翔博频谱谐波时效技术在铸造行业应用.pdfVIP

第二二届中国环渤海经济区铸造论坛文集 翔博频谱谐波时效技术在铸造行业中的应用 胡晓勤 (北京翔博科技有限责任公司) 摘要：分析并讨论了频谱谐波技术消除应力的基本原理，通过频谱谐波消除应力与传统的热处理时效工艺 的对比工艺试验，频谱谐波消除应力在铸造零件加工中的消除应力控制变形的有效性，效果不低于热处理 时效消除应力，在铝合金零件上甚至效果优于热处理时效。给出了频谱谐波在铸造领域的应用情况，及带 来的经济、社会效益。 关键词：频谱谐波时效；消除应力；铸造 引言 在机械制造领域，应力消除是必需的工艺处理环节，金属件经过铸造在其内部会产生残余应力，如果 不消除、均化残余应力。会导致金属工件尺寸变化、形位公差变化，降低尺寸精度的稳定性并致使其开 裂。为了消除残余应力，通常有自然时效、热时效、亚共振时效三种方法。自然时效，需搁置一到二年， 耗时长，不适用于大规模生产。目前普遍采用的“热时效”方法，使用费高，占地面积大，辅助设备多， 耗能高，炉温控制难度高，工件易氧化，增加清理工作量，易因受热不均致裂，并在冷却过程中产生新的 应力，此外，热时效处理劳动条件差，污染环境，体积较大的工件因热时效炉尺寸的限制无法使用这种方 法； “亚共振”方法采用从低频到高频扫描寻找所能产生共振的固有频率技术的局限性，使其解决不了 高刚性、高固有频率等金属材料残余应力消除问题，其应用面仅为23％。 “频谱谐波时效技术”完全可以取代自然时效、热时效、亚共振时效这三种方法，并且具有自身不可 替代的优势：效率高(处理一次1-3小时)；绿色低碳：能够达到和超过热时效的处理效果；解决了亚共 振时效的振型少、操作复杂、处理效果小稳定、噪音大等顽疾；应用面接近100％。频谱谐波时效消除应力 工艺，是一种新的清除应力的工艺方法，在航空、航天、兵器、新能源装备(如：风电)、工程机械、印 刷机械、矿山机械、汽车、模具、机床等机械制造领域得到了广泛应用，不仅解决了一些国防工业制造工 艺难题，还大幅降低了能耗，属于“绿色制造”节能减排的工艺。 频谱谐波消除应力的机理 对于振动过程的机理，国内外已经进行了大量的研究工作，取得以下的共识。振动就是对金属构件施 加周期性的作用力(动应力。动)。在振动过程中，施加到金属构件各部分的动应力。动与内部残余应力 。终叠加，当叠加幅值太于金属构件的屈服极限o．，即。磅+o残≥o。时，这些点晶格滑移，产生微小的 塑性变形，达到释放残余应力的目的。频谱谐波技术是振动时效技术的提高和突破，它是通过傅立叶分析， 不需扫描，在100HZ内寻找低次谐波。然后用合适的能景在多个谐波频率振动，引起高次谐波累积振动产 生多方向动应力，与多维分布的残余应力叠加，造成塑性屈服，从而降低峰值残余应力，同时使残余应力 分布均化，提高金属工件抗动、静载能力，抗变形能力，稳定尺寸精度的目的。 该技术不论工件大小、频率刚性高低、材料特性均能找出五种不同振型的谐波峰，不受激振器转速范围限 制，对激振点和拾振点无特殊要求．能够处理亚共振无法处理的高刚性高固有频率工件，能够满足对尺寸 精度要求高的工件，振动噪音低，在机械行业的覆盖面达到90％以．1-。 1效技术在铸造领域的研究及应用 1．I铸铁件上的应用 度检测，2次检测记录对比其尺寸变化情况： 第■届一{-闻M渤辫经济M铸琏皓h文女 1．件图片一．前箱伴 1仃图片二：后箱体 工件图片=：行星架 检测项日： 中心距：平彳：】_度：同轴度：垂直度；圆度；圆柱度：平面度 检测结果统计分析： 010 (1)频谱谐波时效共检测了105个项目数据，其中数据变化≤0010的有70个，占6667％；0 ≤0030的有23个。占21996：O030≤0050的有9个占857％，：005≤00609的有3个占286％。 010t0030 (2)热时效共检测了99个项目数据，其中数据