振动时效越来越多的被应用于机械加工工艺中是因为振动时效自身的特点决定的。也是经过现场实践证明了的。振动时效技术与传统的自然时效和热时效相比:
◆ 时效处理好
研究和实际应用证明,振动时效对工件的时效好于烧煤、重油或煤气的热时效炉,而基本与电炉的时效相近。因为振动时效克服了热时效炉炉温不均而造成消除应力不均匀之难题,而且避免了工件因加热而降低其抗变形能力的影响,所以一般经振动时效处理的工件较一般热时效处理的工件的尺寸稳定性可提高。
◆ 投资少,经济
振动时效设备的价格一般在2—8万元左右,就能满足几百吨以下工件的时效处理,而对大型工件建造热时效炉窑不仅需投资几十万元,而且占地面积大,应用起来不灵活,如果工件少还不值得开炉、工件太大时又装不进炉等。
◆ 适应性
振动时效技术的使用不受场地、工件大小、形状、重量等条件的限制,由于振动时效设备只有几十公斤,所以对大型工件可就地进行时效处理。同时根据工艺要求可安排在工件不同的加工工序间进行时效处理
◆ 无环境污染问题。
随着人们对环境要求的提高,热时效炉窑的烟气、粉尘、炉渣问题已受到限制,振动时效则能完全避免,这也是振动时效技术被国家环保局近几年一直推广的原因。
◆ 节能
振动时效处理一个周期下来只用几度电,与热时效比较起来节能。
◆ 效率
自然时效需经6个月至一年时间,热时效也需要十几至几十个小时一个周期,而振动时效只需十几分钟至一个小时即可完成。
◆ 适合不宜高温时效的工件消除应力处理
如不锈钢件、有色金属件、焊修后的机械零件等等。
振动时效源自于敲击时效。在焊接过程中有经验的焊接师傅在施焊一段时间后立即用小锤对焊缝及周边进行敲击以防止产生裂纹,究其原因即是随时将焊接应力消除一些,以免产生较大的应力集中。而实际上这种敲击的能量是有限的,后来人们发现使工件产生共振时,可给工件输入振动能量,从而于1915年在美国产生了世界关于振动消除残余应力的专利,并出现了振动时效设备。但由于当时难以制造出高频率的振动时效设备,且对其机理也尚待研究,所以二十世纪五十年代以前,这项技术的发展十分缓慢。到了五十年代后期,由于电机制造水平不断的提高,轻巧的振动时效设备陆续在美国、德国、英国、法国、苏联等国家出现,并不断地被应用到机械制造业中,实际应用证明振动时效比热时效能提高工件的尺寸稳定性。实际应用的成功又促进了人们对机理的探讨。到目前为止,上述国家的较大型机械制造厂商基本上在采用振动时效工艺。
国内开展振动时效研究比较晚,早是由孙照清总工程师等老一辈的工程技术人员74年出国考查访问时,把这项技术带回国内,并开始在机械部、航空部研究移植,并于“六五”期间在机械部提出的攻关课题之一—提高机床铸件产品质量的大课题里面确定了“振动时效可行性研究”这一子课题,并由北京机床研究所和四大机床厂来完成这一课题。经过几年的努力与其它兄弟院所一起取得了一定的成果,证明振动时效工艺的可行性。由于受当时简易设备的限制,一些工艺参数很难测量也限制了这项技术的研究和应用。