金屬殘余應力消除振動時效儀器

振動時效設備生產廠家九工公司簡介-消除殘余應力、焊接應力、鑄造應力防止變形。

濟南九工機電設備有限公司主要從事振動時效設備、超聲沖擊設備和應力檢測設備的科技研發和生產銷售。是一家集技術研發、自主生產、銷售安裝、服務維護于一體的企業。產品涉及焊接、鑄造、鍛壓、機加工等多個領域。公司始終堅持“品質創造市場，服務贏得口碑”的經營理念，不斷加強市場運作和品牌建設，樹立良好的公司形象。

殘余應力消除幾種方法簡介：

在機床、礦山、煤炭尤其是石油機械制造業中, 有許多大型鑄、鍛、焊件。機械設計上, 一般要求這些零部件在服役中具有良好的幾何穩定性, 但這些零件在鑄、鍛、焊后及機械加工中, 不可避免地存在不同程度的殘余應力。這些內應力的存在導致該工件在服役中發生變形, 從而損害其使用精度和性能。隨著人們對殘余應力危害的逐步認知, 消除應力或殘余應力的工藝方法也在逐步提高和完善。工程上有效地消除應力的工藝方法被稱為時效處理。

1 自然時效

此方法很早就被世界各國的精密機床生產廠普遍采用。我國上世紀50～60 年代, 機械制造業多數工廠也采用這種方法來消除工件內部的殘余應力。實驗研究和生產實踐證明, 這一方法具有消除殘

余應力穩定鑄件幾何尺寸的功效。如: 床身、床頭箱等鑄造后裸放在露天環境里, 任憑風吹雨打, 嚴寒酷暑。經過少則數月, 多則幾年的時間, 使鑄造殘余應力隨著時間延長溫度的變化而松弛直至消除。變形量也很小, 如用自準直儀、水平儀測量長約2m 的床身導軌, 其不直度偏差一般不超過3～4μm。可見, 經自然時效處理后, 鑄件一般都不會再有較大變形, 但周期長。

2 熱時效

該工藝比自然時效時間大大縮短( 時效周期一般為24 h 左右) 。因此, 目前, 國內大部分工廠采用此方法來消除應力穩定工件尺寸。這種工藝是把鑄、鍛、焊等工件加熱到A1 以下某一溫度, 保溫一段時間( 一般6～8 h) 后, 緩慢冷卻來消除應力, 來穩定工件幾何尺寸, 此法也稱消除應力退火。熱時效采用低于Ac1 的溫度, 從消除應力考慮, 為了確保應力釋放, 以溫度高一些為好; 但從保證工件機械性能, 防止滲碳體的球化和石墨化角度著眼, 溫度低一些較妥; 綜合各因素一般取500～550℃。當前, 在機械制造中, 上述熱時效工藝已被各工廠普遍采用。但其耗能大、成本高。

3 振動時效金屬殘余應力消除振動時效儀器

這一技術在國外被稱之為VSR 技術。從上世紀50年代起, 隨著現代科學技術的發展, 振動理論、測試技術和激振設備的迅猛發展。人們發現工件在共振頻率下進行振動, 不但可以縮短振動處理時間, 而且消除應力和穩定尺寸的效果更好, 能源消耗也少。" 六五" 期間, 振動時效被列為國家38 項重點攻關任務分項《提高機床鑄件質量的研究》的內容之中, 由北京機床研究所組織齊齊哈爾*機床廠、長沙機床廠、大連機床廠共同進行振動時效的實用性研究。目前基本上已在全國機床行業普遍推廣應用。1987 年6 月, 國家機械部等六部委, 又將振動時效定為" 七五" 期間國家推廣的節能新項目。

不同時效方法對工件殘余應力的作用

( 1) 自然時效的作用自然時效只降低殘余應力20%以下, 但尺寸穩定性較好。長春光機所1985 年召開的一次殘余應力松弛裝置鑒定會認為, HT200 鑄鐵自然時效25 個月, 殘余應力消除7.4%; 45 鋼自然時效25 個月僅消除殘余應力1.6%, 可見自然時效消除應力用時間長而消除殘余應力也緩慢。

( 2) 熱時效的作用熱時效可看作是變應力( 但某一段時間內可以認為是恒應力) 的蠕變過程。如爐溫均勻, 升、降溫嚴格控制則能消除應力50%～70%。

( 3) 振動時效的作用不同產品情況不盡相同, 一般在30%～70%。單純用殘余應力降低多少來衡量時效效果是不全面的。許多資料表明, 零件內部殘余應力是使其尺寸不穩定的因素之一，應力分布的不均勻性也有很大影響。使工件產生變形的往往是工件內大應力, 振動時效后工件殘余應力除在數值上降低外, 尤為顯著的是殘余應力集中處應力峰值有明顯降低。應力峰值降低表明應力分布的均勻化, 這是使工件尺寸穩定的重要因素。振動時效使工件在交變應力作用下產生塑性變形, 松弛了工件的殘余應力，故振動時效過程是工件產生塑性變形和逐漸穩定的過程, 即殘余應力減小和穩定的過程。

基于上述原因，振動時效一般適用于下列范圍: 單純消除殘余應力為目的大型鑄、鍛, 焊件, 如各類機械產品基礎件、焊接結構件, 也可用于長徑比較大的軸類零件。一般在鑄造、鍛壓、焊接、粗加工、表面淬硬、半精加工等工序之后進行。