时效是消除机械加工零件残余应力的基础工艺。时效振动机在70年代起源于美国,后来在德国、英国、法国得到了广泛的应用,我国从80年代初开始引进使用时效振动机工艺。由于时效振动机是一种高效、节能、环保及低成本的时效方法,与传统的热时效和自然时效相比,时效振动机具有生产周期短,场地简单灵活方便,生产费用低,无环境污染等优点。由于时效振动机的无比的优越性,又适应现代工业对能源和环保的要求,应用时效振动机是企业改进传统工艺提高市场竞争力的最佳选择,目前在某些方面已取代了传统的热时效和自然时效。
时效振动机技术,国外称之为“VibratingStressRelief”简称“VSR”,旨在通过专业的时效振动机,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,最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。
时效振动机能对金属材料力学性能产生影响。经时效振动机后,材料的屈服和抗拉强度提高;断裂韧性提高,防止工件脆断。时效振动机可以降低和均化构建中的残余应力,工件受周期性附加动应力的作用,在应力集中处发生局部的塑性变形,继而又在整体上发生较大的塑性变形。不仅使工件在长期使用过程中尺寸精度变化较小,而且能在较短的时间内使零件尺寸达到稳定。时效振动机不仅能够减小和均化残余应力,还可提高材料的抗变形能力。
数码时效振动机技术可以降低工件内部残余应力,用在要求提高材料机械性能和加工尺寸精度的场合。可用于黑色金属材料,也可用于有色金属材料的构件或零部件之中。
数码时效振动机技术作用1、经时效振动机处理的构件其残余应力可以消除20%至80%。特别是对分布及其不均匀的焊接残余应力,可以得到明显的均化和降低。2、由于残余应力的均化和降低,使结构尺寸稳定而提高构件精度的保持性。特别是在铸件上效果比较明显。这也是目前国内外较多使用数码时效振动机技术的一个原因。3、目前的研究已经可以证明,数码时效振动机技术在提高焊接构件疲劳寿命的效果上与热时效相当。
振动焊接和时效振动机是为提高焊缝质量而在两个阶段分别采取的技术工艺过程。振动焊接是在焊接过程中进行的振动处理过程,而时效振动机是在构件焊接成型后而进行的时效处理过程,前者的作用在於使晶粒细化提高材料的机械性能。降低焊接应力和变形、减少气孔和杂质并使焊接纹理细密提高宏观焊接质量。而后者则是专门用於降低和均化焊接应力,消除残余应力对变形、开裂和疲劳寿命的影响。