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