雙濕:™提升錳銅的阻尼能力
在設計硬質合金底座的 鑽石嵌件 時,我們希望採用高阻尼金屬合金來提升隔音性能。 透過研究與測試,我們開發出 TwinDamp™——一種經過溫度處理的錳銅雙晶金屬合金,具有從 0.01 Hz 到 10 MHz 的卓越阻尼性能。
當錳銅合金受到振動時,馬氏體雙胞胎的移動或雙晶界與馬氏體相界間的相互移動所造成的應變會放鬆應力並消散振動能量[1]。 換句話說,材料內部邊界間的微小移動,使其能有效地透過轉換成熱能來消散振動。
錳銅合金是現存阻尼性能最高的金屬合金之一,阻尼能力是銅的10倍以上[2]。 雖然錳銅合金的阻尼能力低於我們 ViscoRing™所用的彈性體,但作為剛性金屬,它們在負載下能更好地保持形狀,這是一項明顯的優點。
利用溫度處理改善錳銅
眾所周知,錳銅合金對溫度處理很敏感。 持續暴露在高溫下(也稱為金屬老化)最初可以改善這些合金的阻尼和強度性能。 這是由於材料中富含錳的區域的增強。 然而,過度老化會開始影響阻尼能力,因此需要平衡的處理溫度和持續時間以獲得最佳結果[3]。
逐漸暴露在低溫下也可以增強金屬內部的晶體結構。 這種低溫回火工藝可以為錳銅合金帶來理想的聲音改進。
通過實驗,我們為我們使用的錳銅合金開發了一種有效的溫度處理工藝。 我們獨特的工藝涉及冷熱處理的多個階段。 處理在兩天內進行,以改善這種合金的阻尼和聲音性能。
結論
與不鏽鋼尖峰相比,錳銅尖峰在振動衰減方面提供了微妙但可測量的改善。 TwinDamp™ 尖峰提供的衰減甚至比錳銅更大,驗證了我們的溫度處理過程的有效性。 這些改進在80 Hz的低音炮箱體共振方面最為顯著。 錳銅和 TwinDamp™ 也顯示出增強的阻尼能力,這可以通過瀑布圖中振動幅度軌跡的平滑和更快的振動衰減來證明。
參考資料
[1] Lu F-S、Wu B、Zhang J-F、Li P 與 Zhao D-L 2016 MnCuNiFeCe 合金的微觀結構與阻尼特性, Rare Met. 35, 615–9
[2] Zhang, J., Perez, R. J., and Lavernia, E. J., “金屬、陶瓷和金屬基複合材料阻尼能力的文獻”, Journal of Materials Science, vol. 28,第 9 期,第 2395–2404 頁,1993 年。 doi:10.1007/BF01151671
[3] 柯志志、王立哲、易浩昌(1987)。錳 銅合金及錳銅鋁合金的內部摩擦。 《物理對話期刊》,48(C8),C8-559。