振动时效处理机 振动时效装置

*章 振动时效背景 郭

一、振动时效技术应用

振动时效技术，国外称之为“Vibrating Stress Relief”简称“VSR”,旨在 通过专业的振动时效设备，使被处理的工件产生共振，并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件的所有部位，使工件内部发生微观的塑性变形――被歪曲的晶格逐渐 回复平衡状态。位错重新滑移并钉扎，从而使工件内部的残余应力得以消除和均化，zui终防止工件在加工和使用过程中变形和开裂，保证工件尺寸精度的稳定性。

振动时效处理机 振动时效装置

二、振动时效的特点

1.时效效果好

2.灵活性强

3.*解决了热时效炉窑的环境污染问题

4.投资少

5.节能显著

6.效率高

7.特别时候不宜高温时效的材料和零件的消除应力处理

表一 振动时效与热时效特点比较

三、振动时效的由来及现状

1.由来及国外的应用情况

在工件的铸造、焊接、锻造、机械加工、热处理、校直等制造过程中在工件的内部产生残余应力，而残余应力的存在 必然会导致一些不良的后果出现。

如：降低工件的实际承载能力而生裂纹；

易发生变形而影响工件的尺寸精度；

加速应力腐蚀；

降低工件的疲劳寿命等。

消除应力有：自然时效、热时效、振动时效、静态过载时效、爆炸时效、循环加载时效等，虽然都有有缺点，但都在一定程度上达到消除和均化的目的。

振动时效源自于敲击时效，在焊接中，施焊一段时间后立即用小锤对焊缝及周边进行敲击以防止裂纹产生，其原因就是随时将焊接应力消除一些，以免zui终产生较大的应力集中。

敲击法能量有限，后来发现使工件产生共振时，可给工件出入zui大的振动能力，从而于1915年在美国产生世界上*台关于振动消除残余应力的。直到五十年代后期，电动机制造水平的提高，轻巧的振动时效设备陆续在美国、德国、英国、法国、苏联等国家出现，并不断地被应用到机械制造业中，大量的实际应用证明这种方法比热时效更能提高工件的尺寸稳定性。

2.国内发展及现状

国内发展较晚，首先由孙照清总工程师等老一辈技术专家于74年出国考察，把技术带回国内，并开始在机械部、并在“六五”期间在机械部提出攻关课题―――提高机床铸件产品质量的大课题里面确定“振动时效可行性研究”。八五年机械部特批二万五千美金与美国马丁公司合作，引进当时VSR--790型振动时效设备及相关技术。特别是九一年JB/T5926-91《振动时效工艺参数选择及技术时效设备要求》标准的诞生，使该技术得以较快的推广和发展。

第二章关于残余应力

一、残余应力的分类

1.力相互作用或平衡范围分类

2.金属学分类

3.应力产生的工艺过程分类：

4.按引起残余应力的工艺机构分类

5.按物理学分类

6.按应力存在时间的长短分类

二、残余应力的机理

1.由于机械加工产生不均匀的塑性变形引起的残余应力。

2.由于温度不均匀造成的局部热塑性变形或相变作用引起的不均匀塑性变形而产生的残余应力。

3.由于公差产生的残余应力。

4.还有由于化学变化等多种原因都可能产生残余应力。

三、残余应力对金属构件的影响

1.对金属材料屈服极限的影响

2.残余应力对疲劳寿命的影响

3.残余应力对构件变形的影响

4.残余应力对金属脆性破坏的影响

第三章消除残余应力的方法

一、自然时效

自时效是通过把零件暴露于室外，经过几个月甚至几年的时间，使其尺寸精度达到稳定的一种方法。这种时效方法早已被普遍采用。大量的试验研究和生产实践证明，自然时效具有稳定铸件尺寸精度的良好效果。

二、热时效

1.用的工艺方法就是进行消除应力的退火，这种方法的特点就是能够大幅度的降低构件的残余应力，尺寸精度稳定。

构件加热到400－700°C时，技术构件即具有相当的单行，同时具有明显的塑性，这个温度范围称为弹性转变温度。

2.影响热时效效果的因素

a.热时效中，退火温度是影响消除残余应力效果的zui重要因素。

b.热时效保温时间

c.热时效升温速度

d.热时效降温速度

e.热时效炉的温差

f.工件在炉中的放置与支撑

超过材料的屈服极限引起塑性变形，从而使原始残余应力很快松弛并稳定化。

7.符合环保要求

8.操作简单，易于实现机械自动化。

9.可避免金属零件在热时效过程中产生的翘曲变形、氧化、脱碳及硬度降低等缺陷。