振動時效機 振動時效技術又稱“振動清理應力法”,國外簡稱“VSR”技術。它的實施過程是通過振動時效裝置的控制系統(tǒng)控制激振器的轉(zhuǎn)數(shù)和偏心作用在工件上產(chǎn)生離心力,使工件發(fā)生共振(諧振),讓工件需時效部位產(chǎn)生一定幅度、一定周期的交變運動,并吸收能量,經(jīng)過一定時間的振動引起工件微小塑性變形及晶粒內(nèi)部位錯逐漸滑移,并重新纏繞釘扎使得殘余應力被清理和均化,防止工件變形和開裂,從而達到提高工件尺寸精度穩(wěn)定性,增強工件的抗變形能力和提高疲勞壽命。
從宏觀角度分析振動時效使零件產(chǎn)生塑性變形,降低和均化殘余應力并提高材料的抗變形能力,無疑是導致零件尺寸精度穩(wěn)定的基本原因。從分析殘余應力松馳和零件變形中可知,殘余應力的存在及其不穩(wěn)定性造成了應力松馳和再分布,使零件發(fā)生較久塑性變形。故通常采用熱時效方法以清理和降低殘余應力,特別是危險的降值應力,振動時效同樣可以降低殘余應力,零件在振動處理后殘余應力通?山档30—80%,同時也使峰值應力降低使應力分布均勻化。
從微觀方面分析振動時效可視為一種以循環(huán)載荷的形式施加于零件上的一種附加動應力,眾所周知工程上采用的材料都不是理想的彈性體,其內(nèi)部存在著不同類型的微觀缺陷,鑄鐵中更是存在著大量形狀各異的切割金屬基體的石墨。故而無論是鋼、鑄鐵或其他金屬,其中的微觀缺陷附近都存在著不同程度的應力集中,當受到振動時,施加于零件上的交變應力與零件中的殘余應力疊加。當應力疊加的結(jié)果到一定的數(shù)值時,在應力集中較嚴重的部位就會超過材料的屈服較限而發(fā)生塑性變形。這種塑性變形降低了該處殘余應力降值,并強化了金屬基體,而后振動又在一些應力集中較嚴重的部位上產(chǎn)生同樣作用,直至振動附加應力與殘余應力疊加的代數(shù)和不能引起任何部位的塑性變形為止,此時振動便不再產(chǎn)生清理和均化殘余應力及強化金屬的作用。
實踐證明振動時效替代熱時效后可節(jié)約能源90%以上,提高抗變形能力30%以上,尺寸穩(wěn)定性提高30%以上,疲勞壽命提高20%以上。處理時效通常只需15—45分鐘,不分場地,不受工件尺寸、形狀、重量等限制,可處理幾公斤至幾百噸的工件。便攜工件不需運輸可就地處理,可插在任何工序之間進行處理。采用振動時效可提高工效幾十倍,它具有減少環(huán)境污染、縮短生產(chǎn)周期、改善勞動條件、工藝簡便等優(yōu)點,是一項投入資金少、有效果快、綜合效益顯著的工藝。
振動時效適應于碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬(銅、鋁、鋅及其合金)等鑄件、鍛件和焊接件及其機加工件。
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