一、振動時效技術(shù)應用
振動時效技術(shù),國外稱之為“Vibrating Stress Relief”簡稱“VSR”,旨在 通過專業(yè)的振動時效設備,使被處理的工件產(chǎn)生共振,并通過這種共振方式將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位,使工件內(nèi)部發(fā)生微觀的塑性變形――被歪曲的晶格逐漸 回復平衡狀態(tài)。位錯重新滑移并釘扎,從而使工件內(nèi)部的殘余應力得以xc和均化,最終防止工件在加工和使用過程中變形和開裂,保證工件尺寸精度的穩(wěn)定性。
二、振動時效的特點
1. 時效效果好
2. 靈活性強
3. 徹底解決了熱時效爐窯的環(huán)境污染問題
4. 投資少
5. 節(jié)能顯著
6. 效率高
7. 特別時候不宜高溫時效的材料和零件的xc應力處理
表一 振動時效與熱時效特點比較
項目
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熱時效
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振動時效
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應力xc
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40-80%
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30-90%
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能源消耗
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高
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比熱時效節(jié)能95%
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環(huán)境保護
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有煙氣粉塵廢渣排放
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無污染
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尺寸穩(wěn)定性
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較好
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比熱時效提高30%以上
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生產(chǎn)費用
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150-300元/噸
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4-10元/噸
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時效周期
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20-60小時
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20-50分鐘
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抗變形
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較差
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比熱時效提高30-75%
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時效氧化
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較大
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可忽略不計
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時效變形
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有
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無
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大型工件
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無法進爐處理
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可方便就地處理
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三、振動時效的由來及現(xiàn)狀
1. 由來及國外的應用情況
在工件的鑄造、焊接、鍛造、機械加工、熱處理、校直等制造過程中在工件的內(nèi)部產(chǎn)生殘余應力,而殘余應力的存在 必然會導致一些不良的后果出現(xiàn)。
如:降低工件的實際承載能力而生裂紋;
易發(fā)生變形而影響工件的尺寸精度;
加速應力腐蝕;
降低工件的疲勞壽命等。
xc應力有:自然時效、熱時效、振動時效、靜態(tài)過載時效、爆炸時效、循環(huán)加載時效等,雖然都有有缺點,但都在一定程度上達到xc和均化的目的。
振動時效源自于敲擊時效,在焊接中,施焊一段時間后立即用小錘對焊縫及周邊進行敲擊以防止裂紋產(chǎn)生,其原因就是隨時將焊接應力xc一些,以免最終產(chǎn)生較大的應力集中。
敲擊法能量有限,后來發(fā)現(xiàn)使工件產(chǎn)生共振時,可給工件出入{zd0}的振動能力,從而于1915年在美國產(chǎn)生世界上{dy}臺關(guān)于振動xc殘余應力的專利。直到五十年代后期,電動機制造水平的提高,輕巧的振動時效設備陸續(xù)在美國、德國、英國、法國、蘇聯(lián)等國家出現(xiàn),并不斷地被應用到機械制造業(yè)中,大量的實際應用證明這種方法比熱時效更能提高工件的尺寸穩(wěn)定性。
2. 國內(nèi)發(fā)展及現(xiàn)狀
國內(nèi)發(fā)展較晚,首先由孫照清總工程師等老一輩技術(shù)專家于74年出國考察,把技術(shù)帶回國內(nèi),并開始在機械部、航空部研究移植,并在“六五”期間在機械部提出攻關(guān)課題―――提高機床鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的大課題里面確定“振動時效可行性研究”。八五年機械部特批二萬五千美金與美國馬丁公司合作,引進當時世界上{zxj}的振動時效設備及相關(guān)技術(shù)。