金屬殘余應(yīng)力消除振動時效儀器
振動時效設(shè)備生產(chǎn)廠家九工公司簡介-消除殘余應(yīng)力、焊接應(yīng)力、鑄造應(yīng)力防止變形。
濟(jì)南九工機(jī)電設(shè)備有限公司主要從事振動時效設(shè)備、超聲沖擊設(shè)備和應(yīng)力檢測設(shè)備的科技研發(fā)和生產(chǎn)銷售。是一家集技術(shù)研發(fā)、自主生產(chǎn)、銷售安裝、服務(wù)維護(hù)于一體的企業(yè)。產(chǎn)品涉及焊接、鑄造、鍛壓、機(jī)加工等多個領(lǐng)域。公司始終堅持“品質(zhì)創(chuàng)造市場，服務(wù)贏得口碑”的經(jīng)營理念，不斷加強(qiáng)市場運(yùn)作和品牌建設(shè)，樹立良好的公司形象。
殘余應(yīng)力消除幾種方法簡介：
在機(jī)床、礦山、煤炭尤其是石油機(jī)械制造業(yè)中, 有許多大型鑄、鍛、焊件。機(jī)械設(shè)計上, 一般要求這些零部件在服役中具有良好的幾何穩(wěn)定性, 但這些零件在鑄、鍛、焊后及機(jī)械加工中, 不可避免地存在不同程度的殘余應(yīng)力。這些內(nèi)應(yīng)力的存在導(dǎo)致該工件在服役中發(fā)生變形, 從而損害其使用精度和性能。隨著人們對殘余應(yīng)力危害的逐步認(rèn)知, 消除應(yīng)力或殘余應(yīng)力的工藝方法也在逐步提高和完善。工程上有效地消除應(yīng)力的工藝方法被稱為時效處理。
1 自然時效
此方法很早就被世界各國的精密機(jī)床生產(chǎn)廠普遍采用。我國上世紀(jì)50～60 年代, 機(jī)械制造業(yè)多數(shù)工廠也采用這種方法來消除工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力。實(shí)驗研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明, 這一方法具有消除殘
余應(yīng)力穩(wěn)定鑄件幾何尺寸的功效。如: 床身、床頭箱等鑄造后裸放在露天環(huán)境里, 任憑風(fēng)吹雨打, 嚴(yán)寒酷暑。經(jīng)過少則數(shù)月, 多則幾年的時間, 使鑄造殘余應(yīng)力隨著時間延長溫度的變化而松弛直至消除。變形量也很小, 如用自準(zhǔn)直儀、水平儀測量長約2m 的床身導(dǎo)軌, 其不直度偏差一般不超過3～4μm。可見, 經(jīng)自然時效處理后, 鑄件一般都不會再有較大變形, 但周期長。
2 熱時效
該工藝比自然時效時間大大縮短( 時效周期一般為24 h 左右) 。因此, 目前, 國內(nèi)大部分工廠采用此方法來消除應(yīng)力穩(wěn)定工件尺寸。這種工藝是把鑄、鍛、焊等工件加熱到A1 以下某一溫度, 保溫一段時間( 一般6～8 h) 后, 緩慢冷卻來消除應(yīng)力, 來穩(wěn)定工件幾何尺寸, 此法也稱消除應(yīng)力退火。熱時效采用低于Ac1 的溫度, 從消除應(yīng)力考慮, 為了確保應(yīng)力釋放, 以溫度高一些為好; 但從保證工件機(jī)械性能, 防止?jié)B碳體的球化和石墨化角度著眼, 溫度低一些較妥; 綜合各因素一般取500～550℃。當(dāng)前, 在機(jī)械制造中, 上述熱時效工藝已被各工廠普遍采用。但其耗能大、成本高。
3 振動時效金屬殘余應(yīng)力消除振動時效儀器
這一技術(shù)在國外被稱之為VSR 技術(shù)。從上世紀(jì)50年代起, 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 振動理論、測試技術(shù)和激振設(shè)備的迅猛發(fā)展。人們發(fā)現(xiàn)工件在共振頻率下進(jìn)行振動, 不但可以縮短振動處理時間, 而且消除應(yīng)力和穩(wěn)定尺寸的效果更好, 能源消耗也少。" 六五" 期間, 振動時效被列為國家38 項重點(diǎn)攻關(guān)任務(wù)分項《提高機(jī)床鑄件質(zhì)量的研究》的內(nèi)容之中, 由北京機(jī)床研究所組織齊齊哈爾*機(jī)床廠、長沙機(jī)床廠、大連機(jī)床廠共同進(jìn)行振動時效的實(shí)用性研究。目前基本上已在全國機(jī)床行業(yè)普遍推廣應(yīng)用。1987 年6 月, 國家機(jī)械部等六部委, 又將振動時效定為" 七五" 期間國家推廣的節(jié)能新項目。
不同時效方法對工件殘余應(yīng)力的作用
( 1) 自然時效的作用自然時效只降低殘余應(yīng)力20%以下, 但尺寸穩(wěn)定性較好。長春光機(jī)所1985 年召開的一次殘余應(yīng)力松弛裝置鑒定會認(rèn)為, HT200 鑄鐵自然時效25 個月, 殘余應(yīng)力消除7.4%; 45 鋼自然時效25 個月僅消除殘余應(yīng)力1.6%, 可見自然時效消除應(yīng)力用時間長而消除殘余應(yīng)力也緩慢。
( 2) 熱時效的作用熱時效可看作是變應(yīng)力( 但某一段時間內(nèi)可以認(rèn)為是恒應(yīng)力) 的蠕變過程。如爐溫均勻, 升、降溫嚴(yán)格控制則能消除應(yīng)力50%～70%。
( 3) 振動時效的作用不同產(chǎn)品情況不盡相同, 一般在30%～70%。單純用殘余應(yīng)力降低多少來衡量時效效果是不全面的。許多資料表明, 零件內(nèi)部殘余應(yīng)力是使其尺寸不穩(wěn)定的因素之一，應(yīng)力分布的不均勻性也有很大影響。使工件產(chǎn)生變形的往往是工件內(nèi)大應(yīng)力, 振動時效后工件殘余應(yīng)力除在數(shù)值上降低外, 尤為顯著的是殘余應(yīng)力集中處應(yīng)力峰值有明顯降低。應(yīng)力峰值降低表明應(yīng)力分布的均勻化, 這是使工件尺寸穩(wěn)定的重要因素。振動時效使工件在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形, 松弛了工件的殘余應(yīng)力，故振動時效過程是工件產(chǎn)生塑性變形和逐漸穩(wěn)定的過程, 即殘余應(yīng)力減小和穩(wěn)定的過程。
基于上述原因，振動時效一般適用于下列范圍: 單純消除殘余應(yīng)力為目的大型鑄、鍛, 焊件, 如各類機(jī)械產(chǎn)品基礎(chǔ)件、焊接結(jié)構(gòu)件, 也可用于長徑比較大的軸類零件。一般在鑄造、鍛壓、焊接、粗加工、表面淬硬、半精加工等工序之后進(jìn)行。
