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時效是消除機械加工零件殘余應力的基礎工藝。時效振動機在70年代起源于美國,后來在德國、英國、法國得到了廣泛的應用,我國從80年代初開始引進使用時效振動機工藝。由于時效振動機是一種高效、節(jié)能、環(huán)保及低成本的時效方法,與傳統(tǒng)的熱時效和自然時效相比,時效振動機具有生產(chǎn)周期短,場地簡單靈活方便,生產(chǎn)費用低,無環(huán)境污染等優(yōu)點。由于時效振動機的無比的優(yōu)越性,又適應現(xiàn)代工業(yè)對能源和環(huán)保的要求,應用時效振動機是企業(yè)改進傳統(tǒng)工藝提高市場競爭力的最佳選擇,目前在某些方面已取代了傳統(tǒng)的熱時效和自然時效。
現(xiàn)在的市場對產(chǎn)品治理嚴苛的要求,越來越多的生產(chǎn)企業(yè)重視對焊接、鑄造、冷加工產(chǎn)生的應力的處理,但受到環(huán)保及熱處理成本的掣肘,時效振動機消除應力技術得到了推廣發(fā)展的機會。
時效振動機技術,國外稱之為“VibratingStressRelief”簡稱“VSR”,旨在通過專業(yè)的時效振動機,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)部的殘余應力得以消除和均化,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。
時效振動機能對金屬材料力學性能產(chǎn)生影響。經(jīng)時效振動機后,材料的屈服和抗拉強度提高;斷裂韌性提高,防止工件脆斷。時效振動機可以降低和均化構建中的殘余應力,工件受周期性附加動應力的作用,在應力集中處發(fā)生局部的塑性變形,繼而又在整體上發(fā)生較大的塑性變形。不僅使工件在長期使用過程中尺寸精度變化較小,而且能在較短的時間內(nèi)使零件尺寸達到穩(wěn)定。時效振動機不僅能夠減小和均化殘余應力,還可提高材料的抗變形能力。
經(jīng)過振動處理的構件其殘余應力可以被消除20%~80%左右,高拉應力區(qū)消除的比低應力區(qū)大。因此可以提高使用強度和疲勞壽命,降低應力腐蝕??梢苑乐够驕p少由于熱處理、焊接等工藝過程造成的微觀裂紋的發(fā)生??梢蕴岣邩嫾棺冃蔚哪芰?,穩(wěn)定構件的精度,提高機械質量。
時效振動機源自于敲擊時效。通過專用設備使工件在固有頻率下產(chǎn)生共振,使周期性的動應力與殘余應力疊加,使工件局部產(chǎn)生塑性變形而釋放應力。從而降低和均化工件內(nèi)部的殘余應力,使工件尺寸精度達到穩(wěn)定。