[发明专利]一种提高挤压态Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高合金阻尼性能的工艺方法，采用热处理与变形工艺相结合的思路与方法，具体涉及提高挤压态Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的处理工艺。

背景技术

随着现代工业及交通运输的发展，由振动引起的噪声污染已成为严重的环境问题之一。高阻尼材料的应用与开发是有效减少噪音污染的方法之一。纯Mg及其合金是最轻的结构金属材料，具有Al和钢无法替代的性能，如高比强度、高比弹性模量，被誉为21世纪的超轻量材料。在各种金属材料中，纯Mg具有最好的阻尼性能，然而力学性能较差和易腐蚀限制了其更为广泛的应用。因此，高阻尼镁合金的开发就成为人们持续不断的研究主题。通过单一合金化和热处理手段可以改善Mg合金的力学性能,但却降低了其阻尼性能，例如商用的AZ（Mg-Al-Zn）及ZK（Mg-Zn-Zr）系Mg合金阻尼性能都不理想。所以我们设想通过应用多元合金化的方法，在镁合金中添加多种元素，综合发挥各种元素的合金化效果，以达到优化合金阻尼性能与力学性能的目的。

在对现有文献的检索过程中我们发现，镁合金阻尼性能与力学性能之间的矛盾始终是一个亟待解决的问题。2003年日本学者利用粉末冶金的方式制备出Mg-Cu-Mn烧结合金，具有超过纯镁的高阻尼性能，同时具有高的断裂强度（>290Mpa），然而该合金制备成本高，制备过程不宜操作，同时其耐腐蚀性能不佳，这些使合金的应用受到严重限制。故而，以Mg-Cu-Mn合金为基础，引入有利于优化合金阻尼性能与力学性能的合金元素，采用工艺纯熟的普通熔炼方法，采用常规工艺方法，得到性能优异的挤压态新型阻尼合金材料，最终真正拓宽镁合金在生产生活中应用显得尤为必要。

而在现有文献中，涉及提高材料阻尼性能的方法，人们主要通过单一的热处理方式来完成。本申请人在先申请的中国专利CN101805864A中公开了一种高阻尼高强Mg-Cu-Mn-Zn-Y合金及其制造方法，该合金中Y的含量为0.3～4.0%。研究中我们发现，Mg-Cu-Mn-Zn-Y挤压态合金阻尼与力学性能较好，然而其阻尼性能仍有较大提升潜力，有待进一步提高。因此，本发明人经过研究，选择采用热处理与弯曲变形相结合的处理方法，从而进一步改善Mg-Cu-Mn-Zn-Y挤压态合金阻尼性能，为今后材料阻尼性能的研究提供了一个新思路。

发明内容

结合发明人综合热处理工艺与变形工艺的发明思路，针对前述挤压态Mg-Cu-Mn系合金仍有较大的潜力有待进一步进行探索的问题，本发明的目的在于改善Mg-Cu-Mn系挤压态合金阻尼性能，为今后材料阻尼性能的提高提供一种新的思路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种提高挤压态Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的方法，其特征在于：采用热处理与变形工艺相结合的方法；所述挤压态Mg-Cu-Mn系合金为元素成份及其质量百分含量是：Cu=1.0～4.0%，Mn=0.3～1.5%，Y=0.3～4.0%，Zn=1.0～5.5%，余量为镁；合金挤压温度350℃±10℃，挤压比为20-25；

首先，将所述合金进行300℃×10h的退火热处理，所述热处理是在电阻炉中进行，样品是在空气中加热并且在空气中冷却；

然后，将经过退火处理的挤压态Mg-Cu-Mn系合金，加工成用于阻尼性能测试的的矩形片状试样，置于圆柱体状的模具上反复弯曲20~30次，从而引入高密度平直位错，合理改变合金位错组态。

最后，矫直后用酒精清洗，进行阻尼性能测试。

事实证明，通过上述技术方案，可以有效提高阻尼测试值，实现了进一步改善Mg-Cu-Mn系挤压态合金阻尼性能的目的。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通常，众多学者主要致力于通过单一热处理方式来提高合金阻尼性能的研究，而本发明通过退火的热处理方法和反复弯曲变形引入平直位错的变形工艺相结合的方式来提高挤压态Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能，这就为今后的研究提供了一种新的思路。

2、本方案简单易行，试验参数控制方便，通过优化工艺参数，即可达到提高挤压态Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的目的。

3、成本低廉。用于实验的设备，均为常规通用设备，可移植性强，通用于多种合金提高阻尼性能的具体操作中，可有效降低生产成本。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步说明与佐证。

实施例1：

一种提高挤压态Mg-Cu-Mn系合金阻尼性能的方法，具体包括以下步骤：