鑄件凝固以后在冷卻過程中會產生殘余應力,,殘余應力對鑄件質量影響大,尤其在交變載荷作用下的工件,,當載荷作用方向與殘余應力方向一致時,,內外應力總和可能超過材料的強度極限,嚴重時使鑄件局部或整體斷裂,;有殘余應力的鑄件,,經機械加工,往往會發(fā)生變形或降低零件精度,。因此,,消除或降低鑄件內部的殘余應力是十分必要的。
傳統(tǒng)的時效方法是熱時效,,這種方法耗能大,、成本高;環(huán)境污染嚴重,;生產周期長,、不易配爐;更重要的是爐溫均勻性差,,升,、降溫速度不易控制,易產生二次殘余應力,、微觀裂紋,,甚至造成鑄件報廢。
振動時效能消除鑄件內部殘余應力的20%~80%,,熱時效能消除鑄件內部殘余應力的50%~80%,,且振動時效所消耗能源僅為熱時效的5%。
為了能給企業(yè)創(chuàng)造更高的經濟效益,,本廠采用振動時效這項新技術,,首先選擇鑄鐵件Z01.1.18機座(材料HT 200,單重900kg,,大壁厚50mm,,小壁厚20mm)。對其進行振動時效和熱時效處理,,然后用X射線衍射法分別測量其時效結果,。
1 時效工藝方案的確定
1.1 熱時效工藝方案
熱時效是將鑄件加熱到塑性狀態(tài)的溫度范圍,在此溫度下保溫一定的時間,使應力消除,,再緩慢冷卻,。
1.2 振動時效工藝方案
(1) 支撐點的選擇、激振點的確定,、傳感器的安放,。
(2) 工藝參數表。
(3) 特性曲線圖,。
2 時效結果的測定
2.1 測試設備
測試設備為X射線應力測量儀,。
2.2 應力測試
根據機座的結構,A點殘余應力較大,,為易裂部位,,因此,對A點振動時效前,、后,,熱時效前、后分別進行應力測量,。
2.3 測試結果分析
從測試數據來看,,熱時效能消除機座A點殘余應力的51%,振動時效能消除殘余應力的45%,,結果比較理想,,也符合資料上的介紹情況。
3 其它鑄鐵件應力測試結果
除了對機座進行應力測試外,,對工作臺,、并條等鑄件也采用同樣的方法進行測試,結果也與預期的相吻合,。
4 經濟效益分析
通過統(tǒng)計,,熱時效與振動時效耗能、成本比較,。從數據來看,振動時效比熱時效節(jié)能(21.14-0.67)÷21.14×100%=96.8%成本降低(119.20-2.00)÷119.20×100%=98%,。由此看來,,振動時效新技術與熱時效相比經濟效益十分顯著。
5 結論
通過采用X射線衍射法測量鑄鐵件器熱時效與振動時效前后的殘余應力,,說明熱時效能消除殘余應力的50%~70%,,振動時效能消除殘余應力的42%~62%,振動時效比熱時效節(jié)能96.8%,,成本降低98%,。九工振動時效機是一項可廣泛應用的新技術。
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