振動時效應(yīng)用技術(shù)特點
振動時效又稱振動消除應(yīng)力，指在通過控制激振器的激振頻率，使工件發(fā)生共振，讓工件產(chǎn)生適當(dāng)?shù)慕蛔冞\(yùn)動并吸收部分能量，以致內(nèi)部發(fā)生微觀粘彈塑性力學(xué)變化，從而降低工件局部峰值應(yīng)力和均化工件的殘余應(yīng)力場尤其是表面的應(yīng)力集中區(qū)域，最終防止工件變形與開裂，保證以后的尺寸穩(wěn)定精度。它是上個世紀(jì)初期開始出現(xiàn)并在五十年代以來獲得廣泛應(yīng)用的一項消除應(yīng)力的新技術(shù)。 構(gòu)件經(jīng)過焊接、鑄造、鍛造、機(jī)械加工等工藝過程，在其內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，它極大地影響了構(gòu)件的尺寸穩(wěn)定性、剛度、強(qiáng)度、疲勞壽命和機(jī)械加工性能，甚至?xí)?dǎo)致裂紋和應(yīng)力腐蝕。時效是降低殘余應(yīng)力，使構(gòu)件尺寸精度穩(wěn)定的方法。目前時效的方法主要有三種，即自然時效、熱時效和振動時效。
自然時效是最古老的方法，它是把構(gòu)件置于室外，讓其經(jīng)過氣候、溫度的反復(fù)變化，在反復(fù)溫度應(yīng)力作用下，使殘余應(yīng)力松弛、尺寸精度獲得穩(wěn)定。一般認(rèn)為，經(jīng)過一年自然時效的工件，殘余應(yīng)力僅下降2～10％，但是卻較大地提高了工件的松弛剛度，因而工件的尺寸穩(wěn)定性很好。但因其時間太長，一般不在實際生產(chǎn)中采用。
熱時效是傳統(tǒng)的時效方法，它是利用熱處理當(dāng)中的退火技術(shù)，通常是將工件加熱到500～650℃進(jìn)行較長時間的保溫后再緩慢冷卻至室溫。在熱的作用下通過原子擴(kuò)散及塑性變形使內(nèi)應(yīng)力消除。從理論上講采用熱時效時，只要退火溫度和時間適宜，應(yīng)力可以完全消除。但在實際生產(chǎn)中通常認(rèn)為最好可以消除殘余應(yīng)力的70～80％，與此同時它能造成工件材料表面氧化、硬度及機(jī)械性能下降等缺陷。因此，人們一直在研究更好的方法來消除殘余應(yīng)力。
振動時效是在上個世紀(jì)初期產(chǎn)生并發(fā)展起來的消除應(yīng)力新方法。即工件在激振器所施加的周期性外力作用下產(chǎn)生共振，松弛殘余應(yīng)力，獲得尺寸精度穩(wěn)定性。也就是在機(jī)械的作用下，使構(gòu)件產(chǎn)生局部的塑性變形，從而使殘余應(yīng)力得到釋放，以達(dá)到降低和調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。但機(jī)械作用使應(yīng)力消除的程度是有限的，不可能完全消除。因此振動時效往往是把應(yīng)力降低（主要是降低殘余應(yīng)力峰值）和重新分布作為主要目的。
振動時效應(yīng)用技術(shù)特點
振動消除應(yīng)力是對構(gòu)件施加一交變應(yīng)力，如果交變應(yīng)力幅與構(gòu)件上某些點所存在的殘余應(yīng)力之和達(dá)到材料的屈服極限時，這些點將產(chǎn)生塑性變形。如果這種循環(huán)應(yīng)力使某些點產(chǎn)生晶格滑移，盡管宏觀上沒有達(dá)到屈服極限，也同樣會產(chǎn)生微觀的塑性變形，況且這些塑性變形往往是首先發(fā)生在殘余應(yīng)力最大點上，因此使這些點受約束的變形得以釋放從而降低了殘余應(yīng)力。這就是用振動時效可以消除殘余應(yīng)力的機(jī)理。
用振動的方法消除金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力技術(shù)，1900年在美國就取得了專利。但由于人們長期使用熱時效，加上當(dāng)時對振動消除應(yīng)力的機(jī)理還不十分明確，且高速電機(jī)尚未出現(xiàn)造成當(dāng)時的振動時效設(shè)備沉重、調(diào)節(jié)不便，因此該項技術(shù)一直未得到大的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。直到上世紀(jì)50—60年代由于能源危機(jī)的出現(xiàn)，美、英等國才又開始研究振動時效的機(jī)理和應(yīng)用工藝。特別是到上世紀(jì)70年代由于可調(diào)高速電機(jī)的出現(xiàn)大大推動了振動消除應(yīng)力裝置的發(fā)展：1973年英國制成手提式振動時效系統(tǒng)VCM80，后來美國馬丁工程公司也研制出比較先進(jìn)的LT-100R型振動時效系統(tǒng)。這些比較先進(jìn)的激振裝置，促進(jìn)了振動消除應(yīng)力工藝的發(fā)展和實際應(yīng)用。由于這種工藝日趨成熟，振動和控制設(shè)備日臻完善，目前振動時效已在英、美、俄、德等國被普遍采用，他們幾乎所有機(jī)械廠都配備了振動時效裝置，尤其是起重機(jī)械廠的大件和基礎(chǔ)零件全部采用了振動時效。我國也從上世紀(jì)70年代后期
振動時效應(yīng)用技術(shù)特點