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振动时效设备厂家
从宏观角度分析振动时效使零件产生塑性变形,降低和均化残余应力并提高材料的抗变形能力,无疑是导致零件尺寸精度稳定的基本原因。从分析残余应力松驰和零件变形中可知,残余应力的存在及其不稳定性造成了应力松驰和再分布,使零件发生塑性变形。故通常采用热时效方法以消除和降低残余应力,特别是危险的降值应力,振动时效同样可以降低残余应力,零件在振动处理后残余应力通??山档?/span>30—80%,同时也使峰值应力降低使应力分布均匀化。
从微观方面分析振动时效可视为一种以循环载荷的形式施加于零件上的一种附加动应力,工程上采用的材料都不是理想的弹性体,其内部存在着不同类型的 微观缺陷,铸铁中更是存在着大量形状各异的切割金属基体的石墨。故而无论是钢、铸铁或其他金属,其中的微观缺陷附近都存在着不同程度的应力集中,当受到振 动时,施加于零件上的交变应力与零件中的残余应力叠加。当应力叠加的结果到一定的数值时,在应力集中严重的部位就会超过材料的屈服极限而发生塑性变形。 这种塑性变形降低了该处残余应力降值,并强化了金属基体,而后振动又在一些应力集中较严重的部位上产生同样作用,直至振动附加应力与残余应力叠加的代数和 不能引起任何部位的塑性变形为止,此时振动便不再产生消除和均化残余应力及强化金属的作用。
实践证明振动时效替代热时效后可节约能源90%以上,提高抗变形能力30%以上,尺寸稳定性提高30%以上,疲劳寿命提高20%以上。处理时效通常只需15 —45分钟,不分场地,不受工件尺寸、形状、重量等限制,可处理几公斤至几百吨的工件。便携工件不需运输可就地处理,可插在任何工序之间进行处理。采用振 动时效可提高工效几十倍,它具有减少环境污染、缩短生产周期、改善劳动条件、工艺简便等优点,是一项投资少、见效快、综合效益显著的工艺。
振动时效适应于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属(铜、铝、锌及其合金)等铸件、锻件和焊接件及其机加工件
1、振动时效的由来
振动时效技术起源于20世纪初的美国,约在20世纪50年代,靠前台振动时效仪在美国诞生。目前振动时效技术在全部上已进入相当普及的阶段。如:德国的VDF机械制造,前苏联的伊万偌夫重型机械厂,美国莫尔公司,日本的法纳克,小松机械研究所等等都在应用这一科学消除残余应力的振动时效技术!从20世纪70年代,我国开始关注并实验使用振动时效技术。经过二十多年的摸索和实践。无论在理论研究,工艺原理摸索,都取得了很大的成就,进入全部先进水平。该技术较早在我国机床行业的开始应用的。齐齐哈尔靠前机床,北京靠前机床,长沙机床,济南靠前机床,等都实验采用振动时效技术,均取得了良好的效果。现如今振动时效不光使用在机床行业。在纺织机械,刺绣机械,矿山机械,造纸机械,纸箱包装机械,各类钢管轴承制造,汽车造船机械,航天石油等等行业也得到了很大的推广与普及!
2、振动时效的原理
振动时效是采用外力振动的方式,使工件内部产生一定周期性交变作用力,作用力和工件本身残余应力叠加,超过工件本身的微观屈服较限便导致工件发生微观的塑弹性力学变化。从而引起残余应力的降低和均化。使工件内部各方面作用的力基本趋于平衡。防止工件变形。提高工件疲劳较限。从而发挥工件本身的较大实用价值!
3、振动时效的适用性和优点
适用于各种金属结构件,碳素结构钢,低碳合金钢,不锈钢铸铁,铸铁有色金属等机械产品的基础件,各种焊接件,板型,梁型,轴类,箱型零件。振动时效设备可处理从几公斤到上千吨的大型工件,还可处理尺寸比较大长宽高差距大的异型件。振动时效可提高工件抗拉性能,提高断裂韧性,提高材料的疲劳较限,提高构件尺寸稳定性,提高抗载荷变形能力等力学特征!还可节约能源,降低企业生产成本。
4、振动时效的工艺实施
对于振动时效,较重要的几个参数是:“支撑点、振型、激振点、拾振点、加速度、固有频率、时间?!逼渲姓穸铀俣?、共振频率、共振时间是决定时效工艺效果的主要参数。因此,振动时效技术国家标准规定,必须使用参数曲线观测法,来间接评定振动时效工艺效果。振动时效设备,可将振动时效的振前扫频曲线、时效曲线、振后扫频曲线、振前和振后扫频比较曲线,记录和打印出来。这三条曲线,只要符合振动时效技术国家标准,便可评定达到了时效工艺效果。
振动时效的实质,是在工件的低频亚共振点,稳定地亚共振振动15-30分钟左右,使共振峰出现变化,内部发生微观的弹性塑性力学变化,从而实现时效目的。振动时效设备,记录和打印的时效曲线、振前和振后扫频曲线,直观科学准确地反映了振动时效的实质。这种参数曲线观测法,是评定振动时效工艺效果的快速科学的方法。除此还可以结合我们的工艺,用静态观测法,盲孔法,与热时效对比法来判断效果。
振动时效工艺过程
概括起来讲振动时效的工艺过程分四步进行:
靠前步:振前准备。首先用弹性橡胶垫将要时效处理的工件在其节线附近支撑起来,并将激振器用弓形卡具卡紧在工件振动时的波峰处,将传感器用磁座吸紧在工件上,并用专项使用电缆线将激振器、传感器和控制器连接起来。这一步称为准备过程。(工件的支撑、激振器的装夹位置、传感器的放置位置有严格的工艺要求)
第二步:振前扫描。振动时效设备以扫描的方式自动检测被时效处理工件的固有共振频率和应该给工件振动能量的大小,并绘出曲线和具体数值。这一步称为振前扫描。
第三步:振动处理。振动时效设备以第二步测得的参数为依据,自动确定出对工件进行振动处理的振动频率,并对工件进行振动时效处理,在处理过程中随时检测振动参数和工件残余应力的变化,当残余应力不再消除时即适时停止处理过程。这一步称为时效处理过程。
第四步:振后效果检验。振动处理完毕后,振动时效设备自动对被时效处理工件的参数进行再一次检测,以便依据国家机械行业标准对振动时效效果进行判定。这一步称为振后扫描。