專利名稱：一種提高擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高合金阻尼性能的工藝方法，采用熱處理與變形工藝相結(jié)合的思路與方法，具體涉及提高擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的處理工藝。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)及交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，由振動(dòng)引起的噪聲污染已成為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。高阻尼材料的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)是有效減少噪音污染的方法之一。純Mg及其合金是最輕的結(jié)構(gòu)金屬材料，具有Al和鋼無(wú)法替代的性能，如高比強(qiáng)度、高比彈性模量，被譽(yù)為21世紀(jì)的超輕量材料。在各種金屬材料中，純Mg具有最好的阻尼性能，然而力學(xué)性能較差和易腐蝕限制了其更為廣泛的應(yīng)用。因此，高阻尼鎂合金的開(kāi)發(fā)就成為人們持續(xù)不斷的研究主題。 通過(guò)單一合金化和熱處理手段可以改善Mg合金的力學(xué)性能，但卻降低了其阻尼性能，例如商用的AZ (Mg-Al-Zn)及I (Mg-Si-Zr)系Mg合金阻尼性能都不理想。所以我們?cè)O(shè)想通過(guò)應(yīng)用多元合金化的方法，在鎂合金中添加多種元素，綜合發(fā)揮各種元素的合金化效果，以達(dá)到優(yōu)化合金阻尼性能與力學(xué)性能的目的。在對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)的檢索過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，鎂合金阻尼性能與力學(xué)性能之間的矛盾始終是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。2003年日本學(xué)者利用粉末冶金的方式制備出Mg-Cu-Mn燒結(jié)合金，具有超過(guò)純鎂的高阻尼性能，同時(shí)具有高的斷裂強(qiáng)度(》90Mpa)，然而該合金制備成本高，制備過(guò)程不宜操作，同時(shí)其耐腐蝕性能不佳，這些使合金的應(yīng)用受到嚴(yán)重限制。故而，以 Mg-Cu-Mn合金為基礎(chǔ)，引入有利于優(yōu)化合金阻尼性能與力學(xué)性能的合金元素，采用工藝純熟的普通熔煉方法，采用常規(guī)工藝方法，得到性能優(yōu)異的擠壓態(tài)新型阻尼合金材料，最終真正拓寬鎂合金在生產(chǎn)生活中應(yīng)用顯得尤為必要。而在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，涉及提高材料阻尼性能的方法，人們主要通過(guò)單一的熱處理方式來(lái)完成。本申請(qǐng)人在先申請(qǐng)的中國(guó)專利CN101805864A中公開(kāi)了一種高阻尼高強(qiáng) Mg-Cu-Mn-Zn-Y合金及其制造方法，該合金中Y的含量為0. 3 4. 0%。研究中我們發(fā)現(xiàn)， Mg-Cu-Mn-ai-Y擠壓態(tài)合金阻尼與力學(xué)性能較好，然而其阻尼性能仍有較大提升潛力，有待進(jìn)一步提高。因此，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究，選擇采用熱處理與彎曲變形相結(jié)合的處理方法，從而進(jìn)一步改善Mg-Cu-Mn-ai-Y擠壓態(tài)合金阻尼性能，為今后材料阻尼性能的研究提供了一個(gè)新思路。

發(fā)明內(nèi)容
結(jié)合發(fā)明人綜合熱處理工藝與變形工藝的發(fā)明思路，針對(duì)前述擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn 系合金仍有較大的潛力有待進(jìn)一步進(jìn)行探索的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于改善Mg-Cu-Mn系擠壓態(tài)合金阻尼性能，為今后材料阻尼性能的提高提供一種新的思路。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種提高擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的方法，其特征在于采用熱處理與變形工藝相結(jié)合的方法；所述擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金為元素成份及其質(zhì)量百分含量是Cu=l. 0 4. 0%，Mn=O. 3 1. 5%， Y=O. 3 4. 0%，Zn=L 0 5. 5%，余量為鎂；合金擠壓溫度350°C 士 10°C，擠壓比為20-25 ；
首先，將所述合金進(jìn)行300°C XlOh的退火熱處理，所述熱處理是在電阻爐中進(jìn)行，樣品是在空氣中加熱并且在空氣中冷卻；
然后，將經(jīng)過(guò)退火處理的擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金，加工成用于阻尼性能測(cè)試的的矩形片狀試樣，置于圓柱體狀的模具上反復(fù)彎曲2(Γ30次，從而引入高密度平直位錯(cuò)，合理改變合金位錯(cuò)組態(tài)。最后，矯直后用酒精清洗，進(jìn)行阻尼性能測(cè)試。事實(shí)證明，通過(guò)上述技術(shù)方案，可以有效提高阻尼測(cè)試值，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步改善 Mg-Cu-Mn系擠壓態(tài)合金阻尼性能的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、通常，眾多學(xué)者主要致力于通過(guò)單一熱處理方式來(lái)提高合金阻尼性能的研究， 而本發(fā)明通過(guò)退火的熱處理方法和反復(fù)彎曲變形引入平直位錯(cuò)的變形工藝相結(jié)合的方式來(lái)提高擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能，這就為今后的研究提供了一種新的思路。2、本方案簡(jiǎn)單易行，試驗(yàn)參數(shù)控制方便，通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，即可達(dá)到提高擠壓態(tài) Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的目的。3、成本低廉。用于實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，均為常規(guī)通用設(shè)備，可移植性強(qiáng)，通用于多種合金提高阻尼性能的具體操作中，可有效降低生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明與佐證。實(shí)施例1
一種提高擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的方法，具體包括以下步驟 1、所用Mg-Cu-Mn系合金原料各組分的重量百分比為:Cu=2. 4%，Mn=L 0%，Y=L 9%， Zn=4. 7%，不可避免的雜質(zhì)為Si、Fe，其總量<0. 1%，余量為鎂。所用的擠壓工藝參數(shù)為擠壓溫度是350°C，擠壓比為25，擠壓速度為5mm/s。2、待熱處理爐溫度穩(wěn)定至300°C后放入上述合金原料，進(jìn)行IOh的退火熱處理；熱處理是在電阻爐中進(jìn)行，樣品是在空氣中加熱并且在空氣中冷卻。3、退火后通過(guò)電火花切割將合金加工成用于阻尼性能測(cè)試的矩形片狀試樣，其尺寸工藝參數(shù)是長(zhǎng)41 43mmX寬5 6mmX厚1. 3^1. 5mm,對(duì)表面進(jìn)行機(jī)械打磨處理，至尺寸為長(zhǎng)40mmX寬5mmX厚1. 2mm。4、將合金放在直徑為64mm的模具上進(jìn)行反復(fù)彎曲20次。5、將試樣矯直后用酒精進(jìn)行清洗，測(cè)試試樣的阻尼性能，其阻尼性能見(jiàn)表1。實(shí)施例2:
本實(shí)施方式的擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金原料、熱處理及切阻尼試樣的工藝參數(shù)與實(shí)施例1完全相同，不同之處在于采用直徑為27mm的模具進(jìn)行反復(fù)彎曲變形(反復(fù)彎曲2(Γ30 次為宜)，試樣矯直后清洗并測(cè)試試樣的阻尼性能，其阻尼性能同樣見(jiàn)表1。
表1 阻尼Mg-Cu-Mn系合金的力學(xué)性能與阻尼性能
權(quán)利要求
1.一種提高擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的方法，其特征在于采用熱處理與變形工藝相結(jié)合的方法；所述擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金為元素成份及其質(zhì)量百分含量是Cu=LO 4. 0%， Mn=O. 3 1. 5%，Y=O. 3 4. 0%，Zn=L 0 5. 5%，余量為鎂；合金擠壓溫度 350°C 士 10°C，擠壓比為20-25 ；首先，將所述合金進(jìn)行300°C XlOh的退火熱處理，所述熱處理是在電阻爐中進(jìn)行，樣品是在空氣中加熱并且在空氣中冷卻；將經(jīng)過(guò)退火處理的擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金，加工成用于阻尼性能測(cè)試的的矩形片狀試樣，置于圓柱體狀的模具上反復(fù)彎曲2(Γ30次，從而引入高密度平直位錯(cuò)，合理改變合金位錯(cuò)組態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的方法，其特征在于 所述阻尼性能測(cè)試為長(zhǎng)41 43mmX寬5 6mmX厚1. 3 1. 5mm的矩形片狀試樣，置于直徑分別為20mm 64mm的圓柱體狀的模具上反復(fù)彎曲20次。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的方法，通過(guò)對(duì)擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金施行熱處理工藝，消除合金在擠壓過(guò)程中形成的位錯(cuò)纏結(jié)；隨后，通過(guò)采用變形比較均勻的反復(fù)彎曲變形，在擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金中引入高密度平直位錯(cuò)，合理改變合金位錯(cuò)組態(tài)，從而提高了擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金阻尼的性能。本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)的提高材料阻尼性能方法單一的情況，結(jié)合擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金的性能特點(diǎn)，采用工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的變形工藝和熱處理方法，進(jìn)一步改善了擠壓態(tài)Mg-Cu-Mn系合金的阻尼性能，為材料阻尼性能的研究工作提供了一種新的思路。
文檔編號(hào)C22F1/06GK102220527SQ20111014035
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者李龍, 潘復(fù)生, 王敬豐, 魏文文 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)