TwinDamp™: Verbetering van de dempingscapaciteit van mangaan-koper

Bij het ontwerp van het Diamond Insert voor onze Carbide Base voetstukken hebben we geprobeerd een metaallegering met hoge demping te gebruiken om de isolatieprestaties te verbeteren. Door onderzoek en tests hebben we TwinDamp™ ontwikkeld – een op temperatuur gebrachte metaallegering met twee kristallen van mangaan en koper met uitzonderlijke dempingseigenschappen van 0,01 Hz tot 10 MHz.

Wanneer mangaan-koperlegeringen aan trillingen worden blootgesteld, ontspant de rek die wordt veroorzaakt door de beweging van martensiettweelingen of door de onderlinge beweging tussen de tweelinggrenzen en martensietfasegrenzen de spanning en wordt de trillingsenergie afgevoerd[1]. Met andere woorden, door kleine bewegingen tussen de grenzen binnen het materiaal kunnen trillingen effectief worden afgevoerd door ze om te zetten in warmte.

Mangaan-koperlegeringen behoren tot de best dempende metaallegeringen die er bestaan, met een dempingscapaciteit die meer dan 10 keer groter is dan die van koper[2]. Hoewel de dempingscapaciteit van deze legeringen veel minder is dan de elastomeren die in onze ViscoRings™ worden gebruikt, hebben ze het duidelijke voordeel dat ze als stijf metaal hun vorm beter behouden onder belasting.

Verbetering van mangaan-koper met temperatuurbehandelingen

Het is bekend dat mangaan-koperlegeringen gevoelig zijn voor temperatuurbehandelingen. Langdurige blootstelling aan hoge temperaturen, ook wel metaalveroudering genoemd, kan in eerste instantie de dempings- en sterkte-eigenschappen van deze legeringen verbeteren. Dit komt door de versterking van mangaanrijke gebieden in het materiaal. Overmatige veroudering kan echter de dempingscapaciteit in gevaar brengen, dus voor optimale resultaten zijn een uitgebalanceerde behandelingstemperatuur en -duur nodig[3].

Een geleidelijke blootstelling aan cryogene temperaturen kan ook de kristallijne structuur binnen metalen verbeteren. Dit cryogene hardingsproces kan de gewenste sonische verbeteringen aan mangaan-koperlegeringen geven.

Door te experimenteren hebben we een effectief temperatuurbehandelingsproces ontwikkeld voor de mangaan-koperlegering die we gebruiken. Ons speciale proces bestaat uit meerdere fasen van zowel warme als koude behandelingen. De behandelingen worden over een periode van twee dagen uitgevoerd om de demping en sonische prestaties van deze legering te verbeteren.

Conclusie

De mangaan-koperen spikes boden een subtiele maar meetbare verbetering in trillingsdemping in vergelijking met de roestvrijstalen spikes. De TwinDamp™ spikes boden zelfs meer demping dan het mangaan-koper, wat de doeltreffendheid van ons temperatuurbehandelingsproces bevestigt. De verbeteringen waren het significantst rond de subwooferkastresonantie bij 80 Hz. Zowel de mangaan-koper als de TwinDamp™ vertoonden ook een grotere dempingscapaciteit, zoals blijkt uit de afvlakking van de trillingsamplitude en het snellere trillingsverval in de watervalgrafieken.