振動時效發(fā)展歷史
振動時效在70年代起源于美國，后來在西德、英國、法國得到了廣泛的應(yīng)用，目前在國外有8萬多臺設(shè)備在使用，我國也有5千多臺設(shè)備在機械加工企業(yè)使用，由于振動時效的無比的優(yōu)越性，又適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對能源和環(huán)保的要求，我國從80年代出開始引進使用振動時效工藝，目前在某些方面已取代了傳統(tǒng)的熱時效和自然時效。
振動時效在國外稱vsr(vibratory stress relief)這個復(fù)雜的術(shù)語表示了一個使金屬構(gòu)件尺寸穩(wěn)定的物理過程，這個過程是簡單的，它的直接結(jié)果是解決構(gòu)件在加工過程中和加工后的變形問題，它利用受控振動對工件進行處理，在今天，這個過程的工藝方法已經(jīng)非常簡單，其設(shè)備自動化程度非常之高，已使振動時效的應(yīng)用變得非常經(jīng)濟和簡單易行。
工件在金剛石鑄造、金剛石焊接和金剛石切削加工過程中，由于受冷、熱溫度不均勻的作用，在工件表面和內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的殘余應(yīng)力，致使工件處于不穩(wěn)定狀態(tài)，降低了工件的尺寸穩(wěn)定性和機械性能，使工件在加工和使用過程中產(chǎn)生應(yīng)力變形而失敗，尺寸精度得不到保證。為了消除和均化殘余應(yīng)力，穩(wěn)定工件的尺寸精度， 過去通常采用熱時效和自然時效的方法，自然時效雖然不耗能源，但周期太長，需要場地太大，不適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)；熱時效是通過把工件加熱到相變溫度以下，在熱狀態(tài)下加速應(yīng)力釋放，其周期較自然時效大為縮短，應(yīng)用廣泛，但是退火爐造價高，使用費用也高，而且占地面積大，輔助設(shè)備多，能耗高，爐溫控制困難，工件易氧化，增加了清理工作量。還有因工件受熱不均而導致裂變或在冷卻過程中產(chǎn)生新的應(yīng)力。此外，熱時效處理勞動條件差，污染環(huán)境，機械化自動化水平也不高。振動時效對于消除.均化和減小金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力，提高構(gòu)件抗動載荷變形能力，穩(wěn)定構(gòu)件尺寸精度有非常好的效果，經(jīng)濟效益尤其顯著。與上述兩種時效方法相比，振動時效具有無可比擬的優(yōu)越性，其特點是：
(1)降低工件內(nèi)殘余應(yīng)力(峰值應(yīng)力)30%以上，同時使殘余應(yīng)力分布均勻并處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。
(2)振動時效處理的工件可提高抗變形能力，與熱時效和自然時效相比，振動時效處理的工件的抗靜載荷變形能力提高35%以上，抗動載荷變形能力可提高1-3倍。
（3)勞動條件好，無污染，工件沒有氧化脫碳現(xiàn)象，無須清理氧化皮，工件保持原由的金屬光澤。
(4)振動時效處理后，工件尺寸穩(wěn)定性提高30-50%。
(5)顯著節(jié)能，降低成本，縮短周期，與熱時效相比，振動時效節(jié)約成本90%以上，自然時效周期要半年以上，熱時效要1-2天，而振動時效通常僅需半小時，最長不超過50分鐘。
(6)設(shè)備投資不到熱時效的1/10，而且維修簡單，維修費用低。
(7)設(shè)備輕便易于攜帶，工藝簡單，適應(yīng)性強，自動化程度高，不受工件大小，重量，工作地點限制，可用于各種金屬的鑄.焊.鍛件，特別是對大中型工件和需要二次時效的工件(半精加工后，淬火后等)，是目前使用方便，不受條件限制的最好的時效方法。
(8)振動時效設(shè)備對所處理工件的參數(shù)自動記錄下來，為振動時效效果的判定和檢驗提供了可靠的依據(jù)。
項 目 |
自然時效 |
熱時效 |
振動時效 |
應(yīng)力消除率 |
10%左右 |
30—80% |
30—60% |
尺寸穩(wěn)定性 |
好 |
較差 |
較好 |
時效成本 |
占場地、占資金 |
150—300元/噸 |
10元/噸 |
時效周期 |
一般半年以上 |
20—60小時 |
一小時內(nèi) |
環(huán)境保護 |
無污染 |
污染較嚴重 |
無污染 |
抗變形能力 |
較好 |
比時效前降低 |
比時效前提高 |
時效變形量 |
可忽略不計 |
較大 |
可忽略不計 |
工件適應(yīng)性 |
幾乎任何工件 |
受尺寸、材質(zhì)限制 |
幾乎任何工件 |
工序安排 |
須在精加工前 |
須在精加工前 |
任何工序之間 |
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