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。
选择时效振动机的型号,要先明确应力产生的原因,确定应力的处理要求,根据自己的生产的实际需要,看是选择全自动亚共振设备还是全自动频谱谐振设备。后者消除应力水平较高,能满足的处理工件的重量范围也比较广泛。
现在的市场对产品治理严苛的要求,越来越多的生产企业重视对焊接、铸造、冷加工产生的应力的处理,但受到环保及热处理成本的掣肘,时效振动机消除应力技术得到了推广发展的机会。
时效振动机最重要的几个参数是:“支撑点、振型、激振点、拾振点、加速度、固有频率、时间。”其中振动加速度、共振频率、共振时间是决定时效工艺效果的主要参数。时效振动机的实质,是在工件的低频亚共振点,稳定地亚共振振动15-30分钟左右,使共振峰出现变化,内部发生微观的弹性塑性力学变化,从而实现时效目的。时效振动机记录和打印的时效曲线、振前和振后扫频曲线,直观科学准确地反映了时效振动机的实质。这种参数曲线观测法,是评定时效振动机工艺效果的快速科学的方法。除此还可以结合工艺,用静态观测法,盲孔法,与热时效对比法来判断效果。
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。
振动处理技术又称做振动消除应力,在我国又称做时效振动机。它是将一个具有偏心重块的电机系统(称做激振器)安放在构件上,并将构件用橡皮垫等弹性物体支承,通过控制器起动电机并调节其转速,使构件处于共振状态。约经20~30分钟的振动处理即可达到调整残余应力的目的。
时效振动机源自于敲击时效。通过专用设备使工件在固有频率下产生共振,使周期性的动应力与残余应力叠加,使工件局部产生塑性变形而释放应力。从而降低和均化工件内部的残余应力,使工件尺寸精度达到稳定。
随着科技的发展,对时效的要求越来越高,时效振动机由于时效效果好、对工件的尺寸稳定性强、经济实用、投资少、节能显著等优点,逐渐取代传统的自然时效和热时效,越来越广泛地应用于实践中。公司工程技术人员与结构实验室的专家、研究探索,开发出在同行业中某些技术指标,具有领先地位的性能可靠的先进设备,产品经久耐用的功能齐全的时效振动装置。