濟南博納機電設備有限公司

一、振動時效技術應用

　　振動時效技術，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，使工件內部發生微觀的塑性變形――被歪曲的晶格逐漸回復平衡狀態。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變形和開裂，保證工件尺寸精度的穩定性。

二、 振動時效的特點

　　1. 時效效果好

　　2. 靈活性強

　　3. 徹底解決了熱時效爐窯的環境污染問題

　　4. 投資少

　　5. 節能顯著

　　6. 效率高

　　7. 特別時候不宜高溫時效的材料和零件的消除應力處理

　三、 振動時效的由來及現狀

　　1. 由來及國外的應用情況

　　在工件的鑄造、焊接、鍛造、機械加工、熱處理、校直等制造過程中在工件的內部產生殘余應力，而殘余應力的存在 必然會導致一些不良的后果出現。

　　如：降低工件的實際承載能力而生裂紋；

　　易發生變形而影響工件的尺寸精度；

　　加速應力腐蝕；

　　降低工件的疲勞壽命等。

　　消除應力有：自然時效、熱時效、振動時效、靜態過載時效、爆炸時效、循環加載時效等，雖然都有缺點，但都在一定程度上達到消除和均化的目的。

　　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，其原因就是隨時將焊接應力消除一些，以免最終產生較大的應力集中。

　　敲擊法能量有限，后來發現使工件產生共振時，可給工件輸入最大的振動能力，從而于1915年在美國產生世界上第一臺關于振動消除殘余應力的專利。直到五十年代后期，電動機制造水平的提高，輕巧的振動時效設備陸續在美國、德國、英國、法國、蘇聯等國家出現，并不斷地被應用到機械制造業中，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定性。

　　2. 國內發展及現狀

　　國內發展較晚，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、航空部研究移植，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”。八五年機械部特批二萬五千美金與美國馬丁公司合作，引進當時世界上最先進的振動時效設備及相關技術。

　振動時效的機理

　　1. 從宏觀的角度分析，振動時效使零件產生塑性變形，降低和均化殘余應力并提高材料的抗變形能力，無疑是導致零件尺寸精度穩定的基本原因。由振動時效的加載試驗結果可知，振動時效件的抗變形能力不僅高于未經時效的零件，也高于經熱時效處理的零件。

　　2. 從微觀方面分析，振動時效可視為一種以循環載荷的形式施加于零件上的一種附加的動應力。

　　3. 從錯位、晶格滑移等金屬學理論上解釋，其主要觀點是振動時效處理過程實際上是通過在工件的共振狀態下，給工件的每一部位（晶格）施加一定的動能量，如果施加的這個能量值與微觀組織本身原有的能量值之和，足以克服微觀組織周圍的井勢（恢復平衡的束縛力），則微觀區域必然會產生塑性變形，使產生殘余應力的歪曲晶格得以慢慢地恢復平衡狀態，使應力集中處的錯位得以滑移并重新釘扎，達到消除和均化殘余應力的目的。

　　六、 振動時效工藝過程

　　A.振動工藝裝備：它是將一個具有偏心重塊的電機系統(激振器)用卡具安放在工件上并將工件用膠墊等彈性物體支承。通過主機控制電機并調速，使工件處于共振狀態。一般工件經30分鐘的振動處理即可達到調整均化殘余應力的目的。

　　1.主機：控制電機的啟動及調速、信號的收集、處理、顯示及打印參數

　　2.激振器：強迫工件振動并將電機轉速及激振頻率反饋回主機

　　3.拾振器：把振動響應如加速度幅值等反饋回主機

　　4.卡具：將激振器牢牢固定在工件正確位置上

　　5.膠墊：隔振、降噪，防跑件

　B.時效工藝

　　1、激振點和支撐點：支撐點應該在工件振動節點上，激振點一般在兩點支撐點間剛性較大的位置上。

　　2、用振動時效過程中測出的動態參數曲線，根據曲線的變化、現場，及時判斷振動效果，是國內外推薦認可的方法。

　　振動時效最重要的幾個參數是：“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。

　　振動時效的實質，是在工件的亞共振點，穩定地亞共振振動15-30分鐘左右，使共振峰出現變化，內部發生微觀的彈性塑性力學變化，從而實現時效目的。