工件内部残余应力的存在会在一定程度上导致一些不良现象,主要表现为微观裂纹,腐蚀的加剧会导致工件设备尤其是机械设备存在隐患。为了消除工件设备内部的残余应力,生产厂家常采用自然时效、热时效、振动时效和超声波冲击时效,其中后两种时效方法的优势为明显。沈阳振动时效仪在一定程度上达到了消除和均化残余应力的目的。
振动时效技术具有节能、节省费用、方便简单、省时省力、减少污染等优点,因此受到国内外的广泛重视。
振动时效(VSR)就是在激振设备周期性——激振力的作用下在某一频率使金属构件共振,形成的动应力使构件在半小时内进行数万次较大振幅的亚共振振动,使其内部残余应力叠加,达到一定数值后,在应力集中处,会超过屈服极限而产生微小的塑性变形,降低该处残余应力,并强化金属基体;而后振动在其余应力集中部分产生同样作用,直至不能引起任何部分塑性变形为止,从而使构件内残余应力降低和重新分布,处于平衡状态,提高材料的强度。构件在后序安装使用中,因不再处于共振状态,不承受比共振力更大外力作用,振后构件不会出现应力变形。
振动时效可以看作是周期动应力下的循环应变,金属材料内部的晶体位错运动导致微观应力增加,从而调整应力稳定元件大小的过程。 在实际加工中,工件的重量、体积和结构形状各不相同。在振动时效前正确设置各工艺参数。工件的主振动频率、辅助振动频率、冲击力、冲击点和支承位置等参数应通过调整得到准确的结果。
工作条件振动时效设备工作的条件
1、环境温度
2、控制箱0~+40℃。
3、电机-20~+40℃.
4、相对湿度≤80%。
5、海拔不超过15000m
6、电源电压220v±10%
7、按点升或降按钮时,电机转速应升或降1r/min
8、装置所有转动部分应灵活,无停滞现象,无异常噪声
9、紧固件应牢固无松动
10、轴承应密封防尘,润滑脂应清净
11、控制箱及电机内无异物,无油污等
12、装置表面油漆应干燥无污损、碰坏、裂痕等现象
13、装置空载时,噪声值应补大于85db(A)
14、振动时效装置在正常工作条件下,次大修期不少于500h
从金属物理的角度来看,振荡时效的过程本质上是金属材料中晶体位错运动、增殖、堵塞和纠缠的过程。由于金属材料中存在位错,交叉应力和内部残余应力相互叠加,在应力较高的区域可以发生位错滑移,产生较小的塑性变形。滑动在一个方向上被线性识别。当微观应变被识别为宏观量时,金属排列中残余应力较大的地方的位错堆积可以被交替打开,一些较大的残余应力可以被释放,使构件的宏观内应力松弛,残余应力的峰值降低,改变了构件原有的应力场,终使构件的残余应力降低并重新分散,以便较低的应力达到平衡。位错堆积后,位错运动受阻,然后基体得到强化,构件的抗变形能力提高,构件的尺寸精度趋于稳定。