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振动时效是我国推广的“、节能、环保”技术,它是通过振动的形式给工件施加一个动应力,当动应力与工件本身的残余应力叠加后,达到或超过材料的微观屈服极,工件就会发生微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形,同时降低并均化工件内部的残余应力,终达到稳定工件尺寸与几何精度的时效高新技术。它对于企业提高产品质量,降低时效成本,提高生产效率,解决燃煤热时效对环境污染问题,具有重要意义。
国内使用振动时效设备处理方法消除残余应力,振动时效是用振动能方法降低和均化工件残余应力。选择振动时效设备能够实现频率自动上升或自动下降,可点升频率或点降频率。振动频率可调到任何一个转速,可自动描绘被振工件的频率-幅值特性曲线,能写出共振峰的转速和加速度幅值对应坐标值。
机械加工过程中,为了零件在毛坯或粗加工情况下仍然具有的切削性能,需要对毛坯或粗加工的轴类零件进行消除内部剩余应力的处理。这种消除内部剩余应力的处理技能主要有两种,一种是调质处理,另一种是振荡时效消除应力。其中,振荡时效处理是经过振荡的方法给轴类零件施加一个动应力,当施加的动应力与轴类零件自身的剩余应力叠加后,到达或材料的微观屈从极,轴类零件就会发生微观或宏观的部分、全体的弹性塑性变形,一起下降并均化轴类零件内部的剩余应力,终究到达避免轴类零件在车削等精加工工序及投入使用后的变形与开裂,稳定轴类零件的尺寸与几许精度。 现在,对包括轴类零件在内的零件进行振荡时效处理的遍及方法是,将毛坯或粗加工好的零件从机床上卸下,搬移至振荡时效处理场地、放置在具有必定弹性的支撑体上,再将激振器安装在被处理零件上、经过激振器对被处理零件输出消除内部剩余应力的激振力,待振荡时效处理好后,再将零件搬移至对应机床进步行相应的精加工。
件内残余应力的存在是指金属工件在制造过程中,金属工件受到来自各种工艺加工因素带来的应力影响。金属工件在加工结束后,若金属工件所受的应力不能随之完全消失,仍有部分残留在工件内,这种残留是对工件有害的,工件内残留的力被称为残余应力。金属材料在机械加工和热加工(热加工包括焊接件,铸件,锻造件)的过程中会产生不同的残余内应力,残余应力的存在对金属材料的坚韧性,力学性有着重大的影响,金属焊接件,铸件,机加工件在热处理过程中尤为明显。
自然时效:下降的剩余应力不大,但对工件尺寸安稳性很好,办法简单易行,但出产周期长.占用场地大,不易办理,不能及时发现构件内的缺陷。 热时效:
①热时效工艺要求是严格的,如要求炉内温度差不大于±25℃,升温速度不大于50℃/小时,降温速度不大于20℃/小时。
②能耗高,出产成本高。热时效炉内温度不均匀,升降温速度无法严格控制。
③同一炉内,热时效消除应力不均匀。④劳动强度大,污染严峻,目前大部已被振荡时效代替。
从宏观角度分析,振动时效使零件产生塑性变形,降低和均化残余应力并提高材料的抗变形能力,无意识导致零件尺寸精度稳定的基本原因。从分析残余应力松弛和零件变形中可知,残余应力的存在及其不稳定性造成了应力松弛和再分布,使零件发生塑性变形。故通常采用热时效方法以消除和降低残余应力,特别是危险的峰值应力。振动时效同样可以降低残余应力。零件在振动处理后残余应力通常可降低30~55%,同时也使峰值应力降低,使应力分布均匀化。除残余应力值外,决定零件尺寸稳定性的另一种重要因素是松弛刚性,或零件的抗变形能力。
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