在机械生产中,振动时效机设备为了稳定铸件尺寸,常将铸件在室温或室外自然环境下长期放置,然后才进行切削加工。这种措施被称为自然时效,它是借助外界温度的变化及较长间的放置使工件的内应力得以释放,使一些内部组织得以稳定。但这种时效不属于金属热处理工艺。经过长期反复研究证实,时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒,形成一些体积很小的溶质原子富集区。
随着技术的不断发展,却出现了振动时效振动机处理时间过程的现象,振幅逐渐增大,共振频率却在逐渐减小,当残余应力被消除完毕时,这些参数的变化亦趋向稳定。一些大型构件,由于缺少大型退火炉,而且部分构件材质、结构以及加工工艺本身的限制,无法采用热时效进行残余应力处理,因此迫切需要一种可靠、高效的消除残余应力的工艺方法。
振动时效机源自于敲击时效,通过专用设备使工件在固有频率下产生共振,使周期性的动应力与残余应力叠加,使工件局部产生塑性变形而释放应力。从而降低和均化工件内部的残余应力,使工件尺寸精度达到稳定。但自然时效生产周期长、积压资金、占用场地;热时效又受退火温度、升降温时间速度、时效炉的温差等各种因素的影响,且投资巨大。随着科技的发展,对时效果求越来越高。
振动时效设备应用的行业:结构件、铸造件、焊接件、铸造件、不锈钢件、人防工程、防爆开关、绣花机、缝纫机、化工机械、数控机床、大型水轮发电机、矿山机械、轴类、大型水泵、模具、金属带锯床、电缆线绞线机、石油机械、变速箱壳体、建筑工程机械、电火花切割机床、大型钢厂、大型热能发电厂、汽车零配件等。
传统振动时效设备在应用中的问题以下这些
1、振动时效必须是受过专业培训的人员操作,一般的工人即使受过培训也很难掌握这项技术;
2、有些复杂的工件必须是熟练的专业技术人员操作,一般工厂很难做到;
3、工件在单件生产时调整相当繁琐,拾振器支撑点和激振点很难调到佳状态,一种工件就需要制订一种工艺;
4、振动时效设备需要操作者确定处理参数,对人的技能要求比较高。
5、由于有效振型较少,经振动时效处理后达不到较高精度要求,很难纳入工艺。
6、许多工件由于刚性和固有频率太高,找不到共振峰无法振动;机械制造业覆盖面仅为23%。
7、噪声过大也是难以推广的主要原因。
振动处理技术又称做振动消除应力,在我国又称做振动时效。它是将一个具有偏心重块的电机系统(称做激振器)安放在构件上,并将构件用橡皮垫等弹性物体支承,通过控制器起动电机并调节其转速,使构件处于共振状态。约经20~30分钟的振动处理即可达到调整残余应力的目的,一般累计振动时间不应超过40分钟。