第一章 振動時(shí)效背景
一、振動時(shí)效技術(shù)應(yīng)用
振動時(shí)效技術(shù)，國外稱之為“Vibrating Stress Relief”簡稱“VSR”,旨在 通過專業(yè)的振動時(shí)效設(shè)備，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(fù)平衡狀態(tài)。位錯(cuò)重新滑移并釘扎，從而使工件內(nèi)部的殘余應(yīng)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。
二、振動時(shí)效的特點(diǎn)
1. 時(shí)效效果好
2. 靈活性強(qiáng)
3. 徹底解決了熱時(shí)效爐窯的環(huán)境污染問題
4. 投資少
5. 節(jié)能顯著
6. 效率高
7. 特別時(shí)候不宜高溫時(shí)效的材料和零件的消除應(yīng)力處理
表一 振動時(shí)效與熱時(shí)效特點(diǎn)比較
項(xiàng)目 |
熱時(shí)效 |
振動時(shí)效 |
應(yīng)力消除 |
40－80％ |
30－90％ |
能源消耗 |
高 |
比熱時(shí)效節(jié)能95％ |
環(huán)境保護(hù) |
有煙氣粉塵廢渣排放 |
無污染 |
尺寸穩(wěn)定性 |
較好 |
比熱時(shí)效提高30％以上 |
生產(chǎn)費(fèi)用 |
150－300元/噸 |
4－10元/噸 |
時(shí)效周期 |
20－60小時(shí) |
20－50分鐘 |
抗變形 |
較差 |
比熱時(shí)效提高30－75％ |
時(shí)效氧化 |
較大 |
可忽略不計(jì) |
時(shí)效變形 |
有 |
無 |
大型工件 |
無法進(jìn)爐處理 |
可方便就地處理 |
三、振動時(shí)效的由來及現(xiàn)狀
1. 由來及國外的應(yīng)用情況
在工件的鑄造、焊接、鍛造、機(jī)械加工、熱處理、校直等制造過程中在工件的內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力的存在 必然會導(dǎo)致一些不良的后果出現(xiàn)。
如：降低工件的實(shí)際承載能力而生裂紋；
易發(fā)生變形而影響工件的尺寸精度；
加速應(yīng)力腐蝕；
降低工件的疲勞壽命等。
消除應(yīng)力有：自然時(shí)效、熱時(shí)效、振動時(shí)效、靜態(tài)過載時(shí)效、時(shí)效、循環(huán)加載時(shí)效等，雖然都有有缺點(diǎn)，但都在一定程度上達(dá)到消除和均化的目的。
振動時(shí)效源自于敲擊時(shí)效，在焊接中，施焊一段時(shí)間后立即用小錘對焊縫及周邊進(jìn)行敲擊以防止裂紋產(chǎn)生，其原因就是隨時(shí)將焊接應(yīng)力消除一些，以免最終產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。
敲擊法能量有限，后來發(fā)現(xiàn)使工件產(chǎn)生共振時(shí)，可給工件出入最大的振動能力，從而于1915年在美國產(chǎn)生世界上第一臺關(guān)于振動消除殘余應(yīng)力的專利。直到五十年代后期，電動機(jī)制造水平的提高，輕巧的振動時(shí)效設(shè)備陸續(xù)在美國、德國、英國、法國、蘇聯(lián)等國家出現(xiàn)，并不斷地被應(yīng)用到機(jī)械制造業(yè)中，大量的實(shí)際應(yīng)用證明這種方法比熱時(shí)效更能提高工件的尺寸穩(wěn)定性。
2. 國內(nèi)發(fā)展及現(xiàn)狀
國內(nèi)發(fā)展較晚，首先由孫照清總工程師等老一輩技術(shù)專家于74年出國考察，把技術(shù)帶回國內(nèi)，并開始在機(jī)械部、航空部研究移植，并在“六五”期間在機(jī)械部提出攻關(guān)課題―――提高機(jī)床鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的大課題里面確定“振動時(shí)效可行性研究”。八五年機(jī)械部特批二萬五千美金與美國馬丁公司合作，引進(jìn)當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的VSR－－790型振動時(shí)效設(shè)備及相關(guān)技術(shù)。
特別是九一年JB/T5926-91《振動時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)時(shí)效設(shè)備要求》標(biāo)準(zhǔn)的誕生，使該技術(shù)得以較快的推廣和發(fā)展。
