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振动时效设备能够部分地取代热时效的原因是什么

2019-08-01 17:20:36

热时效是传统的时效方法,它是利用热处理当中的退火技术,通常是将工件加热到500~650℃进行较长时间的保温后再缓慢冷却至室温。在热的作用下通过原子扩散及塑性变形使内应力消除。从理论上讲采用热时效时,只要退火温度和时间适宜,应力可以完全消除。但在实际生产中通常认为最好可以消除残余应力的70~80%,与此同时它能造成工件材料表面氧化、硬度及机械性能下降等缺陷。因此,人们一直在研究更好的方法来消除残余应力。这时就出现了振动时效设备取代热时效。


振动时效设备


振动时效设备之所以能够部分地取代热时效,在实际当中被广泛应用,是与该项技术具有的一些明显的优越特征分不开的。

1、投资少适用性强。与传统的热时效相比它无需庞大的时效炉,现代工业中的大型铸件与焊接件越来越多也越来越大,如采用热时效消除应力则需建造大型时效炉,不仅造价昂贵、利用率低,而且炉内温度很难均匀,消除应力效果差。采用振动时效设备可以完全避免这些问题。因此,目前对长达几米至几十米的桥梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重达几吨至几十吨的超重型铸件,较多地采用了振动时效设备。

2、节约能源,降低成本,无废渣、废气及辐射等污染。在工件的共振频率下进行时效处理,耗能极小。实践证明,功率为0.25至1马力的机械式激振器可振动150吨以下的工件。其能源消耗仅为热时效的3~5%,成本仅为热时效的8~10%。加之热时效时均需要以煤、油等做为燃料不可必免地要排出大量的废渣、废气等不能够满足越来越高的环保要求。故振动时效设备已逐渐成为去应力的第一选择。

3、机械性能显著提高。经过振动时效设备处理的工件其残余应力可以被消除20~80%左右,高拉应力区消除的比低应力区大。

4、生产周期短效率高。热时效往往需要经过数十小时的周期方能完成,而振动时效设备一般只需数十分钟即可完成。而且,振动时效设备不受场地限制可减少工件在时效前后的往返运输。如将振动设备安置在机械加工生产线上,不仅使生产安排更加紧凑而且可以消除加工过程中产生的应力。

5、使用方便。振动时效设备体积小、重量轻,便于携带,我国目前生产的激振器可振动处理300吨以下的工件,但振动装置本身仅重几十公斤。国外生产的可振动处理5公斤至150吨工件的振动设备其总重也不过一百公斤。正是由于振动处理不受场地限制,振动装置又可携至现场,所以这种工艺与热时效相比,使用简便,适应性较强,可排在任何工序之间也可多次进行。

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