TwinDamp™: Poprawa zdolności tłumienia manganu i miedzi
Podczas projektowania wkładki diamentowej do naszej stopki Carbide Base staraliśmy się wykorzystać stop metalu o wysokim współczynniku tłumienia, aby poprawić wydajność izolacji. Dzięki badaniom i testom opracowaliśmy TwinDamp™ – poddany obróbce termicznej dwukrystaliczny stop manganowo-miedziowy o wyjątkowych właściwościach tłumiących w zakresie od 0,01 Hz do 10 MHz.
Gdy stopy manganu i miedzi są poddawane wibracjom, naprężenie spowodowane ruchem bliźniaków martenzytu lub wzajemnym ruchem między granicami bliźniaków i granicami faz martenzytycznych rozluźnia naprężenie i rozprasza energię wibracji[1]. Innymi słowy, niewielkie ruchy między granicami materiału pozwalają mu skutecznie rozpraszać wibracje poprzez przekształcanie ich w ciepło.
Stopy manganu i miedzi są jednymi z najlepiej tłumiących stopów metali, a ich zdolność tłumienia jest ponad 10 razy większa niż miedzi[2]. Chociaż zdolność tłumienia stopów manganu i miedzi jest mniejsza niż elastomerów stosowanych w naszych ViscoRing™, mają one tę wyraźną zaletę, że jako sztywny metal lepiej zachowują swój kształt pod obciążeniem.
Poprawa właściwości manganu i miedzi dzięki obróbce termicznej
Wiadomo, że stopy manganu i miedzi są wrażliwe na obróbkę termiczną. Długotrwała ekspozycja na wysokie temperatury, znana również jako starzenie się metalu, może początkowo poprawić właściwości tłumiące i wytrzymałościowe tych stopów. Jest to spowodowane wzmocnieniem obszarów bogatych w mangan w materiale. Nadmierne starzenie może jednak zacząć pogarszać zdolność tłumienia, dlatego dla uzyskania optymalnych rezultatów konieczna jest zrównoważona temperatura i czas trwania obróbki[3].
Stopniowa ekspozycja na temperatury kriogeniczne może również wzmocnić strukturę krystaliczną metali. Ten kriogeniczny proces odpuszczania może nadać stopom manganowo-miedzianym pożądane ulepszenia dźwiękowe.
Dzięki eksperymentom opracowaliśmy skuteczny proces obróbki temperaturowej stosowanego przez nas stopu manganu i miedzi. Nasz odrębny proces obejmuje wiele etapów zarówno gorących, jak i zimnych zabiegów. Obróbka jest wykonywana w ciągu dwóch dni w celu poprawy tłumienia i wydajności dźwiękowej tego stopu.
Amplituda drgań dla wszystkich skoków
Wodospad ze stali nierdzewnej
Wodospad manganowo-miedziany
Wnioski
Kolce manganowo-miedziane zapewniły subtelną, ale mierzalną poprawę tłumienia drgań w porównaniu do kolców ze stali nierdzewnej. Kolce TwinDamp™ zapewniły jeszcze lepsze tłumienie niż manganowo-miedziane, potwierdzając skuteczność naszego procesu obróbki termicznej. Poprawa była najbardziej znacząca w okolicach rezonansu obudowy subwoofera przy 80 Hz. Zarówno manganowo-miedziany, jak i TwinDamp™ wykazały również zwiększoną zdolność tłumienia, o czym świadczy wygładzenie śladów amplitudy drgań i szybszy zanik drgań na wykresach wodospadowych.
Referencje
[1] Lu F-S, Wu B, Zhang J-F, Li P i Zhao D-L 2016 Mikrostruktura i właściwości tłumiące stopu MnCuNiFeCe Rare Met. 35 615-9
[2] Zhang, J., Perez, R. J., and Lavernia, E. J., „Documentation of damping capacity of metallic, ceramic and metal-matrix composite materials”, Journal of Materials Science, Vol. 28, nr 9, s. 2395-2404, 1993. doi:10.1007/BF01151671
[3] Ke, T. S., Wang, L. T., & Yi, H. C. (1987). Tarcie wewnętrzne w stopach mangan-miedź i mangan-miedź-aluminium. Le Journal de Physique Colloques, 48(C8), C8-559.