振动时效技术(Vibratory Stress Relief)主要是利用共振原理消除和均化金属结构内部残余应力,增强构件抗变能力,稳定尺寸精度的一种先进的改性工艺,作为一种共性技术,振动时效与其他时效方法比,具有节能(其节能效果达 95%以上)、降低成本、缩短制造周期、提高工件尺寸精度和减低劳动强度等优点。因此,一经问世就受到了国外研究单位和企业的高度重视,首先在发达国家得到普遍应用和发展,应用水平较高的主要有美、英、德等国。引入我国之后,振动时效技术逐渐得到普遍应用,应用领域已从机械制造业扩展到汽车、轨道交通、重型机械、兵器、航空、航天、风电等与铸造、锻造、模具、焊接等相关的专业领域。更真实的振动环境测试可以提高产品的可靠性和寿命。不锈钢震动时效仪器
振动时效设备的应用带来了许多实际的好处:提高产品质量:振动时效处理可以优化材料的晶格结构和分子链结构,从而提高产品的力学性能、耐热性能和耐腐蚀性能。这有助于提高产品的质量和可靠性。提高生产效率:振动时效设备可以在短时间内完成材料处理过程,从而减少生产周期。同时,振动时效处理可以同时处理多个产品,提高生产效率。节约能源和资源:振动时效设备的能耗较低,可以节约能源。振动时效处理可以通过优化材料结构,减少材料的使用量,从而节约资源。降低成本:通过提高产品质量和生产效率,振动时效设备可以降低生产成本。振动时效设备的维护成本较低,也有助于降低总体成本。不锈钢震动时效仪器振动时效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。
用橡胶垫支撑工件,保证工件在振动时效过程中呈“弹性悬浮”状况。振动过程中 工件的“响应”(振动加速度)通过加速度传感器传递回控制系统。控制系统是 振动时效设备的关键,通过检测振动加速度的变化来控制偏心电机的旋转速度和 振动持续时间。通过检测系统的振动加速度幅度,找到系统的共振频率,保证系 统在共振或亚共振状态下振动,并获得足够大的振动动应力。振动时效处理结束 后,可打印出振动过程的振动加速度、转速和振动处理时间的关系图,用来评定 振动时效的工艺效果。工件在毛坯制造及切削加工等过程中,使内部产生残余应力,致使工件处于不稳定状态,降低了尺寸稳定性和机械物理性能。
振动时效消除残余应力的优势时效效果好:大量的研究和实际应用证明,振动时效对工件的时效效果好于烧煤、重油或煤气的热时效炉,而基本与电炉的时效效果相近。因为振动时效不只克服了热时效炉炉温不均而造成消除应力不均匀之难题,而且避免了工件因加热而降低其抗变形能力的影响,所以一般经振动时效处理的工件较一般热时效处理的工件的尺寸稳定性可提高30%以上。投资少,经济实用:振动时效设备的价格一般在2—8万元左右,就能满足几百吨以下工件的时效处理,而对大型工件建造热时效炉窑不只需投资几十万元,而且占地面积大,应用起来不灵活,如果工件少还不值得开炉、工件太大时又装不进炉等。适应性强:振动时效技术的使用不受场地、工件大小、形状、重量等条件的限制,由于振动时效设备只有几十公斤,所以对大型工件可就地进行时效处理。同时根据工艺要求可安排在工件不同的加工工序间进行时效处理振动时效设备可以对产品进行不同类型的加速寿命测试。
振动时效工艺是通过锤击来消除金属工件中的残余应力的。工件在周期外力作用下产生共振,共振中交变动应力与工件内部残余应力叠加,经过一定时间,材料发生局部屈服,导致晶内和晶界错位产生滑移,原子从不稳定位能高的位置移向较稳定的位能低位置。经过此过程,工件宏观残余应力得到迁移、降低和均化,从而降低或消除工件的内部残余应力。机械振动时效装置主要包括激振器、控制主机、加速度传感器、支撑橡胶等部分。主要功能是控制激振器在某个激振力输出水平,在一定频率(转速)范围对任一频率以较高的稳频精度工作.尤其是共振峰前后负载特性变化较剧烈的情况下,并记录、识别和输出有关时效曲线及参数。振动时效设备可以帮助制造商改善产品的设计和生产流程。不锈钢震动时效仪器
振动时效设备可以进行单轴或多轴振动测试。不锈钢震动时效仪器
亚共振技术存在的问题:(1) 对支撑点、激振点、拾振点及方向有严格要求,需要不断的扫频、调整位置。所以必须由受过专业培训的人员操作设备,一般的工人即使受过培训也很难掌握这项技术;工件在单件生产时调整相当繁琐,拾振点、支撑点很难调到较佳状态,一种工件就需要制订一种工艺;人为地确定需处理共振峰,这对操作者的经验要求也比较高;(2) 因为是通过扫频的方式寻找共振峰,而电机的转速是有限的,当工件共振频率超出激振器的频率范围时,通过扫描就无法找到工件共振频率,因而无法对工件进行有效的振动处理。国家相关数据统计亚共振技术可处理的工件在机械制造业覆盖面只为23%。(3) 有效振型较少,振动时效的应力消除不稳定,应力的消除不能达到较佳的结果;(4) 噪声过大也是难以推广的主要原因。不锈钢震动时效仪器