振動(dòng)時(shí)效發(fā)展歷史
振動(dòng)時(shí)效在70年代起源于美國(guó),后來(lái)在西德、英國(guó)、法國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用,目前在國(guó)外有8萬(wàn)多臺(tái)設(shè)備在使用,我國(guó)也有5千多臺(tái)設(shè)備在機(jī)械加工企業(yè)使用,由于振動(dòng)時(shí)效的無(wú)比的優(yōu)越性,又適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對(duì)能源和環(huán)保的要求,我國(guó)從80年代出開(kāi)始引進(jìn)使用振動(dòng)時(shí)效工藝,目前在某些方面已取代了傳統(tǒng)的熱時(shí)效和自然時(shí)效。
振動(dòng)時(shí)效在國(guó)外稱(chēng)vsr(vibratory stress relief)這個(gè)復(fù)雜的術(shù)語(yǔ)表示了一個(gè)使金屬構(gòu)件尺寸穩(wěn)定的物理過(guò)程,這個(gè)過(guò)程是簡(jiǎn)單的,它的直接結(jié)果是解決構(gòu)件在加工過(guò)程中和加工后的變形問(wèn)題,它利用受控振動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行處理,在今天,這個(gè)過(guò)程的工藝方法已經(jīng)非常簡(jiǎn)單,其設(shè)備自動(dòng)化程度非常之高,已使振動(dòng)時(shí)效的應(yīng)用變得非常經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)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(guò)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(jī)械性能,使工件在加工和使用過(guò)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(guò)去通常采用熱時(shí)效和自然時(shí)效的方法,自然時(shí)效雖然不耗能源,但周期太長(zhǎng),需要場(chǎng)地太大,不適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn);熱時(shí)效是通過(guò)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(shí)效大為縮短,應(yīng)用廣泛,但是退火爐造價(jià)高,使用費(fèi)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(dǎo)致裂變或在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生新的應(yīng)力。此外,熱時(shí)效處理勞動(dòng)條件差,污染環(huán)境,機(jī)械化自動(dòng)化水平也不高。振動(dòng)時(shí)效對(duì)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(dòng)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(jì)效益尤其顯著。與上述兩種時(shí)效方法相比,振動(dòng)時(shí)效具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性,其特點(diǎn)是:
(1)降低工件內(nèi)殘余應(yīng)力(峰值應(yīng)力)30%以上,同時(shí)使殘余應(yīng)力分布均勻并處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。
(2)振動(dòng)時(shí)效處理的工件可提高抗變形能力,與熱時(shí)效和自然時(shí)效相比,振動(dòng)時(shí)效處理的工件的抗靜載荷變形能力提高35%以上,抗動(dòng)載荷變形能力可提高1-3倍。
(3)勞動(dòng)條件好,無(wú)污染,工件沒(méi)有氧化脫碳現(xiàn)象,無(wú)須清理氧化皮,工件保持原由的金屬光澤。
(4)振動(dòng)時(shí)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(shí)效相比,振動(dòng)時(shí)效節(jié)約成本90%以上,自然時(shí)效周期要半年以上,熱時(shí)效要1-2天,而振動(dòng)時(shí)效通常僅需半小時(shí),最長(zhǎng)不超過(guò)50分鐘。
(6)設(shè)備投資不到熱時(shí)效的1/10,而且維修簡(jiǎn)單,維修費(fèi)用低。
(7)設(shè)備輕便易于攜帶,工藝簡(jiǎn)單,適應(yīng)性強(qiáng),自動(dòng)化程度高,不受工件大小,重量,工作地點(diǎn)限制,可用于各種金屬的鑄.焊.鍛件,特別是對(duì)大中型工件和需要二次時(shí)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(shí)效方法。
(8)振動(dòng)時(shí)效設(shè)備對(duì)所處理工件的參數(shù)自動(dòng)記錄下來(lái),為振動(dòng)時(shí)效效果的判定和檢驗(yàn)提供了可靠的依據(jù)。