一种高锰含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锰基阻尼合金及其制备方法，更具体地说，涉及一种可用于减震、低磁性等工作环境的高锰含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002]为了解决机械设备的震动噪音问题，传统方法多选用橡胶减震器，弹簧减震器或复合材料等，这些方法分别存在工作有效期短、位移幅度大、不能焊接及耐低温性能差等缺陷。由于自身强度受限，难以承载重量大的设备。高锰含量的锰基合金是一种刚性减震材料，兼有优良的阻尼性能和力学性能，可广泛应用于舰船、铁路、桥梁、建筑、航空航天等领域。
[0003]上世纪八十年代开始，国内多家机构研宄该类合金。国内研宄的锰基合金中，锰含量大多在50%左右。锰含量达到65%以上后，则该合金易脆化，机械力学性能不能满足工业设备要求。
[0004]锰基合金的阻尼本领和极低磁性能与锰含量关系密切。在国内研宄的锰基合金中，由于锰含量受限，该合金的两大主要性能无法实现。
【发明内容】
[0005]1.发明要解决的技术问题
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种阻尼本领高、磁性极低、抗冲击能力强的高锰含量MnCuNiAlFe (含少量Ti和Si)五元阻尼合金及其制备方法，采用本发明的技术方案，制备出的锰基阻尼合金，同时具有高阻尼、低磁性、机械强度高和抗冲击性能强四种性能，尤其是材料韧性和抗冲击性能优异，可应用于需要刚性减震、降噪、低磁和抗外力冲击的环境。
[0007]2.技术方案
[0008]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0009]本发明的一种高锰含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，各化学成分的质量百分比含量为 Mn:64%?66%，Cu:19%?24%，N1:3%?8%，A1:2%?10%，Fe:0.5%?2.5%，Ti:0.1%?1%，Si:0.1%?1%，余量为杂质元素。
[0010]本发明的一种上述高猛含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制备方法，包括以下步骤:
[0011]S1、原料准备:各原料的质量百分比含量为Mn:64%?66%，Cu:19%?24%，Ni:3%?8%，Al:2%?10%，Fe:0.5%?2.5%，T1:0.1%?1%，S1:0.1%?1% ;上述原料的纯度均为质量百分数多99% ；
[0012]S2、原料熔炼:
[0013]S2-1、将步骤SI中准备的原料放入熔炼炉中，先将炉体抽真空至真空度为10_2Pa，再控制熔炼炉温度不断升高，当炉内原料融化后，向炉内充入0.8?IPa的保护气，混合I?10小时得到熔炼均匀的合金；
[0014]S2-2、将步骤S2-1中熔炼均匀的合金直接倒入预先制作的模具内，并将倒入合金后的模具埋入砂内大于2小时，最终得到浇铸件合金；
[0015]S3、高温固溶处理:将浇铸件合金放入热处理炉中，抽真空至真空度10_2Pa，在充保护气的条件下，于700°C?1200°C高温下，保温I?10小时作固溶处理，冷却至室温，得到最终的MnCuNiAlFe五元阻尼合金。
[0016]优选地，步骤S2-1中按Mn-N1-Cu-Al-Fe的顺序放入熔炼炉，待上述5种元素混合完全后，再按设定量将Ti和Si放入熔炼炉中。
[0017]优选地，步骤S2-1和步骤S3中所述的保护气为氮气或氩气或氮氩混合气。
[0018]3.有益效果
[0019]采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果:
[0020]本发明的一种高锰含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制备方法，制备出的锰基阻尼合金，同时具有高阻尼、低磁性、机械强度高和抗冲击性能强四种性能，尤其是材料韧性和抗冲击性能优异，可应用于需要刚性减震、降噪、低磁和抗外力冲击的环境。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的一种高锰含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制备方法的原料加料顺序图；
[0022]图2为本发明的一种高锰含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]为进一步了解本发明的内容，现对本发明作详细描述。
[0024]本发明的一种高锰含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，各化学成分的质量百分比含量为 Mn:64%?66%，Cu:19%?24%，N1:3%?8%，A1:2%?10%，Fe:0.5%?2.5%，T1:0.1%?1%，Si:0.1%?1%，余量为杂质元素。该高猛含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，同时具有高阻尼、低磁性、机械强度高和抗冲击性能强四种性能，尤其是材料韧性和抗冲击性能优异，可应用于需要刚性减震、降噪、低磁和抗外力冲击的环境。
[0025]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0026]实施例1
[0027]结合图1和图2所示，本实施例的一种高锰含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金的制备方法，包括以下步骤:
[0028]S1、原料准备:冶炼300公斤的MnCuNiAlFe五元阻尼合金，其配比为，锰:205公斤，铜:73公斤，镲:15公斤，销:9公斤，铁:6公斤，钛:2.5公斤，娃:1.8公斤；樹祸原料为电熔镁砂、石英、氧化铝、石墨等；上述五元阻尼合金的原料纯度均为质量百分数多99% ;
[0029]S2、原料熔炼:
[0030]S2-1、将步骤SI中准备的原料根据元素的熔点和百分含量差异，按Mn-N1-Cu-Al-Fe的顺序放入熔炼炉，待上述5种元素混合完成后，再按设定量将Ti和Si放入熔炼炉中，先将炉体抽真空至真空度为10_2Pa，再通过调节电流来控制该熔炼炉温度不断升高，并通入0.8?IPa的保护气，直到加入炉内的原料融化后并熔炼均匀为止，该过程需要混合I?10小时，得到熔炼均匀的合金；
[0031]S2-2、将步骤S2-1中熔炼均匀的合金直接倒入预先制作的模具内，并将倒入合金后的模具埋入砂内大于2小时，最终得到浇铸件合金钢锭；切除浇冒口后的钢锭重量为300公斤；
[0032]S3、高温固溶处理:将浇铸件合金钢锭放入热处理炉中，抽真空至真空度10_2Pa，在充保护气的条件下，于700°C?1200°C高温下，保温I?10小时作固溶处理，冷却至室温，得到最终的MnCuNiAlFe五元阻尼合金。
[0033]上述步骤S2-1和步骤S3中所述的保护气为氮气或氩气或氮氩混合气。
[0034]按照上述制备方法制备的高猛含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金，各组分的质量百分比是:Mn65.7%, Cu23%, Ni4.8%, A12.9%, Fel.9%, T1.8%, S1.6%，其余为杂质。
[0035]权威检测机构的检测结果(主要参数，余略)为:
[0036]①室温阻尼本领Q4为0.039，
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