西安振动时效科技中心
振动时效技术的原理及应用
最近十多年来,国内外使用振动处理的方法xc金属构件内的残余应力,以防止构件变形和开裂,代替传统的热时效和自然时效。这种技术在国外称做”VSR”技术,它是”Vibratory Stress Relief”的缩写,由于这种方法可以降低和均化构件内的残余应力,因此可以提高构件的使用强度,可以减小变形而稳定构件的精度,可以防止或减少由于热时效和焊接产生的微观裂纹的发生。特别是在节省能源、缩短生产周期上具有明显的效果,因此被许多国家大量使用。我们在该项技术的机理研究和应用上取得了较大的进展。
一、振动时效工艺的简单程序
振动处理技术又称做振动xc应力法,在我国称做振动时效。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,并将构件用橡胶垫等弹性物体做支撑。
通过控制器启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。图中的振动测试系统是用来监测动应力幅值及其变化的。实际生产上使用中不需要做动应力监测,振动时效设备本身具有模拟振幅监测系统。
可见,用振动调整残余应力的技术是十分简单和可行的。
二、振动时效工艺特点
振动时效之所以能够取代热时效,是由于该技术具有明显的优点。
1、 机械性能显著提高
经过振动时效处理的构件其残余应力可以被xc20%—80%左右,高拉应力区xc的比例比低应力区大。因此可以提高使用强度和疲劳寿命,降低应力腐蚀。可以防止和减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微观裂纹的发生。可以提高构件抗变形的能力,稳定构件的精度,提高机械质量。
2、 适用性强
由于设备简单易于搬动,因此可以在任何场地上进行现场处理。它不受构件大小和材料的限制,从几十公斤到几十吨的构件都可以使用振动时效技术。特别是对于一些大型构件无法使用热时效时,振动时效就具有更加突出的优越性。
3、节省时间、能源和费用
振动时效只需30分钟即可进行下道工序。而热时效至少需要一至两天以上,且需要大量的煤油、电等能源。因此,相对与热时效来说,振动时效可节省能源90%以上,可节省费用95%以上,特别是可以节省建造大型焖火窑的巨大投资。
三、振动时效工艺的发展及应用
用振动的方法xc金属构件的残余应力技术,于1900年在美国就取得了专利。但由于人们长期使用热时效,加上当时对振动时效xc残余应力的机理还不十分明确,且高速电机尚未出现造成设备沉重、