TwinDamp™: Улучшение демпфирующей способности марганца и меди

При разработке алмазной вставки для наших опор Carbide Base мы стремились использовать металлический сплав с высоким уровнем демпфирования, чтобы улучшить изоляционные характеристики. В результате исследований и испытаний мы разработали TwinDamp™ — обработанный температурой марганцево-медный двухкристальный металлический сплав с исключительными демпфирующими свойствами в диапазоне от 0,01 Гц до 10 МГц.

Когда марганцево-медные сплавы подвергаются вибрации, деформация, вызванная движением мартенситных двойников или взаимным движением между границами двойников и границами мартенситных фаз, ослабляет напряжение и рассеивает энергию вибрации[1]. Другими словами, небольшие перемещения между границами внутри материала позволяют ему эффективно рассеивать вибрации путем преобразования в тепло.

Сплавы марганца с медью являются одними из самых высокодемпфирующих металлических сплавов, демпфирующая способность которых более чем в 10 раз выше, чем у меди[2]. Хотя демпфирующая способность марганцево-медных сплавов меньше, чем у эластомеров, используемых в наших ViscoRing™, они обладают тем преимуществом, что, будучи жестким металлом, они лучше сохраняют свою форму под нагрузкой.

Улучшение качества марганца и меди с помощью температурной обработки

Известно, что марганцево-медные сплавы чувствительны к температурной обработке. Длительное воздействие высоких температур, также известное как старение металла, может первоначально улучшить демпфирующие и прочностные свойства этих сплавов. Это связано с увеличением количества богатых марганцем областей в материале. Однако чрезмерное старение может привести к снижению демпфирующей способности, поэтому для достижения оптимальных результатов необходимо сбалансировать температуру и продолжительность обработки[3].

Постепенное воздействие криогенных температур также может улучшить кристаллическую структуру металлов. Этот процесс криогенного отпуска может придать желаемые звуковые улучшения марганцево-медным сплавам.

Путем экспериментов мы разработали эффективный процесс температурной обработки используемого нами марганцево-медного сплава. Наш особый процесс включает в себя несколько этапов горячей и холодной обработки. Обработка проводится в течение двух дней, чтобы улучшить демпфирующие и звуковые характеристики этого сплава.

Заключение

Шипы из марганцево-медной меди обеспечили едва заметное, но измеримое улучшение в ослаблении вибрации по сравнению с шипами из нержавеющей стали. Шипы TwinDamp™ обеспечили еще большее затухание, чем марганцево-медные, что подтверждает эффективность нашего процесса температурной обработки. Улучшения были наиболее значительными в районе резонанса корпуса сабвуфера на частоте 80 Гц. И марганцевая медь, и TwinDamp™ также продемонстрировали повышенную демпфирующую способность, о чем свидетельствует сглаживание следов амплитуды вибрации и более быстрое затухание вибрации на графиках водопада.