机械制造中振动时效的理论与实践

机械制造中振动时效的理论与实践

1 振动时效的理论

振动时效工艺，国外称为“vsr”方法。是利用亚共振原理消除和均化金属结构内部残余应力，获得结构尺寸精度稳定的一种新技术，可取代传统的热时效和自然时效工艺，具有节能高效、节资省时、适应性强、使用方便、清洁生产的优点。振动时效消除应力速度快，成本比通常的热处理方法降低90％，此外，还可使焊件、铸件或机加工件的尺寸偏差缩小1倍～2倍。它可以广泛用于机械制造行业对铸锻件、焊接件进行时效处理，具有显著的经济效益和社会效益。

振动时效是在激振器所产生的周期性外力——激振力作用下迫使工件在其共振范围内产生共振，在此过程中，当周期性载荷δd+δr>δs时，在工件内残余应力的高峰值处产生局部屈服，引起微小塑性变形，使得工件内部残余应力高峰值降低并使残余应力重新均化分布，从而达到强化金属基体、增强抗变形能力、提高工件尺寸精度稳定性的目的。

振动时效从作用上讲是以机械能形式给工件提供振动能量，增大金属内部原子的振动幅度，加快畸变晶格排列趋于平衡，振动时效从形式上讲是通过对工件施加略低于材料屈服极限的动应力，人为造成工件“变形”提前发生，从而获得工件在其精加工之后不再发生变形的效果。这是振动时效保证工件精加工后尺寸精度稳定的根本原因。