振動(dòng)時(shí)效技術(shù)又稱(chēng)“
振動(dòng)消除應(yīng)力法”,國(guó)外簡(jiǎn)稱(chēng)“VSR”技術(shù)。它的實(shí)施過(guò)程是通過(guò)振動(dòng)時(shí)效裝置的控制系統(tǒng)控制激振器的轉(zhuǎn)數(shù)和偏心作用在工件上產(chǎn)生離心力,使工件發(fā)生共振(諧振),讓工件需時(shí)效部位產(chǎn)生一定幅度、一定周期的交變運(yùn)動(dòng),并吸收能量,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的振動(dòng)引起工件微小塑性變形及晶粒內(nèi)部位錯(cuò)逐漸滑移,并重新纏繞釘扎使得殘余應(yīng)力被消除和均化,防止工件變形和開(kāi)裂,從而達(dá)到提高工件尺寸精度穩(wěn)定性,增強(qiáng)工件的抗變形能力和提高疲勞壽命。
從宏觀角度分析振動(dòng)時(shí)效使零件產(chǎn)生塑性變形,降低和均化殘余應(yīng)力并提高材料的抗變形能力,無(wú)疑是導(dǎo)致零件尺寸精度穩(wěn)定的基本原因。從分析殘余應(yīng)力松馳和零件變形中可知,殘余應(yīng)力的存在及其不穩(wěn)定性造成了應(yīng)力松馳和再分布,使零件發(fā)生永久塑性變形。故通常采用熱時(shí)效方法以消除和降低殘余應(yīng)力,特別是危險(xiǎn)的降值應(yīng)力,振動(dòng)時(shí)效同樣可以降低殘余應(yīng)力,零件在振動(dòng)處理后殘余應(yīng)力通常可降低30—80%,同時(shí)也使峰值應(yīng)力降低使應(yīng)力分布均勻化。
從微觀方面分析振動(dòng)時(shí)效可視為一種以循環(huán)載荷的形式施加于零件上的一種附加動(dòng)應(yīng)力,眾所周知工程上采用的材料都不是理想的彈性體,其內(nèi)部存在著不同類(lèi)型的微觀缺陷,鑄鐵中更是存在著大量形狀各異的切割金屬基體的石墨。故而無(wú)論是鋼、鑄鐵或其他金屬,其中的微觀缺陷附近都存在著不同程度的應(yīng)力集中,當(dāng)受到振動(dòng)時(shí),施加于零件上的交變應(yīng)力與零件中的殘余應(yīng)力疊加。當(dāng)應(yīng)力疊加的結(jié)果到一定的數(shù)值時(shí),在應(yīng)力集中最嚴(yán)重的部位就會(huì)超過(guò)材料的屈服極限而發(fā)生塑性變形。這種塑性變形降低了該處殘余應(yīng)力降值,并強(qiáng)化了金屬基體,而后振動(dòng)又在一些應(yīng)力集中較嚴(yán)重的部位上產(chǎn)生同樣作用,直至振動(dòng)附加應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加的代數(shù)和不能引起任何部位的塑性變形為止,此時(shí)振動(dòng)便不再產(chǎn)生消除和均化殘余應(yīng)力及強(qiáng)化金屬的作用。
實(shí)踐證明振動(dòng)時(shí)效替代熱時(shí)效后可節(jié)約能源90%以上,提高抗變形能力30%以上,尺寸穩(wěn)定性提高30%以上,疲勞壽命提高20%以上。處理時(shí)效通常只需15—45分鐘,不分場(chǎng)地,不受工件尺寸、形狀、重量等限制,可處理幾公斤至幾百?lài)嵉墓ぜ1銛y工件不需運(yùn)輸可就地處理,可插在任何工序之間進(jìn)行處理。采用振動(dòng)時(shí)效可提高工效幾十倍,它具有減少環(huán)境污染、縮短生產(chǎn)周期、改善勞動(dòng)條件、工藝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)效適應(yīng)于碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬(銅、鋁、鋅及其合金)等鑄件、鍛件和焊接件及其機(jī)加工件。