TwinDamp™: ปรับปรุงความสามารถในการหน่วงของแมงกานีส-ทองแดง

ขณะออกแบบ Diamond Insert สำหรับฐานรองคาร์ไบด์ของเรา เราพยายามใช้โลหะผสมที่มีคุณสมบัติการหน่วงสูงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการแยกตัว จากการวิจัยและการทดสอบ เราได้พัฒนา TwinDamp™ ซึ่งเป็นโลหะผสมผลึกคู่แมงกานีส-ทองแดงที่ผ่านการอบด้วยอุณหภูมิซึ่งมีคุณสมบัติการหน่วงที่ยอดเยี่ยมตั้งแต่ 0.01 Hz ถึง 10 MHz

เมื่อโลหะผสมแมงกานีส-ทองแดงได้รับแรงสั่นสะเทือน ความเครียดที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของฝาแฝดมาร์เทนไซต์หรือจากการเคลื่อนที่ร่วมกันระหว่างขอบเขตฝาแฝดและขอบเขตเฟสของมาร์เทนไซต์จะทำให้ความเครียดผ่อนคลายและกระจายพลังงานการสั่นสะเทือน [1] กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเคลื่อนที่เพียงเล็กน้อยระหว่างขอบเขตภายในวัสดุทำให้สามารถกระจายการสั่นสะเทือนได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการแปลงเป็นความร้อน

โลหะผสมแมงกานีส-ทองแดงจัดอยู่ในกลุ่มโลหะผสมที่มีคุณสมบัติในการหน่วงการสั่นสะเทือนสูงที่สุด โดยมีค่าความสามารถในการหน่วงการสั่นสะเทือนมากกว่าทองแดงถึง 10 เท่า [2] แม้ว่าค่าความสามารถในการหน่วงการสั่นสะเทือนของโลหะผสมเหล่านี้จะน้อยกว่าอีลาสโตเมอร์ที่ใช้ใน ViscoRing™ ของเรามาก แต่โลหะผสมเหล่านี้ก็มีข้อดีที่ชัดเจนคือ เนื่องจากเป็นโลหะที่มีความแข็ง จึงสามารถคงรูปร่างได้ดีกว่าภายใต้แรงกด

การนำ TwinDamp™ มาใช้ในแผ่นเพชร

ความแข็งแกร่งของ TwinDamp™ ช่วยให้เรานำไปรวมไว้ในพื้นที่ของ Diamond Insert ที่อีลาสโตเมอร์จะไม่แข็งเพียงพอได้

แผ่นกันกระแทกสามแผ่นที่ทำจาก TwinDamp™ ได้ถูกประกอบไว้เหนือตลับลูกปืนเซรามิกเคลือบเพชรที่ใช้ภายในตัวแยก แผ่นกันกระแทกได้รับการจัดเรียงให้เรียงกันตามเส้นทางการถ่ายทอดการสั่นสะเทือนผ่านอุปกรณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง การสั่นสะเทือนจะต้องผ่านแผ่นกันกระแทกจึงจะผ่านจากด้านหนึ่งของฐานรองไปยังอีกด้านหนึ่งได้ การกำหนดค่านี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการหน่วงโดยรวมของฐานรองให้ดียิ่งขึ้น

นอกจากนี้ รูเกลียวตรงกลางด้านบนบนสลักยึดยังถูกแทนที่ด้วยแผ่นแทรกที่ทำจาก TwinDamp™ เพื่อให้ปลายแหลมสัมผัสกันอย่างแน่นหนาในกรณีที่วางฐานลำโพงไว้ใต้ลำโพงโดยตรงโดยใช้แผ่นแทรกพื้น นอกจากนี้ แผ่นแทรกยังให้การหน่วงเพิ่มเติมหาก ยึดฐานลำโพงโดยใช้สลักที่ให้มาด้วย

สามารถติดตั้ง เดือย TwinDamp™ เพื่อเพิ่มการหน่วงการสั่นสะเทือนที่เข้าและออกจากส่วนล่างของฐานรองได้เมื่อเดือยสามอันชี้ลงด้านล่าง เดือยเพียงอันเดียวยังใช้เพื่อสร้างอินเทอร์เฟซที่หน่วงการสั่นสะเทือนสูงให้กับส่วนล่างของอุปกรณ์ได้เมื่อชี้ขึ้นด้านบนจากกึ่งกลางด้านบนของฐานรอง

โลหะผสม TwinDamp™

การปรับปรุงแมงกานีส-ทองแดงด้วยการบำบัดด้วยอุณหภูมิ

เป็นที่ทราบกันดีว่าโลหะผสมแมงกานีส-ทองแดงไวต่อการบำบัดด้วยอุณหภูมิ การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่องซึ่งเรียกอีกอย่างว่าการทำให้โลหะเก่าอาจช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการหน่วงและความแข็งแรงของโลหะผสมเหล่านี้ในช่วงแรกได้ เนื่องมาจากการเพิ่มบริเวณที่มีแมงกานีสสูงภายในวัสดุ อย่างไรก็ตาม การบ่มนานเกินไปอาจเริ่มลดความสามารถในการหน่วงลง ดังนั้นจึงต้องใช้อุณหภูมิและระยะเวลาในการบำบัดที่สมดุลเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด [3]

การสัมผัสกับอุณหภูมิต่ำมากอย่างค่อยเป็นค่อยไปอาจช่วยเพิ่มโครงสร้างผลึกภายในโลหะได้ กระบวนการอบชุบด้วยอุณหภูมิต่ำนี้สามารถปรับปรุงคุณภาพเสียงของโลหะผสมแมงกานีส-ทองแดงให้ดีขึ้นตามที่ต้องการ

จากการทดลอง เราได้พัฒนากระบวนการบำบัดด้วยอุณหภูมิที่มีประสิทธิภาพสำหรับโลหะผสมแมงกานีส-ทองแดงที่เราใช้ กระบวนการเฉพาะของเราประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ มากมาย ทั้งการบำบัดแบบร้อนและแบบเย็น การบำบัดจะดำเนินการเป็นระยะเวลาสองวันเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการหน่วงและประสิทธิภาพเสียงของโลหะผสมนี้

เตาเผา 1100° C

ตู้แช่แข็งแบบไครโอเจนิก

การวัดการลดทอนการสั่นสะเทือน

การเปรียบเทียบ TwinDamp™ แมงกานีส-ทองแดง และสแตนเลส

เพื่อวัดประสิทธิภาพการลดการสั่นสะเทือนของ TwinDamp™ เราได้ทำการทดลอง โดยใช้หมุดสามตัวที่ทำจาก สเตนเลส ทองแดง แมงกานีส และ TwinDamp™ จำนวนสามชุด ร้อยเข้ากับแผ่นเหล็กโดยตรงแยกกัน จากนั้นวางน้ำหนัก 3.6 กก. (8 ปอนด์) ไว้บนแผ่นเพื่อจำลองน้ำหนักของอุปกรณ์ จากนั้นจึงวางแผ่นโดยให้หมุดทั้งสามชี้ลงด้านบนซับวูฟเฟอร์ขนาด 18 นิ้วที่ปิดสนิท จากนั้นจึงติดเซ็นเซอร์วัดความเร่งเข้ากับแผ่น จากนั้นจึงส่งสัญญาณไซน์แบบลอการิทึมกวาดจาก 15 เฮิรตซ์ถึง 200 เฮิรตซ์ผ่านซับวูฟเฟอร์เพื่อวัดการลดทอนที่เกิดจากหมุดแต่ละชุด

การวัดสแตนเลสแสดงเป็น สีแดง แมงกานีส-ทองแดงแสดงเป็น สีเขียว และ TwinDamp™ แสดงเป็น สีน้ำเงิน

แอมพลิจูดการสั่นสะเทือนสำหรับสไปค์ทั้งหมด

น้ำตกสแตนเลส

น้ำตกแมงกานีส-ทองแดง

น้ำตก TwinDamp™

บทสรุป

สไปค์แมงกานีส-ทองแดงช่วยลดการสั่นสะเทือนได้เล็กน้อยแต่สามารถวัดได้เมื่อเทียบกับสไปค์สแตนเลส สไปค์ TwinDamp™ ลดการสั่นสะเทือนได้มากกว่าแมงกานีส-ทองแดง ซึ่งยืนยันถึงประสิทธิภาพของกระบวนการปรับอุณหภูมิของเรา การปรับปรุงนี้มีความสำคัญมากที่สุดในบริเวณความถี่เรโซแนนซ์ของตู้ซับวูฟเฟอร์ที่ 80 เฮิรตซ์ ทั้งแมงกานีส-ทองแดงและ TwinDamp™ ยังแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการลดการสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้น ซึ่งพิสูจน์ได้จากการปรับเรียบของเส้นแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนและการสลายตัวของการสั่นสะเทือนที่เร็วขึ้นในกราฟน้ำตก

อ้างอิง

[1] Lu FS, Wu B, Zhang JF, Li P และ Zhao DL 2016 โครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติการหน่วงของโลหะผสม MnCuNiFeCe Rare Met. 35 615–9

[2] Zhang, J., Perez, RJ และ Lavernia, EJ “การบันทึกข้อมูลความสามารถในการหน่วงของวัสดุคอมโพสิตที่เป็นโลหะ เซรามิก และเมทริกซ์โลหะ” วารสารวัสดุศาสตร์ เล่มที่ 28 ฉบับที่ 9 หน้า 2395–2404 2536 doi:10.1007/BF01151671

[3] Ke, TS, Wang, LT และ Yi, HC (1987) แรงเสียดทานภายในในโลหะผสมแมงกานีส-ทองแดงและแมงกานีส-ทองแดง-อลูมิเนียม Le Journal de Physique Colloques, 48(C8), C8-559