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从机床振动时效处理看振动时效设备技术

文章来源:赌钱网站 发布时间:2019-10-18

大型数控机床床身在铸造和机械加工等工艺过程中,由于受热或受力不均匀,其内部都会产生不同程度的残余应力。残余应力的存在,

极大地影响了机床床身的尺寸稳定性、刚度、强度和机械加工性能等,严重影响着机床的装配和正常使用。振动时效设备厂家济南驰

奥机电设备有限公司就来给大家介绍一下。



振动时效技术优势
振动时效工艺其原理是用振动消除残余应力,可达到热时效工艺的同样效果,并在许多性能指标上超过热时效。

振动时效工艺耗能少(是热时效的2%左右)、设备投资少、效率高,其在节能、减少环境污染和提高产品性能方面有卓越的表现,使得

这一高新技术在各行各业中有广泛的应用前景。

1. 调整、均化、消除残余应力
对于那些无需改变组织状态、非加工硬化材料,振动时效完全可以取代热时效。此外,振动时效可处理热时效不能处理的大型工件。一

方面,振动时效可以看成是在周期性动应力作用下循环应变的过程。由于金属晶体内存在有大量的位错,在循环应变下,位错克服阻力而

运动,产生滑移使晶体发生微观塑性变形,残余应力峰值下降,从而改变了工件原有的内应力场,工件内部应力降低,并重新分布,在较

低的应力水平下达到平衡。另一方面,振动时效以机械能的形式施加给工件一定的振动能量,从而提高了构件内部晶体的动能,加快了畸

变晶格恢复平衡位置的速度,晶格排列趋于平衡,工件内部阻尼减小,内应力峰值降低,分布均化。

2. 提高构件抗变形能力,稳定构件加工尺寸
振动时效使构件基体内晶体结构强化,从而提高了构件抗变形能力和尺寸稳定性。
3. 提高焊件疲劳寿命
振动时效通过降低焊接残余应力,有效地延缓裂纹萌生,降低其扩展速度,从而提高焊件的疲劳寿命。疲劳裂纹的萌生总是先在应力最高

强度最弱的基体上形成。试件经振动时效处理后,由于高残应力的降低,应力分布的均化,减少了应力集中的影响;

另外,由于位错积塞、缠结和网状化程度的增大及位错密度的增加,使滑移带滑移更加困难,从而延缓了疲劳裂纹的成核时间,使裂纹萌

生寿命增大。
4. 提高焊件抗应力腐蚀性能
残余拉应力是产生应力腐蚀的重要原因。振动时效减少了构件的应力集中效应,有效地消除和均化了残余应力,从而提高了焊件抗应力腐

蚀性能。
5. 提高金属材料冲击功Ak

振动时效使金属试件由振前处于较高能量级的平衡,转变成振后处于较低能量级的平衡,即处于更稳定的状态,从而提高了其冲击功Ak值。



振动时效使冲击试验的两组试样在冲击前处在不同能量级状态下,处在较低能量级试件(振后试件)其抵抗断裂的能力将比处在较高能量级

试件(振前试件)强,即振动时效后试件在冲击过程中所耗冲击吸收功Ak将比振动时效前试件要大。振动时效使裂纹扩展阻力增大,裂纹扩

展过程中绕曲的次数增多,材料的冲击韧性提高,冲击功Ak值增大。

振动时效技术与热时效、自然时效的对比

传统的消除残余应力的时效方法有热时效和自然时效。热时效是将金属放置在加热炉中,经过升温、保温和降温三个过程的温度变化,使

金属迅速膨胀和收缩,降低材料的屈服极限,因而残余应力高的地方,就会超出屈服极限,使晶格滑移,产生微小的塑性变形,从而将残

余应力释放、降低和均化。热时效需要专用的加热炉,投资大、能耗大、效率低、污染环境、容易产生新的变形和二次应力。


自然时效是将金属长期放置露天,利用昼夜的温差和复杂多样的“环境震荡”,使金属发生缓慢、细微的收缩和膨胀,经长期积累得到释放

残余应力的目的。自然时效周期长,效率低,导致成本增加。

振动时效处理的弹性体其残余应力可以被消除20%~80%左右,高拉应力区消除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、机械加工等工艺过程造成的微观裂纹的发生。

可以提高弹性体抗变形的能力,稳定弹性体的精度,提高机械质量。同时,由于设备简单易于搬动,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、上百吨的构件都可以使用振动时效技术。在处理过程中,振动时效只需30min即可

进行下道工序。而热时效至少需要一至两天以上的时间,且需要大量的煤油、电、水等能源。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。


振动时效技术发展前景

振动时效技术发展至今,有着丰富的理论及实践基础。它可以广泛应用于航空、化工机械和动力机械,等诸多制造行业。目前我国正走在

人与自然和谐可持续发展的道路上, 因此,深入研究这项效果好、效率高、节能和环保的时效技术必将产生巨大的社会和经济效益。

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