频谱谐波技术在振动时效领域的应用
在21世纪初一种新的振动时效技术在中国出现了,她摒弃了原有振动时效技术攻关方向,辟蹊径,从另外一个全新的角度,去诠释振动时效的价值。突破了原有的技术瓶颈,迎来了振动时效应用的一个全新时代。因为其找频方式与处理频率,被称为频谱谐波技术。频谱谐波技术不再沿用原有的扫频方式,而是通过对工件进行频谱分析找出工件的几十种谐波频率,在这几十种谐波频率中优选出对消除工件残余应力效果佳的五种不同振型的谐波频率进行时效处理,达到多维消除应力提高尺寸精度稳定性的目的。频谱谐波方式无论工件大小、频率刚度高低、材料特性如何,都能找到五个不同振型的谐波峰。 不受激振器转速范围限制,对激振点和拾取点无特殊要求,可应对副共振无法处理的刚性高、固有频率高的工件,可应对尺寸精度要求高的工件,振动噪声低,机械行业覆盖面接近。 的转速都在6000RPM以下,也解决了副谐振设备噪声大的问题。
目前振动时效技术已广泛应用于建筑、机械、装备制造等领域。 振动时效技术与自然时效和热时效技术相比,具有能耗低、、成本低、环境保护等优点。 随着产品制造技术的发展,对构件性能的要求越来越高,相应地新的时效技术和理论也在发展。
振动时效技术仍存在以下问题值得深入研究探索:
(1) 应力调控的微观作用机理。需要研究如何利用振动或蠕动的频率、功率和时间去打破、消弱或增强晶格间约束力的机理,以及研究高能声波在 材料内部以强烈振幅传播所造成的局部升温对材料晶体原子克服位错阻力做功的关系。终通过有效地控制晶格间的约束力和松弛状态来实现有效 调节和控制残余应力。
(2) 振动时效效果检测技术。参数曲线观测法及精度稳定性检测法均属于定性检测技术,难以获得定量数据。残余应力测量法虽然属于定量检测技术,但各种检测方法均包含一定的缺点,检测精度不高,误差较大,特别是对于低幅值的残余应力检测能力不能满足需求。
(3) 残余应力控制闭环装置的研制。 通过振动控制残余应力的同时,实时检测控制区域内的残余应力,并提供残余应力值作为反馈信号给控制系统,控制系统及时判断下一步控制指令,实现对零件局部位置的定量闭环控制。 目前国内外还没有这样的闭环装置。 该装置的开发和生产对机械制造技术方案和关键构件的安全服务有很大的影响,具有良好的应用前景。
振动时效部分取代热时效是因为该技术具有明显的特征。 振动时效的几个重要参数是“支撑点、振动模态、激振点、加速度、固有频率、时间”中振动加速度、共振频率、共振时间是决定过程效果的主要参数。
振动时效的过程实质上是金属材料内部晶体位错运动、增殖、塞识和缠结的过程
振荡时效在安稳工件尺度精度、提高抗静、动态荷载变形能力方面,均优于热时效。这也是机床行业很多应用振荡时效工艺的原因之一。
位错的滑动在一个方向上直线积累。 微应变积累识别一个宏观量后,金属组织内残余应力较大处的位错堵塞交替开通,局部释放较大的残余应力,随之构件宏观应力得到缓和,残余应力峰值降低,重新承受构件原有的应力场,终降低构件的残余应力 位错堵塞,妨碍位错移动,之后基体被强化,提高了部件的抗变形性,部件的尺寸精度稳定。
出产周期短。天然时效需经几个月的长时间放置,热时效亦需经数十小时的周期方能完结。而振荡时效一般只需振荡数十分钟即可完结,并且振荡时效不受场所限制,可减少工件在时效前后的往返运输,如将振荡设备安顿在机械加工出产线上,不只使出产安排更紧凑并且能够消除加工过程中发生的应力
使用方便。振荡设备体积小、重量轻,因此便于携带。
因为振荡处理不受场所限制,振荡设备又可携至现场,所以这种工艺与热时效相比使用简便适应性较强。