，F(xiàn)e1.9％，Ti0.8％，Si0.6％，其余為雜質(zhì)。權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果(主要參數(shù)，余略)為：①室溫阻尼本領(lǐng)Q-1為0.039，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)為GB/T?2105-1991，采用彈性性能綜合測量儀測量材料的機(jī)械品質(zhì)因素，通過機(jī)械品質(zhì)因素計(jì)算阻尼特性；②靜磁場磁性能μ200為1.0011，采用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測量磁性能(實(shí)測數(shù)據(jù))；③抗拉強(qiáng)度Rm(MPa)為>510，屈服強(qiáng)度Rp0.2(MPa)為209，斷裂伸長率A(％)為3本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，其特征在于，各化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含量為Mn：64％～66％，Cu：19％～24％，Ni：3％～8％，Al：2％～10％，F(xiàn)e：0.5％～2.5％，Ti：0.1％～1％，Si：0.1％～1％，余量為雜質(zhì)元素。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，其特征在于，各化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含
量為Mn：64％～66％，Cu：19％～24％，Ni：3％～8％，Al：2％～10％，F(xiàn)e：0.5％～2.5％，Ti：
0.1％～1％，Si：0.1％～1％，余量為雜質(zhì)元素。
2.一種權(quán)利要求1所述的高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制備方法，其特征在于，
包括以下步驟：
S1、原料準(zhǔn)備：各原料的質(zhì)量百分比含量為Mn：64％～66％，Cu：19％～24％，Ni：3％～8％，
Al：2％～10％，F(xiàn)e：0.5％～2.5％，Ti：0.1％～1％，Si：0.1％～1％；上述原料的純度均為質(zhì)量百
分?jǐn)?shù)≥99％；
S2、原料熔煉：
S2-1、將步驟S1中準(zhǔn)備的原料放入熔煉爐中，先將爐體抽真空至真空度為10-2Pa，再控
制熔煉爐溫度不斷升高，當(dāng)爐內(nèi)原料融化后，向爐內(nèi)充入0.8～1Pa的保護(hù)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鞠進(jìn)賢，鞠璐，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海盛楓材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31