技术领域
本发明涉及Mn-Cu阻尼合金技术，具体地说，涉及一种Mn-Cu阻尼合金添加剂。
背景技术：
现代工业的发展日新月异，各类机械的数量和种类都朝着大功率和高速方向发展。但是机械在运行过程中产生的振动和噪音问题越来越突出，并引起了相关领域的广泛关注。振动和噪音不仅可以降低设备的使用寿命，还会对生态环境进行噪声污染，严重损害人民的身心健康。在交通，能源，通讯和电力等领域，控制振动和减少噪音已经成为亟待解决的工程问题。机械噪音的治理不仅是劳动保护和环境保护工作中的紧迫任务，也是提高机械产品质量的重要解决方案。
传统的隔声和吸声等解决方案，增加装备的空间和重量。减振降噪的最新发展趋势在源头处入手。将产生振动和噪音的部件用能够吸收振动并将振动的能量转换为热能的材料制成，就可以将机械振动控制在刚产生之后，达到减振降噪的效果。近年来发展迅速的高阻尼合金就是这类能吸收振动能量的材料。减振合金的研究和产业化，目前已经遍及铁基，铜基，铝基，钛基和镁基等合金体系。但是目前综合机械性能和阻尼性能来说，最有前途的是孪晶型的Mn-Cu阻尼合金。
孪晶型阻尼合金具有高减振能力的原因是热弹性马氏体相变双晶的间界或母相与马氏体相的间界，在应力作用下的移动导致应力松弛。显而易见，Mn-Cu基合金产生马氏体是该类合金具有高阻尼的先决条件。该类合金的马氏体温度与Mn的含量关联很大，例如含Mn量为90%的合金相变温度为150度，也就是当合金冷却到150度以下的时候，就有大量的孪晶生成。因而只要温度在低于150度，就会有很好的减振效果。含Mn量为80%的合金，相变温度却在0度以下，因而该类合金在常温下就没有减振效果。经过一定的热处理后（例如450度保温4个小时），马氏体相变温度也只能维持在90度左右。而且，含Mn量较高的合金缺点很明显，在凝固时凝固温度区间较宽容易导致铸造缺陷，热加工性能差且容易开裂。因而，如何在含Mn量40-60%的Mn-Cu合金中通过有效的合金化手段来提高马氏体温度是当前Mn-Cu阻尼合金的一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高Mn-Cu阻尼合金马氏体温度的添加剂及其使用方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高Mn-Cu阻尼合金马氏体温度的添加剂，由如下重量份数的组分组成：Zn：4-8%, Eu: 1-2%, Al: 1-3%, Hf: 0.2-0.4%, Ce: 2-3%, Cr: 1-2%, Sn: 4-8%，余量为Fe。
上述添加剂中适用的Mn-Cu阻尼合金为已经商业化的Incramute合金或Sonoston合金；所述Incramute合金的重量百分数组分为：58%Cu、40%Mn和2%Al；所述Sonoston合金的重量百分数组分为：37%Cu、4.25%Al、3%Fe、1.5%Ni、Mn余量。
上述添加剂的使用方法，包括如下步骤：取Mn-Cu阻尼合金在1220-1250℃在氩气保护的真空感应熔炼炉中尖晶石坩埚内熔化后保温10分钟，随后加入占Mn-Cu阻尼合金重量百分数2-4%的添加剂充分搅拌后并保温10分钟；随后进行铁模或者砂模铸造；铸造件后冷却到室温，脱模，并清理铸表面。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）在保证现有变形用Mn-Cu基高阻尼合金阻尼性能和力学性能的基础上，将合金的马氏体温度提高到60-90℃左右。因而在铸造后采用900℃12个小时均匀化处理后随炉冷却就能得到合金的高阻尼性能，无需在425℃左右进行4个小时的退火处理。
（2）该变形合金冶炼加工方法简单，生产成本比较低。通过简单的添加剂使用就能免除后续的热处理工艺，并获得令人满意的机械性能和阻尼性能，便于工业化大规模生产和实际应用。
（3）本发明可用于制造在使用温度为100℃以下，应变振幅低于10×10-3的Mn-Cu合金结构件，并具有极其显著的减振效果。
具体实施方式
实施例1
一种用于提高Mn-Cu合金马氏体温度的添加剂，按重量百分比计，该添加剂的成分为：Zn：5%, Eu: 1.2%, Al: 1.8%, Hf: 0.2%, Ce: 2.1%, Cr: 1.2%, Sn: 4.6%，余量为Fe。在熔炼常见的Mn含量在40-60wt%的Mn-Cu合金时，例如Incramute合金（58%Cu-40%Mn-2%Al），取该合金在1225℃在氩气保护的真空感应熔炼炉中尖晶石坩埚内熔化后保温10分钟，随后加入占合金重量百分数2.4%的添加剂充分搅拌后并保温10分钟。随后进行铁模或者砂模铸造。铸造件后冷却到室温，脱模，并清理铸表面。铸造件在900℃进行12小时的均匀化处理，并随后进行随炉冷却后就得到高阻尼性能的合金。经过随炉冷却后的合金，马氏体温度在68℃左右。所得产品抗拉强度为560MPa，弹性模量为80GPa，屈服强度为275MPa，延伸率为39%，SDC为42%。
实施例2
一种用于提高Mn-Cu合金马氏体温度的添加剂，按重量百分比计，该添加剂的成分为：Zn：6%, Eu: 1.8%, Al: 2.5%, Hf: 0.3%, Ce: 2.6%, Cr: 1.4%, Sn: 6.8%，余量为Fe。在熔炼常见的Mn含量在40-60wt%的Mn-Cu合金时，例如Sonoston合金（54.25Mn-37%Cu-4.25%Al-3%Fe-1.5%Ni），取该合金在1235℃在氩气保护的真空感应熔炼炉中尖晶石坩埚内熔化后保温10分钟，随后加入占合金重量百分数3.2%的添加剂充分搅拌后并保温10分钟。随后进行铁模或者砂模铸造。铸造件后冷却到室温，脱模，并清理铸表面。铸造件在900℃进行12小时的均匀化处理，并随后进行随炉冷却后就得到高阻尼性能的合金。经过随炉冷却后的合金，马氏体温度在74℃左右。所得产品抗拉强度为572MPa，弹性模量为82GPa，屈服强度为283MPa，延伸率为41%，SDC为46%。
实施例3
一种用于提高Mn-Cu合金马氏体温度的添加剂，按重量百分比计，该添加剂的成分为：Zn：5.3%, Eu: 1.5%, Al: 2.1%, Hf: 0.3%, Ce: 2.6%, Cr: 1.4%, Sn: 4.8%，余量为Fe。在熔炼常见的Mn含量在40-60wt%的Mn-Cu合金时，例如Incramute合金（58%Cu-40%Mn-2%Al），取该合金在1245℃在氩气保护的真空感应熔炼炉中尖晶石坩埚内熔化后保温10分钟，随后加入占合金成分3.6wt%的添加剂充分搅拌后并保温10分钟。随后进行铁模或者砂模铸造。铸造件后冷却到室温，脱模，并清理铸表面。铸造件在900℃进行12小时的均匀化处理，并随后进行随炉冷却后就得到高阻尼性能的合金。经过随炉冷却后的合金，马氏体温度在82℃左右。所得产品抗拉强度为573MPa，弹性模量为86GPa，屈服强度为293MPa，延伸率为41%，SDC为43%。