振動時效技術介紹

振動時效技術，國外稱之為“Vibrating Stress Relief”簡稱“VSR”，旨在通過專業(yè)的振動時效設備，使被處理的工件產生共振，并通過這種共振方式將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位，使工件內部發(fā)生微觀的塑性變形——被歪曲的晶格逐漸恢復平衡狀態(tài)。

位錯重新滑移并釘扎，從而使工件內部的殘余應力得以消除和均化，最終防止工件在加工和使用過程中發(fā)生變形和開裂，保證工件尺寸精度的穩(wěn)定性。

振動時效優(yōu)勢

     時效效果好，靈活性強，解決了熱時效爐窯的環(huán)境污染問題；投資少，節(jié)能顯著，效率高，尤其適用于不適合高溫時效的材料和零件的消除應力處理。

表1 振動時效與熱時效特點比較

振動時效的由來及現(xiàn)狀

振動時效的由來及國外的應用情況

     振動時效源自于敲擊時效，在焊接中，施焊一段時間后立即用小錘對焊縫及周邊進行敲擊以防止裂紋產生，其原因就是隨時消除部分焊接應力，以免最終產生較大的應力集中。敲擊法能量有限，后來發(fā)現(xiàn)使工件產生共振時，可給工件出入zui大的振動能力，從而于1915年在美國產生世界上di一臺關于振動消除殘余應力的zhuan利。直到五十年代后期，隨著電機制造水平的提高，輕巧的振動時效設備陸續(xù)在美國、德國、英國、法國、蘇聯(lián)等國家出現(xiàn)，并不斷地應用于機械制造業(yè)中，大量的實際應用證明這種方法比熱時效更能提高工件的尺寸穩(wěn)定性。

國內發(fā)展及現(xiàn)狀

     國內發(fā)展較晚，首先由孫照清總工程師等老一輩技術專家于74年出國考察，把技術帶回國內，并開始在機械部、航空部研究，并在“六五”期間在機械部提出攻關課題——提高機床鑄件產品質量的大課題里面確定“振動時效可行性研究”。

     85年機械部特批25000美金與美國馬丁公司合作，引進當時的VSR-790型振動時效設備及相關技術。特別是1991年JB/T 5926-91《振動時效工藝參數(shù)選擇及技術時效設備要求》標準的誕生，使該技術得以較快的推廣和發(fā)展。

振動時效設備組成及參數(shù)選擇

振動時效設備組成

     JH-600A交流振動時效設備由變頻調速控制器和帶測試的高速交流電機及偏心箱，還有加速度傳感器構成一個閉環(huán)系統(tǒng)。另外還有用來支撐的減震墊和夾持激振器的夾具部件。設備采用高速變頻交流電機，不需要碳刷，壽命長、激振力大、效果好。

工藝參數(shù)選擇

振動時效最重要的幾個參數(shù)是：支撐點、振型、激振點、拾振點、加速度、固有頻率、時間。其中，振動加速度、共振頻率、共振時間，是決定時效工藝效果的主要參數(shù)。

激振頻率：選擇共振區(qū)別明顯處，一般鑄件可以采用中頻大激振力，焊接件可分頻激振。

激振力：由構件上zui大的動應力來確定，即應保證σd+σr ≥[σ]。Σd 與構件的材料和結構有關，一般鑄件為?2kgf/mm2，軟鋼件為?7kgf/mm2。

激振時間：振動的qian10分鐘殘余應力變化zui快，20分鐘后趨于穩(wěn)定，一般認為處理20-50分鐘即可。

激振點和支撐點：支撐點應該在工件振動節(jié)點上，激振點一般在兩點支撐點間剛性較大的位置上（亞共振方式或者傳統(tǒng)振動時效）。

判斷效果方法：用振動時效過程中測出的動態(tài)參數(shù)曲線，根據(jù)曲線的變化、現(xiàn)場，及時判斷振動效果，是國內外推薦認可的方法。

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