[发明专利]一种用于制备动车车窗窗框的高阻尼Mn-Cu基合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于制备动车车窗窗框的高阻尼Mn‑Cu基合金材料及其制备方法。该高阻尼Mn‑Cu基合金材料的化学原子计量式为Mn_pCu_qAl_xZn_ySn_zSi_mNi_nFe_u。本发明选择Mn‑Cu作为基体并添加微量Al元素、Fe元素、Ni元素、Zn元素、Si元素、Sn元素等，制得Mn_pCu_qAl_xZn_ySn_zSi_mNi_nFe_u合金，具有宽应变振幅的阻尼平台(Q^‑1≥0.04)，且稳定性高，同时，将该合金材料用于制备动车组车窗窗框结构时，制备得到的动车组车窗结构的减振率和隔音量均得到了显著提升。

技术领域

本发明属于阻尼合金材料技术领域，具体涉及一种用于制备动车车窗窗框的高阻尼Mn-Cu基合金材料及其制备方法和在制备具有降噪减振作用的框体结构中的应用。

背景技术

由于轨道交通装备的日渐高速化，振动与噪声作为高铁的一个重要指标越来越受到重视。在列车高速运行过程中，车体的振动及车外空气动力噪声通过车窗向车内传递，使得车内噪声增大，不但使自身的舒适性大打折扣，而且影响乘客的身心健康和工作效率。因此，车内环境舒适性和噪声问题急需解决。同时，有调查表明，将近50％以上的轨道交通故障是由运行过程中的振动和噪声引起的，从而严重地威胁到轨道交通装备的可靠性、稳定性和精密性。

为了解决轨道交通装备的振动和噪声问题，采用阻尼材料对列车车窗进行减振降噪成为了一项越来越受关注的研究领域。

阻尼合金是众多阻尼材料中重要的分支之一。金属根据阻尼能力的强弱可分为两类：一类是铝合金、铜合金、钛合金和钢等金属，其阻尼性能低(Q^-1≤10^-2)；另一类是Mg、Fe、Ni、Zn-Al、Mn-Cu等金属材料，它们的阻尼性能较高(Q^-1≥10^-2)。目前已开发的阻尼合金根据其阻尼机理的不同可分为四种类型，分别为复相型、铁磁型、位错型和孪晶型。

锰铜系(Mn-Cu)合金是最早研究的一类阻尼合金，具有良好的阻尼性能和力学性能。这类合金在较宽的应变振幅范围(10^-6-10^-2)内可维持较高的阻尼系数(Q^-110^-2)。Mn-Cu合金也是孪晶型阻尼合金的代表，由于相界与孪晶界的运动可使其内耗值达到0.02-0.12，应变振幅区间为0-1000×10^-6。由于其具有的高稳定性、宽应变振幅范围等优点，从而被深入研究。

近年来，新型Mn-Cu合金的开发进展较为缓慢，为了满足Mn-Cu阻尼合金在复杂工况下的使用要求，拓宽其运用范围，迫切需要研发具有成本低、制备方法简单、适合大规模生产且具有良好综合性能的Mn-Cu基合金。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种用于制备动车车窗窗框的高阻尼Mn-Cu基合金材料及其制备方法，制得的Mn-Cu基合金在宽应变振幅区间内具备高阻尼性能，并且本发明制备方法制备工艺简单，原料价格低；采用该合金材料制备得到的动车组车窗结构的减振率和隔音量均显著提升。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于制备动车车窗窗框的高阻尼Mn-Cu基合金材料，其化学原子计量式为Mn_pCu_qAl_xZn_ySn_zSi_mNi_nFe_u，其中，46≤p≤73，20≤q≤49，0≤x≤2，0≤y≤3，0≤z≤3，0≤m≤1，0≤n≤6，0≤u≤3。