[发明专利]一种高锰含量锰铜阻尼合金与铸铁间焊接用材料

说明书

本发明公开了一种高锰含量锰铜阻尼合金与铸铁间焊接用材料。按重量百分比计,该合金组成为:In:0.8‑1.2wt.%,Ge:0.5‑0.8wt.%,Al:1.5‑2.0wt.%,Nb:0.4‑0.6wt.%,B:0.2‑0.3wt.%,Si:2.0‑3.0wt.%,Ni:4.0‑5.0wt.%,余量为钴。本专利提供了一种用于对高锰含量锰铜阻尼合金与铸铁焊接用的材料，可以有效地解决目前采用锰铜阻尼合金母材作为焊接材料的缺点。不仅提供了减振降噪领域急需的解决方案，在产业化的同时还可以获得极大的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种钴合金。

背景技术

在工业和国防领域，振动和噪音已经带来严重的后果，包括降低机械，电子仪器的使用寿命和工作精度。同时，也会大大降低工作人员的身心健康。因而在工业和国防领域快速发展的今天，减振降噪受到了国内外的高度重视。

一般而言，对于工业和国防领域的振动，常用的解决方法有三种：（1）增加质量提高刚性；通过将结构件设计的足够大和坚固来降低振动振幅，但是同时带来了体积和重量增大的缺点。（2）通过巧妙的结构设计来避免共振的发生，从而降低振动和噪音。这种办法主要用于振动源频率单一的场合，在实际中由于振动源振动频率谱复杂的特性也只能解决部分问题。（3）采用阻尼材料进行结构设计来阻止和降低振动传播，从而可以最大范围减少振动和噪音带来的危害。也就是通过采用高阻尼材料并采用柔性设计来将振动的机械能转化为热能而耗散掉。

从技术角度而言，采用阻尼材料能够很好地解决多种与振动有关的实际难题。本质原因在于这些材料内在的阻尼机制可以将不同振幅和振动频率段的振动能量有效地耗散掉。采用阻尼合金的减振降噪是一种非常有效的方法，在实际上促进了阻尼合金在众多领域的广泛使用。

阻尼合金就基体金属而言，可以分为铝基阻尼合金，铁基阻尼合金，镁基阻尼合金，和锰铜基阻尼合金等多个品种。其中，锰铜基阻尼合金的阻尼系数具有非常不同于其它阻尼合金品种的特点，即阻尼性能与频率的关系不大，而只明显地依赖于振动的振幅。因而在实际使用中，锰铜阻尼合金可以在多个频率段的范围内进行有效地减振降噪。从世界范围来看，锰铜阻尼合金已经在世界范围内得到了非常广泛的应用。

锰铜阻尼合金按照其中的锰含量可以分为高锰含量锰铜合金（Mn含量大于70wt.%），中锰含量锰铜合金（Mn含量位于60-70wt.%）和低锰含量锰铜合金（Mn含量小60wt.%）。目前应用最为广泛的是高锰含量锰铜合金和中锰含量锰铜合金。在实际减振降噪的使用中，锰铜类的阻尼合金需要和多种合金基材进行耦合。比如，在机床的减振降噪过程中，需要将该类合金通过合适的方式和机床基座进行力学上的耦合。其中，机床类的基座一般都是有具有优良阻尼特性的铸铁合金制备。

令人感到遗憾的是，目前对于锰铜类合金的使用一般采用铆接的方式，而不是通常认为的焊接。国际范围内并没有用于锰铜阻尼合金与铸铁之间焊接用材料。一般在实际中采用母合金作为焊接材料来进行焊接。但是，即使采用氩气保护的焊接形式，也会产生明显程度的氧化而使得焊接接头出现冶金类型的氧化物夹杂。这种在接头中出现的组织缺陷可以使得焊接后的接头发生明显的脆化。在使用中会发生明显的应力腐蚀和开裂，大大降低了阻尼合金在变形过程中对能量耗散的能力。

考虑到工业领域大多的振动源是由铸铁构成的，因而开发一种用于高锰含量锰铜阻尼合金和铸铁之间的焊接材料对于工业化的大生产具有非常重要的现实意义。不管是从技术研发的角度还是工业化发展需求而言，都是当前世界各国需要解决的迫切问题之一。

发明内容

本发明公布了一种高锰含量锰铜阻尼合金与铸铁间焊接材料及工艺。该材料用在氩气保护条件下的焊接，所得接头可以克服目前现有材料和工艺不能令人满意的现状。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：