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      從機床振動時效處理看振動時效設備技術

      文章來源:濟南馳奧機電設備有限公司 發布時間:2019-10-18

      大型數控機床床身在鑄造和機械加工等工藝過程中,由于受熱或受力不均勻,其內部都會產生不同程度的殘余應力。殘余應力的存在,

      極大地影響了機床床身的尺寸穩定性、剛度、強度和機械加工性能等,嚴重影響著機床的裝配和正常使用。振動時效設備廠家濟南馳

      奧機電設備有限公司就來給大家介紹一下。



      振動時效技術優勢
      振動時效工藝其原理是用振動消除殘余應力,可達到熱時效工藝的同樣效果,并在許多性能指標上超過熱時效。

      振動時效工藝耗能少(是熱時效的2%左右)、設備投資少、效率高,其在節能、減少環境污染和提高產品性能方面有卓越的表現,使得

      這一高新技術在各行各業中有廣泛的應用前景。

      1. 調整、均化、消除殘余應力
      對于那些無需改變組織狀態、非加工硬化材料,振動時效完全可以取代熱時效。此外,振動時效可處理熱時效不能處理的大型工件。一

      方面,振動時效可以看成是在周期性動應力作用下循環應變的過程。由于金屬晶體內存在有大量的位錯,在循環應變下,位錯克服阻力而

      運動,產生滑移使晶體發生微觀塑性變形,殘余應力峰值下降,從而改變了工件原有的內應力場,工件內部應力降低,并重新分布,在較

      低的應力水平下達到平衡。另一方面,振動時效以機械能的形式施加給工件一定的振動能量,從而提高了構件內部晶體的動能,加快了畸

      變晶格恢復平衡位置的速度,晶格排列趨于平衡,工件內部阻尼減小,內應力峰值降低,分布均化。

      2. 提高構件抗變形能力,穩定構件加工尺寸
      振動時效使構件基體內晶體結構強化,從而提高了構件抗變形能力和尺寸穩定性。
      3. 提高焊件疲勞壽命
      振動時效通過降低焊接殘余應力,有效地延緩裂紋萌生,降低其擴展速度,從而提高焊件的疲勞壽命。疲勞裂紋的萌生總是先在應力最高

      強度最弱的基體上形成。試件經振動時效處理后,由于高殘應力的降低,應力分布的均化,減少了應力集中的影響;

      另外,由于位錯積塞、纏結和網狀化程度的增大及位錯密度的增加,使滑移帶滑移更加困難,從而延緩了疲勞裂紋的成核時間,使裂紋萌

      生壽命增大。
      4. 提高焊件抗應力腐蝕性能
      殘余拉應力是產生應力腐蝕的重要原因。振動時效減少了構件的應力集中效應,有效地消除和均化了殘余應力,從而提高了焊件抗應力腐

      蝕性能。
      5. 提高金屬材料沖擊功Ak

      振動時效使金屬試件由振前處于較高能量級的平衡,轉變成振后處于較低能量級的平衡,即處于更穩定的狀態,從而提高了其沖擊功Ak值。



      振動時效使沖擊試驗的兩組試樣在沖擊前處在不同能量級狀態下,處在較低能量級試件(振后試件)其抵抗斷裂的能力將比處在較高能量級

      試件(振前試件)強,即振動時效后試件在沖擊過程中所耗沖擊吸收功Ak將比振動時效前試件要大。振動時效使裂紋擴展阻力增大,裂紋擴

      展過程中繞曲的次數增多,材料的沖擊韌性提高,沖擊功Ak值增大。

      振動時效技術與熱時效、自然時效的對比

      傳統的消除殘余應力的時效方法有熱時效和自然時效。熱時效是將金屬放置在加熱爐中,經過升溫、保溫和降溫三個過程的溫度變化,使

      金屬迅速膨脹和收縮,降低材料的屈服極限,因而殘余應力高的地方,就會超出屈服極限,使晶格滑移,產生微小的塑性變形,從而將殘

      余應力釋放、降低和均化。熱時效需要專用的加熱爐,投資大、能耗大、效率低、污染環境、容易產生新的變形和二次應力。


      自然時效是將金屬長期放置露天,利用晝夜的溫差和復雜多樣的“環境震蕩”,使金屬發生緩慢、細微的收縮和膨脹,經長期積累得到釋放

      殘余應力的目的。自然時效周期長,效率低,導致成本增加。

      振動時效處理的彈性體其殘余應力可以被消除20%~80%左右,高拉應力區消除的比例比低應力區大。因此可以提高使用強度和疲勞壽命,降低應力腐蝕。

      可以防止和減少由于熱處理、機械加工等工藝過程造成的微觀裂紋的發生。

      可以提高彈性體抗變形的能力,穩定彈性體的精度,提高機械質量。同時,由于設備簡單易于搬動,可以在任何場地上進行現場處理。

      它不受構件大小和材料的限制,從幾十公斤到幾十噸、上百噸的構件都可以使用振動時效技術。在處理過程中,振動時效只需30min即可

      進行下道工序。而熱時效至少需要一至兩天以上的時間,且需要大量的煤油、電、水等能源。因此,相對與熱時效來說,振動時效可節省

      能源90%以上,可節省費用95%以上,特別是可以節省建造大型燜火窯的巨大投資。


      振動時效技術發展前景

      振動時效技術發展至今,有著豐富的理論及實踐基礎。它可以廣泛應用于航空、化工機械和動力機械,等諸多制造行業。目前我國正走在

      人與自然和諧可持續發展的道路上, 因此,深入研究這項效果好、效率高、節能和環保的時效技術必將產生巨大的社會和經濟效益。

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