The invention discloses a device and a method for synergistic elimination of stress by using thermal aging and vibration aging. The thermal and vibration stress relief devices include vibration system, heating system and cooling system. The vibration table in the cooling vibration system is cooled by the cooling system, and the exciter and the sensor are fixed at the cooling end of the vibration table. The workpiece fixing device fixes the workpiece on the shaking table and extends it into the furnace chamber of the high temperature furnace in the heating system. Thermal aging and vibration aging can eliminate stress synergistically. On the one hand, the effect of residual stress can be effectively eliminated by both thermal aging and vibration aging. On the other hand, the synergistic effect between them can significantly improve the stress relief effect of single thermal aging or vibration aging and composite treatment, which can be applied to black gold. Stress relieving of genera, polymers, nonferrous metals and composite materials.
【技术实现步骤摘要】
一种利用热时效和振动时效协同消除应力的装置及方法
本专利技术属于残余应力消除
,具体涉及一种利用热时效和振动时效协同消除应力的装置及方法。
技术介绍
在工件的铸造、焊接、锻造、机械加工、热处理、校形等制造过程中,工件内部会产生残余应力,会导致一些不良的影响,如降低工件的实际承载能力、变形或尺寸变化、加速应力腐蚀、降低疲劳寿命等。因此,通过技术手段,消除材料的内部残余应力具有重要的工程应用价值。消除应力技术有:自然时效、热时效、振动时效、静态过载时效、爆炸时效、循环加载时效等,都能在一定程度上达到消除和均化应力的目的。然而,以上各种技术都有缺点。自然时效需要对工件进行长达1年甚至数年以上的自然放置,耗时长。同时,静态过载时效、爆炸时效和循环加载时效等仅适用于简单形状的工件,同时设备昂贵。然而,热时效和振动时效可以对任意复杂形状的构件进行应力消除,是两种常见的消除应力技术。热时效是将金属在一定温度作用下通过内部局部塑性变形或局部的驰豫过程使残余应力松弛而达到消除应力的目的。热时效时,工件一般缓慢加热至较低温度(灰口铸铁为500℃~550℃,钢为500℃~650℃,有色金属合金冲压件为再结晶开始温度以下),保持一段时间后,缓慢冷却,防止产生新的残余应力。其缺点是能耗高,而优点是效果明显,简单方便,可靠性较好。然而,某些材料并不能采用较高温度的热时效工艺。例如,为不影响淬火处理硬铝的力学性能,其热时效温度一般不能超过300℃。振动时效的实质是以共振的形式给工件施加附加动应力,在交变应力作用下振动一定时间后,使残余应力降低和均匀化。其特点是周期短、节约能源、环 ...
【技术保护点】
1.一种利用热时效和振动时效协同消除应力的装置,其特征在于:所述的装置包括振动系统、加热系统和冷却系统,加热系统为外接的系统,加热系统用于加热振动系统中的工件固定装置(7),冷却系统为外接的系统,冷却系统用于冷却振动系统中的振动台(4);所述的振动系统包括振动控制器(1)、振动台(4)、工件固定装置(7)、激振器(9)、振动传感器(10)、左侧弹性支撑架(2)和右侧弹性支撑架(3);所述的振动台(4)水平放置在左侧弹性支撑架(2)和右侧弹性支撑架(3)上,振动台(4)上表面的一端固定有激振器(9),振动台(4)上表面的另一端固定有工件固定装置(7),工件固定装置(7)伸入至加热系统的高温炉(5)的炉腔内;所述的振动传感器(10)固定在振动台(4)的上表面,测量振动台(4)的振动频谱;所述的振动控制器(1)为外接装置,振动控制器(1)控制激振器(9)的振动并接收振动传感器(10)传输的振动频谱;所述的加热系统包括高温炉(5)和外接的温度控制器(6),高温炉(5)加热工件固定装置(7),温度控制器(6)控制高温炉(5)内的温度;所述的冷却系统包括水冷机(22)、出水管(23)、冷却盒(21 ...
【技术特征摘要】
1.一种利用热时效和振动时效协同消除应力的装置,其特征在于:所述的装置包括振动系统、加热系统和冷却系统,加热系统为外接的系统,加热系统用于加热振动系统中的工件固定装置(7),冷却系统为外接的系统,冷却系统用于冷却振动系统中的振动台(4);所述的振动系统包括振动控制器(1)、振动台(4)、工件固定装置(7)、激振器(9)、振动传感器(10)、左侧弹性支撑架(2)和右侧弹性支撑架(3);所述的振动台(4)水平放置在左侧弹性支撑架(2)和右侧弹性支撑架(3)上,振动台(4)上表面的一端固定有激振器(9),振动台(4)上表面的另一端固定有工件固定装置(7),工件固定装置(7)伸入至加热系统的高温炉(5)的炉腔内;所述的振动传感器(10)固定在振动台(4)的上表面,测量振动台(4)的振动频谱;所述的振动控制器(1)为外接装置,振动控制器(1)控制激振器(9)的振动并接收振动传感器(10)传输的振动频谱;所述的加热系统包括高温炉(5)和外接的温度控制器(6),高温炉(5)加热工件固定装置(7),温度控制器(6)控制高温炉(5)内的温度;所述的冷却系统包括水冷机(22)、出水管(23)、冷却盒(21)、回收盒(20)和回水管(24),水冷机(22)通过出水管(23)将冷却水输至冷却盒(21),冷却盒(21)固定在振动台(4)上,冷却盒(21)内的冷却水通过振动台(4)上的通孔流至回收盒(20),回收盒(20)内的冷却水通过回水管(24)回送至水冷机(22)。2.根据权利要求1所述的利用热时效和振动时效协同消除应力的装置,其特征在于:所述的激振器(9)的两侧设置有C型卡具Ⅰ(11)和C型卡具Ⅱ(19),C型卡具Ⅰ(11)和C型卡具Ⅱ(19)夹持激振器(9)并将激振器(9)固定在振动台(4)的上表面。3.根据权利要求1所述的利用热时效和振动时效协同消除应力的装置,其特征在于:所述的工件固定装...
【专利技术属性】
技术研发人员:汤金钢,李敬民,孔金星,江学强,马绍兴,黄文,杜东兴,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,
类型:发明
国别省市:四川,51
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