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振动时效的振动消除应力比热时效(退火)的优势

更新时间:2020/6/19  点击数:89


    消除残余应力的热时效过程就是把工件加热到弹塑性转变温度,并保持有一定时间,使工件的残余应力得到松弛,然后极为缓慢的降低温度,使工件在冷却之后处于低应力状态。这一具体过程是在热时效处理炉中进行的。热时效过程一种高成本、高排放、高污染的时效工艺,而且操作过程中对工艺的把握要求很高。保温时间或升降速度等多种因素在工件中产生多种残余应力分布不均匀的现象,造成工件在后续的加工过程中的开裂倾向性增大,甚至导致产品品质降低,增加制造、售后服务成本等多方面弊端。

    热时效与残余应力 

影响热时效效果有以下几个方面的因素:   1. 温度2.保温时间 3.升温时间 4.降温时间5.热时效炉的温差6.工件在炉中的放置 与支承。  工件在机械加工中产生的能量以弹性能储存在工件内部形成应力,或者在热时效过程热能以热应力的形式也储存在工件内部,这些应力的存在严重的威胁工件的机械性能,严重时造成工件的开裂与失效。因此,当前机械行业中的一个重要需求就是在不降低工件的机械性能的前提下,充分消除工件的残余应力,在这样的背景下,残余应力消除的量化评估对于整个机械行业来说有着重要的意义。

热时效工艺条件苛刻,如温度高低,时间长短,温度速率等很多因素,都会影响处理后的工件残余应力的消除效果,如果操作不好,就无法达到技术要求,造成工件存在变形、开裂隐患。 

    振动消除应力(振动时效设备

振动消除应力指的是通过专用的振动时效设备,使被处理的工件产生共振,并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件的所有部位,使工件内部发生微观的塑性变形——被歪曲的晶格逐渐恢复平衡状态。位错重新滑移并钉扎,从而工件内部的残余应力得以消除和均化,最终防止工件在加工和使用过程中变形和开裂,保证工件尺寸精度的稳定性。
  近年来,振动时效以投资少,效果好,高效,节能,环保等优势,锐不可当,逐步取代热时效.  振动时效技术与传统热时效相比,具有以下突出优势: 

1.振动时效投资少  与热时效相比,振动时效无需庞大的时效炉,可节省占地面积和昂贵的设备投资, 热时效,如果工件少还不值得开炉、工件太大时又装不进炉等.而且炉内温度很难均匀,消除应力效果也差。采用振动时效则可以避免这些问题。

2.振动时效时效效果好  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,因为振动时效不仅克服了热时效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。 

3.振动时效灵活性强  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。 

 4.振动时效彻底解决了热时效炉窑的环境污染问题  随着人们对环境要求的提高,热时效炉窑的烟气、粉尘、炉渣问题已受到限制,振动时效则能完全避免,这也是振动时效技术被国家环保局几年一直推广的原因。 

5.振动时效节能显著  振动时效处理一个周期下来只用几度电,与热时效比较起来其节能基本在95%以上。 

6.振动时效效率高  自然时效需经6个月至一年时间,热时效也需要十几至几十个小时一个周期,而振动时效只需十几分钟至一个小时即可完成。  7.振动时效特别适合不宜高温时效的材料和零件的消除应力处理。 如不锈钢件、有色金属件、焊修后的机械零件等等;

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