TwinDamp™: Mejora de la capacidad de amortiguación del manganeso-cobre
Al diseñar el inserto de diamante para nuestro pie de base de carburo, buscamos utilizar una aleación metálica de alta amortiguación para mejorar el rendimiento del aislamiento. A través de la investigación y las pruebas desarrollamos TwinDamp™ – una aleación metálica de doble cristal de manganeso-cobre tratada a temperatura con excepcionales propiedades de amortiguación de 0,01 Hz a 10 MHz .
Cuando las aleaciones de manganeso-cobre se someten a vibraciones, la deformación causada por el movimiento de las maclas de martensita o por el movimiento mutuo entre los límites de las maclas y los límites de la fase martensítica relaja la tensión y disipa la energía de vibración[1]. En otras palabras, los pequeños movimientos entre los límites del material le permiten disipar eficazmente las vibraciones mediante su conversión en calor.
Las aleaciones de manganeso-cobre se encuentran entre las aleaciones metálicas con mayor amortiguación que existen, con una capacidad de amortiguación más de 10 veces superior a la del cobre[2]. Aunque la capacidad de amortiguación de estas aleaciones es mucho menor que la de los elastómeros utilizados en nuestros ViscoRing™, tienen la clara ventaja de que, al ser un metal rígido, mantienen mejor su forma bajo carga.
Mejora del manganeso-cobre con tratamientos de temperatura
Se sabe que las aleaciones de manganeso-cobre son sensibles a los tratamientos de temperatura. La exposición sostenida a altas temperaturas, también conocida como envejecimiento del metal, puede mejorar inicialmente las propiedades de amortiguación y resistencia de estas aleaciones. Esto se debe al aumento de las regiones ricas en manganeso dentro del material. Sin embargo, un envejecimiento excesivo puede empezar a comprometer la capacidad de amortiguación, por lo que es necesario equilibrar la temperatura y la duración del tratamiento para obtener resultados óptimos[3].
Una exposición gradual a temperaturas criogénicas también puede mejorar la estructura cristalina dentro de los metales. Este proceso de templado criogénico puede aportar mejoras sónicas deseables a las aleaciones de manganeso-cobre.
Mediante la experimentación desarrollamos un proceso eficaz de tratamiento térmico para la aleación de manganeso y cobre que utilizamos. Nuestro proceso diferenciado implica múltiples etapas de tratamientos tanto en frío como en caliente. Los tratamientos se realizan durante un periodo de dos días para mejorar la amortiguación y el rendimiento sónico de esta aleación.
Amplitud de vibración para todos los picos
Cascada de acero inoxidable
Cascada de manganeso-cobre
Conclusión
Los picos de manganeso-cobre proporcionaron una mejora sutil pero apreciable en la atenuación de las vibraciones en comparación con los picos de acero inoxidable. Los picos TwinDamp™ proporcionaron incluso más atenuación que el manganeso-cobre validando la eficacia de nuestro proceso de tratamiento de la temperatura. Las mejoras fueron más significativas en torno a la resonancia de la caja del subwoofer a 80 Hz. Tanto el manganeso-cobre como el TwinDamp™ también mostraron una mayor capacidad de amortiguación, como lo demuestra el suavizado de las trazas de amplitud de las vibraciones y un decaimiento más rápido de las vibraciones en los gráficos de cascada.
Referencias
[1] Lu F-S, Wu B, Zhang J-F, Li P y Zhao D-L 2016 Microestructura y propiedades amortiguadoras de la aleación MnCuNiFeCe Rare Met. 35 615-9
[2] Zhang, J., Pérez, R. J., y Lavernia, E. J., “Documentación de la capacidad de amortiguación de materiales compuestos metálicos, cerámicos y de matriz metálica”, Journal of Materials Science, vol. I, p. 1. 28, nº 9, pp. 2395-2404, 1993. doi:10.1007/BF01151671
[3] Ke, T. S., Wang, L. T., & Yi, H. C. (1987). Fricción interna en aleaciones de manganeso-cobre y manganeso-cobre-aluminio. Le Journal de Physique Colloques, 48(C8), C8-559.