[发明专利]一种高阻尼CuAlMn形状记忆合金的制备方法

说明书

本发明为一种高阻尼CuAlMn形状记忆合金的制备方法。该方法包括如下步骤：第一步，将Cu₅₁Zr₁₄孕育剂颗粒与多层石墨烯混合球磨后，得到复合粉末；第二步，将复合粉末冷压成形，得到预制块体；第三步，在CuAlMn形状记忆合金熔炼时，加入Cu₅₁Zr₁₄孕育剂与多层石墨烯的预制块体，待CuAlMn形状记忆合金凝固后，重新升温至850～900℃，保温后于室温的水中淬火，制得高阻尼CuAlMn形状记忆合金。本发明克服了现有技术仅通过细化晶粒对阻尼性能提高有限，而通过第二相析出增加界面数量提高阻尼时，第二相的大小、数量较难控制等不足，使得CuAlMn形状记忆合金的阻尼性能显著提高。

技术领域

本发明的技术方案属于复合材料技术领域，具体地说是一种高阻尼CuAlMn形状记忆合金的制备方法。

背景技术

在如今工业技术高速发达的时代，各类高速、高效、自动化的机械设备日益增多，随之而来的振动、噪声和疲劳断裂等问题也越发严重的影响到了人们的生产和生活，而且，航空航天、冶金和国防军工等高尖端领域对减振降噪的需求也一直很高，因此，设计、开发能够从源头上解决现代工业及生产和生活中各种设备及器械振动和噪音问题的功能材料迫在眉睫。CuAlMn形状记忆合金作为一种功能材料，因其良好的形状记忆效应、丰富的原材料来源以及低廉的制造成本在机械制造领域中获得了广泛的应用，其市场前景十分可观。然而，该类合金目前仍存在因晶粒粗大而易发生沿晶断裂以及阻尼性能偏低的不足。因此，采用一定的技术手段使其晶粒得到细化是提高该合金综合性能及进一步拓宽其应用领域的关键。

截至目前为止，人们用于金属材料晶粒细化的主要手段主要包括快速凝固法、孕育剂细化法、粉末冶金法、形变热处理法、以及机械振动和超声振荡法。其中，孕育剂细化法因具有简单易操作、细化效果较其它方法更为明显，且所制备产品具有不受尺寸限制的优点而成为了最为常用的一种晶粒细化的方法。CN105568019B公开了一种CuAlMn形状记忆合金晶粒的细化方法，是利用孕育剂Cu₅₁Zr₁₄的变质细化作用对CuAlMn形状记忆合金的晶粒进行细化；CN107916348B公开了细晶CuAlMn形状记忆合金的制备方法，是通过新型的Al基LaScB孕育剂对CuAlMn形状记忆合金的晶粒进行细化。然而利用以上现有技术所制得的CuAlMn形状记忆合金，仅通过晶粒细化作用对CuAlMn形状记忆合金的阻尼性能提高仍然有限。CN110527934B公开了一种高强度高阻尼CuAlMn形状记忆合金的制备方法，该方法是通过孔型轧制的工艺使CuAlMn形状记忆合金的晶粒、组织进一步细化以及轧制过程中使得细小弥散的第二相析出增加了界面的数量来提高阻尼，然而该方法操作工艺复杂，轧制过程中第二相析出的大小和数量难以控制。CN109266887B公开了一种高阻尼铜基形状记忆合金的制备方法，是通过向CuAlMn形状记忆合金中加入稀土元素Sc和金属元素Nb，之后再经母相高温时效析出第二相来提高CuAlMn形状记忆合金的阻尼，同样，该方法在高温时效过程中第二相析出的大小和数量难以控制，且所用稀土元素Sc和金属元素Nb成本较高。

发明内容

本发明的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种高阻尼CuAlMn形状记忆合金的制备方法。该方法结合了球磨处理、冷压及中频感应熔炼技术，在CuAlMn形状记忆合金中除了孕育剂外同时加入了多层石墨烯，克服了现有技术仅通过细化晶粒对阻尼性能提高有限，而通过第二相析出增加界面数量提高阻尼时，第二相的大小、数量较难控制的不足，使得CuAlMn形状记忆合金的阻尼性能显著提高。

本发明的技术方案是：

一种高阻尼CuAlMn形状记忆合金的制备方法，该方法包括如下步骤：

第一步，制备Cu₅₁Zr₁₄孕育剂与多层石墨烯复合粉末：