時效是消除機械加工零件殘余應力的基礎工藝。時效振動機在70年代起源于美國,后來在德國、英國、法國得到了廣泛的應用,我國從80年代初開始引進使用時效振動機工藝。由于時效振動機是一種高效、節能、環保及低成本的時效方法,與傳統的熱時效和自然時效相比,時效振動機具有生產周期短,場地簡單靈活方便,生產費用低,無環境污染等優點。由于時效振動機的無比的優越性,又適應現代工業對能源和環保的要求,應用時效振動機是企業改進傳統工藝提高市場競爭力的最佳選擇,目前在某些方面已取代了傳統的熱時效和自然時效。
選擇時效振動機的型號,要先明確應力產生的原因,確定應力的處理要求,根據自己的生產的實際需要,看是選擇全自動亞共振設備還是全自動頻譜諧振設備。后者消除應力水平較高,能滿足的處理工件的重量范圍也比較廣泛。
現在的市場對產品治理嚴苛的要求,越來越多的生產企業重視對焊接、鑄造、冷加工產生的應力的處理,但受到環保及熱處理成本的掣肘,時效振動機消除應力技術得到了推廣發展的機會。
時效振動機最重要的幾個參數是:“支撐點、振型、激振點、拾振點、加速度、固有頻率、時間?!逼渲姓駝蛹铀俣?、共振頻率、共振時間是決定時效工藝效果的主要參數。時效振動機的實質,是在工件的低頻亞共振點,穩定地亞共振振動15-30分鐘左右,使共振峰出現變化,內部發生微觀的彈性塑性力學變化,從而實現時效目的。時效振動機記錄和打印的時效曲線、振前和振后掃頻曲線,直觀科學準確地反映了時效振動機的實質。這種參數曲線觀測法,是評定時效振動機工藝效果的快速科學的方法。除此還可以結合工藝,用靜態觀測法,盲孔法,與熱時效對比法來判斷效果。
時效振動機技術,國外稱之為“VibratingStressRelief”簡稱“VSR”,旨在通過專業的時效振動機,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,使工件內部發生微觀的塑性變形――被歪曲的晶格逐漸回復平衡狀態。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定性。
時效振動機能對金屬材料力學性能產生影響。經時效振動機后,材料的屈服和抗拉強度提高;斷裂韌性提高,防止工件脆斷。時效振動機可以降低和均化構建中的殘余應力,工件受周期性附加動應力的作用,在應力集中處發生局部的塑性變形,繼而又在整體上發生較大的塑性變形。不僅使工件在長期使用過程中尺寸精度變化較小,而且能在較短的時間內使零件尺寸達到穩定。時效振動機不僅能夠減小和均化殘余應力,還可提高材料的抗變形能力。
振動處理技術又稱做振動消除應力,在我國又稱做時效振動機。它是將一個具有偏心重塊的電機系統(稱做激振器)安放在構件上,并將構件用橡皮墊等彈性物體支承,通過控制器起動電機并調節其轉速,使構件處于共振狀態。約經20~30分鐘的振動處理即可達到調整殘余應力的目的。
時效振動機源自于敲擊時效。通過專用設備使工件在固有頻率下產生共振,使周期性的動應力與殘余應力疊加,使工件局部產生塑性變形而釋放應力。從而降低和均化工件內部的殘余應力,使工件尺寸精度達到穩定。
隨著科技的發展,對時效的要求越來越高,時效振動機由于時效效果好、對工件的尺寸穩定性強、經濟實用、投資少、節能顯著等優點,逐漸取代傳統的自然時效和熱時效,越來越廣泛地應用于實踐中。公司工程技術人員與結構實驗室的專家、研究探索,開發出在同行業中某些技術指標,具有領先地位的性能可靠的先進設備,產品經久耐用的功能齊全的時效振動裝置。